一、新能源汽車電池簡(jiǎn)介

　　隨著新能源汽車的發(fā)展，新能源汽車電池的創(chuàng)新也越來(lái)越多。新能源汽車電池就是使用新能源技術(shù)減少“溫室氣體”排放污染的新型汽車電池。

　　新能源汽車電池組由多個(gè)電池串聯(lián)疊置組成。一個(gè)典型的電池組大約有96個(gè)電池，充電到4.2V的鋰離子電池而言，這樣的電池組可產(chǎn)生超過400V的總電壓。盡管汽車電源系統(tǒng)將電池組看作單個(gè)高壓電池，每次都對(duì)整個(gè)電池組進(jìn)行充電和放電，但電池控制系統(tǒng)必須獨(dú)立考慮每個(gè)電池的情況。

　　如果電池組中的一個(gè)電池容量稍微低于其他電池，那么經(jīng)過多個(gè)充電/放電周期后，其充電狀態(tài)將逐漸偏離其它電池。

　　如果這個(gè)電池的充電狀態(tài)沒有周期性地與其它電池平衡，那么它最終將進(jìn)入深度放電狀態(tài)，從而導(dǎo)致?lián)p壞，并最終形成電池組故障。為防止這種情況發(fā)生，每個(gè)電池的電壓都必須監(jiān)視，以確定充電狀態(tài)。此外，必須有一個(gè)裝置讓電池單獨(dú)充電或放電，以平衡這些電池的充電狀態(tài)。

　　二、五大新能源汽車電池類型盤點(diǎn)

　　1、鉛酸電池

　　鉛酸電池作為比較成熟的技術(shù)，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(chǎn)的電動(dòng)車用電池。北京奧運(yùn)會(huì)時(shí)，有20輛使用鉛酸電池的電動(dòng)汽車，為奧運(yùn)會(huì)提供交通服務(wù)。

　　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(dòng)力源的電動(dòng)車不可能擁有良好的車速及續(xù)航里程。

　　2、鎳鎘電池和鎳氫電池

　　雖然性能好于鉛酸電池，但含有重金屬，使用遺棄后對(duì)環(huán)境會(huì)造成污染。 鎳氫動(dòng)力電池剛剛進(jìn)入成熟期，是目前混合動(dòng)力汽車所用電池體系中唯一被實(shí)際驗(yàn)證并被商業(yè)化、規(guī)模化的電池體系，現(xiàn)有混合動(dòng)力電池99%的市場(chǎng)份額為鎳氫動(dòng)力電池，商業(yè)化的代表是豐田的普銳斯。目前全球主要的汽車動(dòng)力電池廠商主要有日本的PEVE和 Sanyo，PEVE占據(jù)全球Hybrid動(dòng)力車用鎳氫電池85％的市場(chǎng)份額，目前主要的商業(yè)化的混合動(dòng)力汽車如豐田的Prius、Alphard和 Estima，以及本田的Civic，Insight等均采用PEVE的鎳氫動(dòng)力電池組。在我國(guó)，長(zhǎng)安杰勛、奇瑞A5、一汽奔騰、通用君悅等品牌轎車已經(jīng)在示范運(yùn)行，他們采用的也都是鎳氫電池，不過電池主要向國(guó)外采購(gòu)，國(guó)內(nèi)鎳氫電池在汽車上的運(yùn)用仍處于研發(fā)匹配階段。

　　3、鋰電池

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

　　因?yàn)殇囯x子動(dòng)力電池有以下優(yōu)點(diǎn)：工作電壓高（是鎳鎘電池氫-鎳電池的3倍）；比能量大（可達(dá)165WH/㎏，是氫鎳電池的3倍）；體積小；質(zhì)量輕；循環(huán)壽命長(zhǎng)；自放電率低；無(wú)記憶效應(yīng)；無(wú)污染等。

　　當(dāng)前許多知名的汽車制造商都致力于開發(fā)動(dòng)力鋰電池汽車，如美國(guó)福特、克萊斯勒，日本豐田、三菱、日產(chǎn)、韓國(guó)現(xiàn)代、法國(guó)Courreges、Ventury等。而國(guó)內(nèi)汽車制造商比亞迪、吉利、奇瑞、力帆、中興等車企也紛紛在自己的混合動(dòng)力和純電動(dòng)汽車中搭載動(dòng)力鋰電池。

　　目前阻礙動(dòng)力鋰離子電池發(fā)展的瓶頸是：安全性能和汽車動(dòng)力電池的管理系統(tǒng)。安全性能方面，由于鋰離子動(dòng)力電池具有能量密度大、工作溫度高、工作環(huán)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(duì)電池的安全性提出了非常高的要求。汽車動(dòng)力電池的管理系統(tǒng)方面，由于汽車動(dòng)力電池的工作電壓是12V或24V，而單個(gè)動(dòng)力鋰離子電池的工作電壓是3.7V，因此必須由多個(gè)電池串聯(lián)而提高電壓，但由于電池難以做到完全均一的充放電，因此導(dǎo)致串聯(lián)的多個(gè)電池組內(nèi)的單個(gè)電池會(huì)出現(xiàn)充放電不平衡的狀況，電池會(huì)出現(xiàn)充電不足和過放電現(xiàn)象，而這種狀況會(huì)導(dǎo)致電池性能的急劇惡化，最終導(dǎo)致整組電池?zé)o法正常工作，甚至報(bào)廢，從而大大影響電池的使用壽命和可靠性能。

