電動汽車動力電池的國內外技術現狀與發展趨勢車輛12-1李肖電動汽車動力電池的國內外技術現狀與發展趨勢第一頁，共五十二頁。目前電池類型特點及應用車型目前電池存在問題電池未來發展動向趨勢第二頁，共五十二頁。

目前電池類型特點及應用車型第三頁，共五十二頁。

電池類型

目前市場上電池類型有很多，現在運用成熟的有鉛酸電池、鎳氫電池、鋰子電池、燃料電池、太陽能電池第四頁，共五十二頁。鉛酸電池

應用歷史最長，最成熟，成本最低，已實現批量生產，但比能量低，所占體積質量大，且一次充電行駛里程較短，自放電率高，不適合現代電動汽車發展需要。第五頁，共五十二頁。

鉛酸蓄電池的優點：（1）除鋰離子電池外，在常用蓄電池中，鉛酸蓄電池的電壓最高，為2.0V；（2）價格低廉；（3）可制成小至大至幾千安時的各種尺寸和結構的蓄電池；（4）高倍率放電性能良好，可用于引擎啟動；（5）高低溫性能良好，可在零下40攝氏度至零上60攝氏度的條件下工作；（6）電能效率高達60%；（7）易于浮充使用，沒有“記憶”效應；（8）易于識別荷電狀態。第六頁，共五十二頁。鉛酸蓄電池的缺點：（1）比能量低，在電動汽車中所占的質量和體積較大，一次充電行駛里程短；（2）使用壽命短，使用成本高；（3)充電時間長；（4）鉛是重金屬，存在污染。第七頁，共五十二頁。鉛酸電池在電動汽車上的應用情況第八頁，共五十二頁。世界各國電動汽車用新型VRLA鉛酸電池第九頁，共五十二頁。

鉛酸電池在電動汽車上未來發展趨勢國外的嵌入電容極的“超級電池”使電池的功率特性提高；泡沫板柵使電池比能量增加；新組分鉛合金使循環壽命增加。我國鉛酸電池未來努力方向：

延壽、摘帽、加力

鉛酸電池由于價格低廉，目前主要應用在速度不高、線路固定、充電站設立容易規劃的電動汽車上。

第十頁，共五十二頁。雷丁V60是目前微型電動汽車市場上唯一的一款自主研發采用三廂結構的車型，前期將推出兩個不同配置的鉛酸版V60第十一頁，共五十二頁。鎳氫電池特點鎳氫電池是20世紀90年代發展起來的一種新型綠色電池，具有高能量、長壽命、無污染等特點。第十二頁，共五十二頁。鎳氫電池優點：1、比功率高2、循環功率次數多3、無污染4、耐過充過放5、無記憶效應6、使用溫度范圍寬7、安全可靠第十三頁，共五十二頁。鎳氫電池缺點：（1）自放電率高：滿電常溫下存儲自放電率30～35％；（2）高溫性能差；（3）在過充和過放時會排出氣體。第十四頁，共五十二頁。國外鎳氫電池生產廠商及特點國內鎳氫電池生產廠商及特點第十五頁，共五十二頁。松下電能有限公司(PEVE)PEVE(PanasonicEVEnergyCo.,Ltd)是松下和豐田的合資公司。目前采用松下電池的商業化混合動力汽車有豐田的Prius、Alphard、Estima、本田的Civic、Insight等。松下最新的方形電池采用新的電極材料,降低了內阻和內壓,使可靠性和壽命得到提高,其主要參數如表2所示,其技術特征:·比功率達到1350W/kg;·采用新的電極材料使內阻顯著降低;·采用新的電池聯接結構;·壽命有顯著的提高;·電池箱尺寸減少15%,重量減少25%。第十六頁，共五十二頁。第十七頁，共五十二頁。純電動汽車通用汽車的HondaCivicHybrid本田的HondaEVPlus福特汽車的FordRangerEV混合動力電車福特汽車的FordEscape雪佛蘭的ChevroletMalibu本田的HondaCivicHybrid第十八頁，共五十二頁。豐田RAV4純電動車-世界首款搭載了鎳氫電池的量產型電動汽車第十九頁，共五十二頁。鋰離子電池與其他蓄電池比較，鋰子電池具有高電壓、比能量高、充電壽命長、無記憶效應、無污染、快速充電、自放電率低，工作溫度范圍寬和安全可靠等優點，它已成為未來電動汽車較為理想的動力電源。第二十頁，共五十二頁。1、鋰離子電池的優點（1）工作壓力高。（2）比能量高。（3）循環壽命長。（4）自放電率低。（5）無記憶性。（6）對環境無污染。（7）能夠制造成任意形狀。第二十一頁，共五十二頁。2、鋰離子電池的不足（1）成本高。（2）必須有特殊的保護電路，以防止過充。第二十二頁，共五十二頁。高安全性、長壽命、高可靠一致性及低價格等是制約動力鋰離子電池應用的主要問題，對純電動車而言，電池的比能量/比功率必須盡可能高，以滿足長行駛里程及爬坡、加速等性能的需要第二十三頁，共五十二頁。此圖為豐田汽車幾款混合（純）電動汽車使用的鋰子電池單體級組件指標第二十四頁，共五十二頁。第二十五頁，共五十二頁。

