五大新能源汽車電池類型

發佈日期: 2012 年 05 月 21 日 17:13 | 作者: | 分類: 綠能知識

一、鉛酸電池

鉛酸電池作為比較成熟的技術,因其成本較低,而且能夠高倍率放電,依然是唯一可供大批量生產的電動車用電池。北京奧運會時,有20輛使用鉛酸電池的電動汽車,為奧運會提供交通服務。

但是鉛酸電池的比能量、比功率和能量密度都很低,以此為動力源的電動車不可能擁有良好的車速及續航里程。

二、鎳鎘電池和鎳氫電池

雖然性能好於鉛酸電池,但含有重金屬,使用遺棄後對環境會造成污染。

鎳氫動力電池剛剛進入成熟期,是目前混合動力汽車所用電池體系中唯一被實際驗證並被商業化、規模化的電池體系,現有混合動力電池99%的市場份額為鎳氫動力電池,商業化的代表是豐田的普銳斯。目前全球主要的汽車動力電池廠商主要有日本的PEVE和Sanyo,PEVE佔據全球Hybrid動力車用鎳氫電池85%的市場份額,目前主要的商業化的混合動力汽車如豐田的Prius、Alphard和Estima,以及本田的Civic,Insight等均採用PEVE的鎳氫動力電池組。在我國,長安傑勳、奇瑞A5、一汽奔騰、通用君悅等品牌轎車已經在示範運行,他們採用的也都是鎳氫電池,不過電池主要向國外採購,國內鎳氫電池在汽車上的運用仍處於研發匹配階段。

三、鋰電池

傳統的鉛酸電池、鎳鎘電池和鎳氫電池本身技術比較成熟,但它們用在汽車上作為動力電池則存在較大的問題。目前,越來越多的汽車廠家選擇採用鋰電池作為新能源汽車的動力電池。

因為鋰離子動力電池有以下優點:工作電壓高(是鎳鎘電池氫-鎳電池的3倍);比能量大(可達165WH/㎏,是氫鎳電池的3倍);體積小;品質輕;迴圈壽命長;自放電率低;無記憶效應;無污染等。

當前許多知名的汽車製造商都致力於開發動力鋰電池汽車,如美國福特、克萊斯勒,日本豐田、三菱、日產、韓國現代、法國Courreges、Ventury等。而國內汽車製造商比亞迪、吉利、奇瑞、力帆、中興等車企也紛紛在自己的混合動力和純電動汽車中搭載動力鋰電池。

目前阻礙動力鋰離子電池發展的瓶頸是:安全性能和汽車動力電池的管理系統。安全性能方面,由於鋰離子動力電池具有能量密度大、工作溫度高、工作環境惡劣等方面的原因,加上以人為本的安全理念,因此,用戶對電池的安全性提出了非常高的要求。汽車動力電池的管理系統方面,由於汽車動力電池的工作電壓是12V或24V,而單個動力鋰離子電池的工作電壓是3.7V,因此必須由多個電池串聯而提高電壓,但由於電池難以做到完全均一的充放電,因此導致串聯的多個電池組內的單個電池會出現充放電不平衡的狀況,電池會出現充電不足和過放電現象,而這種狀況會導致電池性能的急劇惡化,最終導致整組電池無法正常工作,甚至報廢,從而大大影響電池的使用壽命和可靠性能。

四、磷酸鐵鋰電池

磷酸鐵鋰電池也是一種鋰電池,其比能量不到鈷酸鋰電池的一半,但是其安全性高,迴圈次數能達到2000次,放電穩定,價格便宜,成為車用動力新的選擇。

比亞迪提出的「鐵電池」,業界人士認為其為磷酸鐵鋰電池的可能性較大。

五、燃料電池

簡單地說,燃料電池(Fuel Cell)是一種將存在於燃料與氧化劑中的化學能直接轉化為電能的發電裝置。燃料和空氣分別送進燃料電池,電就被奇妙地生產出來。它從外表上看有正負極和電解質等,像一個蓄電池,但實質上它不能「儲電」而是一個「發電廠」。

最有望用於汽車的是質子交換膜燃料電池。它的工作原理是:將氫氣送到負極,經過催化劑(鉑)的作用,氫原子中兩個電子被分離出來,這兩個電子在正極的吸引下,經外部電路產生電流,失去電子的氫離子(質子)可穿過質子交換膜(即固體電解質),在正極與氧原子和電子重新結合為水。由於氧可以從空氣中獲得,只要不斷給負極供應氫,並及時把水(蒸汽)帶走,燃料電池就可以不斷地提供電能。

因為燃料電池直接將燃料的化學能轉化為電能,中間不經過燃燒過程,因而不受卡諾迴圈的限制。目前燃料電池系統的燃料—電能轉換效率在45%~60%,而火力發電和核電的效率大約在30%~40%。

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