电动汽车蓄电池基本情况20110627.doc

电动汽车用蓄电池基本概况一、蓄电池基本定义及分类1.1 蓄电池主要分类电池是一种直接把化学能转变成电能的装置，属于化学电源。电池的性能参数主要有电动势、容量、比能量和电阻。电动势等于单位正电荷由负极通过电池内部移到正极时，电池非静电力（化学力）所做的功。电动势取决于电极材料的化学性质，与电池的大小无关。电池所能输出的总电荷量为电池的容量，通常用安培小时作单位。在电池反应中，1千克反应物质所产生的电能称为电池的理论比能量。电池的实际比能量要比理论比能量小。因为电池中的反应物并不全按电池反应进行，同时电池内阻也要引起电动势降，因此常把比能量高的电池称做高能电池。电池的面积越大，其内阻越小。电池按是否可以循环使用划分为两大类：一次电池和二次电池。一次电池是活性物质仅能使用一次的电池，又称原电池，如锌锰电池，碱锰电池等；二次电池可充电、循环使用，又称蓄电池。蓄电池按电极材料和工作原理的不同，应用最广泛的包括铅酸蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池等四类。这四类电池的性能和优缺点比较如下：性能等指标铅酸蓄电池镍镉电池镍氢电池锂离子电池电池容量3Ah-3000Ah100mAh-7Ah10mAh-3Ah50mAh-50Ah （重量）比能量35 Wh/Kg 50 Wh/Kg70 Wh/Kg 120 Wh/Kg （体积）比能量90 Wh/L 100 Wh/L 140 Wh/L360 Wh/L 工作温度-40~60-40~50-40~50-20~60大电流放电性能高较高较低较低充放电寿命较低一般高高记忆效应无有略有无安全性高较高较高低回收循环利用高低低低技术成熟度高较高较高一般成本低较低较高高1.2 蓄电池主要应用领域各种主要类型蓄电池在性能、技术特点和成本价格方面的不同优势和劣势，决定了它们的不同应用领域，各类蓄电池在一定范围内也存在相互替代性。根据工业和信息化部及中国电池工业协会公布的数据， 2009年国内电池行业中，原电池（常用原电池有锌－锰干电池、锌－汞电池、锌－银扣式电池及 HYPERLINK /view/17063.htm \t _blank 锂电池等。）产量为290.4亿只（折R20标准只） ，实现产值约580亿元；铅酸蓄电池产量为1.2亿kVAh，产值约540亿元；锂离子电池产量为18.75亿只，产值约205亿元；镍镉、镍氢等其他蓄电池产量3.8亿只，产值约80亿元。各类电池的市场份额如下图所示：数据来源：工业和信息化部、中国电池工业协会和赛迪顾问二、电动汽车及其蓄电池概况2.1 现代电动汽车分类 2.1节资料主要来源：中国价值网（）：新兴产业报道电动汽车是针对内燃机车辆提出来的概念。谓之“电动”，是因为它的能源是蓄电池而不是汽油（或柴油）等石油产品。纯电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。一般采用高效率充电电池，或燃料电池为动力源。电动汽车无需再用内燃机，因此，电动汽车的电动机相当于传统汽车的发动机，蓄电池相当于原来的油箱，由于电能是二次能源，可以来源于风能水能、热能、太阳能等多种方式。现代电动汽车一般可分为三类：纯电动汽车（PEV）、混合动力汽车（HEV）、燃料电池电动汽车（FCEV）。但是近几年在传统混合动力汽车的基础上，又派生出一种外接充电式（Plug-In）混合动力汽车，简称PHEV。2.1.1 纯电动汽车（PEV）纯电动汽车是指完全由动力蓄电池提供电力驱动的电动汽车，虽然它已有134年的悠久历史，但一直仅限于某些特定范围内应用，市场较小。主要原因是由于各种类别的蓄电池，普遍存在价格高、寿命短、外形尺寸和重量大、充电时间长等严重缺点。目前采用的铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池，它们已达到的实际性能指标和市场平均价格，仅仅从取得能量的成本来考虑，采用铅酸电池比汽油机驱动有一定价格优势，但是由于它太过笨重，充电时间又长，因此只被广泛用于车速小于50km/h的各种场地车、高尔夫球车、垃圾车、叉车以及电动自行车上，实践证实铅酸电池在这一低端产品市场上有较强的竞争力和实用性。镍氢电池的主要优点是相对寿命较长，但是由于镍金属占其成本的60％，导致镍氢电池价格居高不下。锂离子电池技术发展很快，近10年来，其比能量由100Wh/kg增加到180Wh/kg，比功率可达2000W/kg，循环寿命达1000次以上，工作温度范围达-40～55℃。 2.1.2 混合动力电动汽车（HEV）由于完全由动力蓄电池驱动的纯电动汽车，其性能/价格比长期以来都远远低于传统的内燃机汽车，难于与传统汽车相竞争，上个世纪90年代以来各大汽车公司都着手开发混合动力汽车。日本丰田公司在1997年率先向市场推出“先驱者”（Prius）混合动力汽车，并在日本、美国和欧洲各国市场上均获得较大成功，累计产销量已超过60万辆。