　　4、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，循環(huán)次數(shù)能達(dá)到2000次，放電穩(wěn)定，價(jià)格便宜，成為車用動(dòng)力新的選擇。

　　比亞迪提出的“鐵電池”，業(yè)界人士認(rèn)為其為磷酸鐵鋰電池的可能性較大。

　　5、燃料電池

　　簡(jiǎn)單地說(shuō)，燃料電池（Fuel Cell）是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。燃料和空氣分別送進(jìn)燃料電池，電就被奇妙地生產(chǎn)出來(lái)。它從外表上看有正負(fù)極和電解質(zhì)等，像一個(gè)蓄電池，但實(shí)質(zhì)上它不能“儲(chǔ)電”而是一個(gè)“發(fā)電廠”。

　　最有望用于汽車的是質(zhì)子交換膜燃料電池。它的工作原理是：將氫氣送到負(fù)極，經(jīng)過催化劑（鉑）的作用，氫原子中兩個(gè)電子被分離出來(lái)，這兩個(gè)電子在正極的吸引下，經(jīng)外部電路產(chǎn)生電流，失去電子的氫離子（質(zhì)子）可穿過質(zhì)子交換膜（即固體電解質(zhì)），在正極與氧原子和電子重新結(jié)合為水。由于氧可以從空氣中獲得，只要不斷給負(fù)極供應(yīng)氫，并及時(shí)把水（蒸汽）帶走，燃料電池就可以不斷地提供電能

　　三、新能源汽車電池能用多久

　　雖然現(xiàn)在相比于傳統(tǒng)燃油車，電動(dòng)汽車充電的費(fèi)用可謂低廉，但是由于電動(dòng)汽車本身售價(jià)高，而且電池使用壽命相對(duì)不長(zhǎng)，更換電池也將是一筆巨大的開支，因此成本障礙“電池維修養(yǎng)護(hù)已成為現(xiàn)在普及電動(dòng)汽車的”攔路虎“。 對(duì)于一輛電動(dòng)汽車而言，其電池續(xù)航里程越大自然會(huì)帶來(lái)更多的便利，其中越大的續(xù)航里程就意味著充電的頻率就越低。

　　然而電動(dòng)轎車的壽命決定于電機(jī)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)不同，其成本也差異甚大，若采用直流有刷電機(jī)，車載電源可直接供給電機(jī)，使用這種電機(jī)采用晶閘管式控制器斬波方式調(diào)速。

　　電池的壽命有”干貯存壽命“和”濕貯存壽命“。這兩個(gè)概念僅是針對(duì)電池自放電大小而言的，并非電池的實(shí)際使用期限。電池的真正壽命是指電池實(shí)際使用的時(shí)間長(zhǎng)短。

　　對(duì)一次電池而言，電池的壽命是表征給出額定容量的工作時(shí)間（與放電倍率大小有關(guān)）。

　　對(duì)二次電池而言，電池的壽命分充放電循環(huán)壽命和濕擱置使用壽命兩種。

　　充放電循環(huán)壽命，是衡量二次電池性能的一個(gè)重要參數(shù)。經(jīng)受一次充電和放電，稱為一次循環(huán)（或一個(gè)周期）。在一定的充放電制度下，電池容量降至某一規(guī)定值之前，電池能耐受的充放電次數(shù)，稱為二次電池的充放電循環(huán)壽命。充放電循環(huán)壽命越長(zhǎng)，電池的性能越好。在目前常用的二次電池中，鎘鎳電池的充放電循環(huán)壽命500～800次，鉛酸電池200～500次，鋰離子電池600～1000次，鋅銀電池很短，約100次左右。

　　二次電池的充放電循環(huán)壽命與放電深度、溫度、充放電制式等條件有關(guān)。所謂”放電深度“是指電池放出的容量占額定容量的百分?jǐn)?shù)。減少放電深度（即”淺放電“），二次電池的充放電循環(huán)壽命可以大大延長(zhǎng)。

　　濕擱置使用壽命，也是衡量二次電池性能的重要參數(shù)之一。它是指電池加入了電解液后開始進(jìn)行充放電循環(huán)直至充放電循環(huán)壽命終止的時(shí)間（包括充放電循環(huán)過程中電池處于放電態(tài)濕擱置的時(shí)間）。濕擱置使用壽命越長(zhǎng)，電池性能越好。在目前常用的電池中，鎘鎳電池濕擱置使用壽命2～3年，鉛酸電池3～5年，鋰離子電池5～8年，鋅銀電池最短，只有1年左右。另外，電池的性能還有：低溫性能、耐過充電能力、安全性能等。

　　四、新能源汽車電池使用注意事項(xiàng)