其中插電式普銳斯最值得關注，這也是豐田的第一款插電式混合動力量產車，基于第三代普銳斯車身來構建。由98馬力的1.8升的汽油發動機、80馬力直流電機和的尺寸更加緊湊的鋰電池構成。由于引入了輕量級的電池組，其整車重量比標準普銳斯輕了50公斤（僅重1420公斤），可以輸出最高138馬力的動力，0-100公里/小時加速為10.7秒，最高時速達到180公里/小時。第二十六頁，共五十二頁。插電式普銳斯擁有三種可以隨意切換的駕駛模式：HV、EV和EV-City，其中HV模式類似于普通普銳斯，由于發動機和電機共同驅動車輛行駛，必要的時候發動機可以熄火以更好的降低功耗。第二種模式為純電動零排放模式，電池組充滿電之后可以行駛大約20公里，而最高車速可以達到85公里小時。第三種模式則是吸收了第一和第二種模式的優點，在汽油發動機啟動之前盡量使用電池組中的電力供應電機來驅動車輛，而當車輛減速以及剎車的時候則可以為電池組充電第二十七頁，共五十二頁。第二十八頁，共五十二頁。第二十九頁，共五十二頁。第三十頁，共五十二頁。

燃料電池能量密度高，接近汽油和柴油的能量密度，幾乎是零污染，代表電動汽車未來發展方向，也是各國重點研發的領域之一。但是成本太高：金屬箔催化劑存儲和運輸成本高加氫站等配套設施不完善第三十一頁，共五十二頁。1、燃料電池的優點（1）節能、轉換效率高。（2）排放基本達到零污染。（3）無振動和噪聲，壽命長。（4）結構簡單，運行平穩。第三十二頁，共五十二頁。2、燃料電池的缺點（1）燃料種類單一。（2）要求高質量的密封。（3）價格高。（4）需要配備輔助電池系統第三十三頁，共五十二頁。六種燃料電池的主要特征參數第三十四頁，共五十二頁。

現代ix35氫燃料電池現代汽車計劃到2015年共生產1000臺ix35燃料電池車，主要針對公共領域或集團客戶。現代ix35FCV和所有氫動力汽車一樣，水蒸氣是其唯一排放的“尾氣”，該車最高功率73kw，最高時速151km/h，百公里加速12.5秒。其驅動過程為：將電量儲存到24kwh鋰電池組，然后用電機驅動車輛，續航里程達到594公里。與傳統意義上的電動汽車不同的是，ix35燃料電池車加氫只需要幾分鐘時間，而且加氫站的建設要較電動汽車充電站更為環保和便宜。第三十五頁，共五十二頁。據現代汽車介紹，ix35搭載了經現代科研團隊14年時間、耗資數百億元自主研發的燃料電池，與過去的燃料電池車不同的是，i35FCV不需要額外準備壓縮空氣，只需消耗普通大氣即可，因此效率提升了五成。同時由于沒有空壓機的緣故，座艙的噪音也大大降低。經過歐洲、韓國、美國的超過兩百萬公里的實路測試表明，除了沒有汽油尾氣和發動機噪音，氫動力版ix35和普通汽油ix35完全一樣。第三十六頁，共五十二頁。第三十七頁，共五十二頁。

太陽能電池電動車太陽能是一種儲量極其豐富的清潔能源，是解決世界范圍內的能源危機和環境問題的一條重要途徑第三十八頁，共五十二頁。

福特：太陽能電池車C-MaxSolarEnergi包含SunPower公司1.5平方米的X21太陽能電池組，容量為300-350瓦特。同時它還擁有太陽能集中裝置和太陽跟蹤技術，二者共同為高效的X21太陽能電池組服務。原理近似于放大鏡，整個系統由東向西追蹤太陽軌跡，從而獲取盡可能多的太陽能，晴好天氣所獲得的能量幾乎等同于4小時的插電式充電（8千瓦），可以令該車在混合動力情況下行駛620英里（約合998公里），而純電驅動則為21英里（34公里）。通過利用可再生能源，C-MaxSolarEnergi每年可降低4噸的溫室氣體排放量第三十九頁，共五十二頁。第四十頁，共五十二頁。第四十一頁，共五十二頁。