　　1.起步請(qǐng)輕踩

　　新能源汽車在起步時(shí)如果猛踩加速，會(huì)導(dǎo)致電池大電流放電，大電流放電容易產(chǎn)生硫酸鉛結(jié)晶，從而損害電池極板的物理性能，影響使用壽命。所以在此提醒廣大車主，起步勿著急。

　　2.防止暴曬及過冷

　　新能源汽車如果長(zhǎng)時(shí)間在陽(yáng)光下暴曬會(huì)溫度過高的環(huán)境會(huì)使蓄電池內(nèi)部壓力增加而使電池失水，引發(fā)電池活性下降，加速極板老化;而如果長(zhǎng)時(shí)間在寒冷環(huán)境停止的話，將會(huì)對(duì)續(xù)航能力產(chǎn)生急劇下滑的影響，并且對(duì)電池組性能會(huì)產(chǎn)生不利影響。有不少北方地區(qū)車主反映，新能源車輛在冬季行駛都不敢打開空調(diào)，就是擔(dān)心續(xù)航能力會(huì)更差。

　　3.充電時(shí)間不是越長(zhǎng)越好

　　新能源汽車切忌過度充電、過度放電和充電不足，這些都會(huì)縮短電瓶壽命。在使用過程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際車輛情況來(lái)決定充電時(shí)間及頻率，如果電量表指示燈亮起應(yīng)盡快充電，否則導(dǎo)致電瓶過度放電會(huì)影響壽命。并且充電時(shí)間不宜過長(zhǎng)，否則會(huì)形成過度充電，使電瓶發(fā)熱。如充電過程電瓶溫度超過65%C時(shí)，應(yīng)當(dāng)立即停止充電，以免發(fā)生危險(xiǎn)。

　　4.養(yǎng)成定期檢查的好習(xí)慣

　　不論是傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)汽車，還是新能源汽車，對(duì)汽車情況定期檢查都是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。如果在使用過程中，新能源汽車的續(xù)行里程突然大幅度下降，則很有可能是電池組中最少有一塊電池出現(xiàn)問題，這時(shí)應(yīng)立即趕往修理廠及時(shí)處理。

　　五、新能源汽車主流動(dòng)力電池發(fā)展分析

　　當(dāng)前比較主流的電池包括超級(jí)電容器、金屬氫化物鎳電池、鋰離子電池、燃料電池。超級(jí)電容器的特點(diǎn)是可承受瞬間大電流充放電，但儲(chǔ)電量低，不能驅(qū)動(dòng)車輛長(zhǎng)時(shí)間的使用；金屬氫化物電池具備大電流充放電能力，安全性好，但是比容量低，體積較大；鋰離子電池的電壓在這幾類電池中最高，比容量高，但它的是安全性、低溫性能差；燃料電池從去年開始走進(jìn)更多人的視線，能量?jī)?chǔ)備充足，可快速補(bǔ)充燃料，但成本高，瞬間輸出能力差，致命的缺陷是不能進(jìn)行能量的回饋，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)的車輛不能只用燃料電池實(shí)現(xiàn)剎車時(shí)能量的回收。

　　目前市場(chǎng)的主流的新能源汽車包括日產(chǎn)聆風(fēng)、豐田普銳斯、雪佛蘭沃藍(lán)達(dá)等，當(dāng)然還有紅得發(fā)紫的特斯拉ModelS。這四款車無(wú)一例外地都采用了鋰電池或鎳氫電池，因此也可以看出，在上述四種動(dòng)力電池中，鋰電池與鎳氫電池是競(jìng)爭(zhēng)最為激烈的兩類電池。許多業(yè)內(nèi)人士對(duì)功率密度、能量密度、最大容量等參數(shù)各有說(shuō)辭。

　　實(shí)際上，并非所有的參數(shù)都高才是最好的（當(dāng)然也不可能實(shí)現(xiàn)）。匡德志指出，功率密度跟電池的應(yīng)用領(lǐng)域直接相關(guān)，如果用在混合動(dòng)力車對(duì)功率要求較高的領(lǐng)域，必然要求功率密度也較大；如果用在純電動(dòng)車對(duì)功率要求不高但儲(chǔ)能要求較高的領(lǐng)域，功率密度要求則可以降低一些，但能量密度要夠大。匡德志強(qiáng)調(diào)，不論是鎳氫電池還是鋰電池，它的功率密度和能量密度都可以通過電池設(shè)計(jì)者根據(jù)應(yīng)用情況進(jìn)行調(diào)整。

　　電池各項(xiàng)性能的關(guān)系

　　此外，動(dòng)力電池的各項(xiàng)性能是相互平衡的，或者說(shuō)“牽制”的，電池性能的優(yōu)劣不取決于單個(gè)電池的某項(xiàng)特性，而取決于綜合性能。從上圖中我們可以看出，容量與耐久性、高溫性能與低溫性能、散熱性與絕緣性、容忍性與成本是四組互相“矛盾”的參數(shù)。因此，匡德志強(qiáng)調(diào)，只有綜合考慮電池性能參數(shù)與環(huán)境之間的關(guān)系，才能真正具有應(yīng)用價(jià)值。