目前車用電池存在問題第四十二頁，共五十二頁。電池安全性得不到保障。目前中小容量鋰離子電池的產業化已經非常成功，但大容量、高功率鋰離子動力電池的安全性問題得不到有效解決。而電池容量愈大，其一旦失控所造成的危害就愈大。電池容量有限，未能實現突破。目前市場上使用的電動汽車一次充電后的續駛里程一般為100km～300km，并且這還需要保持適當的行駛速度及具有良好的電池調節系統才能得到保證，而絕大多數電動汽車一般行駛環境下續駛里程只有50km～100km。第四十三頁，共五十二頁。電池循環壽命短。普通蓄電池充放電次數僅為300～400次，即使性能良好的蓄電池充放電次數也不過700～900次，按每年充放電200次計算，一個蓄電池的壽命最多為4年，與燃油汽車的壽命相比太短。第四十四頁，共五十二頁。電池質量和尺寸制約。現有電動汽車電池的外體積一般要達到550L。當把這么大體積的電池用于家庭轎車上時，就必然要擠占轎車的行李廂空間。現有電動汽車所使用的電池都不能在儲存足夠能量的前提下保持合理的尺寸和質量。電池價格昂貴。電動汽車蓄電池的價格約為100美元/kwh，有的甚至高達350美元/kwh，成本太高，用戶難以承受。對環境的污染嚴重。目前使用的動力電池主要為鉛酸動力電池、鎳氫電池、鎳鎘電池。原料從開采到生產，再到廢棄后的處理，都會對環境造成污染。第四十五頁，共五十二頁。電動汽車未來發展動向趨勢第四十六頁，共五十二頁。鋰離子電池由于鋰離子電池體小質輕、使用壽命長,電量損耗率地,對環境無污染等多項優點使其成為當今各國能量存儲技術研究的熱點。在在各國政府政策和財政的支持下,鋰離子電池發展較快,產業化生產和經營速度較快。當然鋰離子電池正式作為純電動汽車獨立驅動電源,在很多方面還需要提高。比如說比能量、電池性能、壽命和安全性都需要進一步研究和改進。世界各主要車制造商,如豐田、現代、福特等汽車第四十七頁，共五十二頁。制造公司都致力于開發以鋰離子蓄電池為電源的電動汽車,諸多汽車制造公司競相宣布以鋰離子電池為動力的電動汽車將投放市場。其中尤以日本汽車制造商在此方面的研究最為顯著,如采用新神戶電機生產的高能鋰離子蓄電池驅動的Altra純電動汽車時速可達50km/h;FTO純電動汽車上使用的日本蓄電池公司生產的高能鋰離子蓄電池完成了2000km/24h的考核。當然,鋰離子蓄電池廣泛應用于電動汽車上海必須完善性能指標、降低成本、提高安全性和使用壽命。第四十八頁，共五十二頁。超級電池所謂超級電池,就是利用超級電容器為負極,具有組合型電極的新型設計電源,在鉛酸蓄電池充放電性能上予以改善,在鎳氫電池的基礎上提高負極充電效率,大幅延長電池循環壽命,適用于混合動力車等環保機動車。超級電池的符合電動車輛在加速與制動時能量快速吸收和提供的要求,其使用壽命長,大幅提高電動汽車動力源更換周期;其動力強勁,電流放電非常大,充電時間較短,同時超級電池還具有不需要并聯額外超級電容器的特征,其未來使用范圍非常廣泛。從實質上來說,超級電池是傳統鉛酸蓄電池領域的新型復合能源,使得鉛酸電池在小微型電動車和增程式電動車仍有發展余地。第四十九頁，共五十二頁。新電池技術隨著電池技術的發展,各新電池能源被發現,如德國公司研制的KOLIBR電池是一種鋰聚合物電池,其在先進的膜技術技術基礎上,結合阿爾法聚合物技術,大幅度提高電池性能。另外新電池技術中具有發展的還有鋰硫電池,其由單質硫、金屬鋰和有機電解液組成,具有成本低、環境污染小、比能量高的特點,美國SionPower公司正在實驗室研發階段的鋰空氣電池就具有環境污染小、比能量高的特點。第五十頁，共五十二頁。

結語全球經濟的可持續發展和低碳經濟的順利開展,離不開對資源的高效利用。電動汽車電池在資源節約型和環境友好型社會的建設中具有現實且重要的意義。謝謝！第五十一頁，共五十二頁。內容總結電動汽車動力電池的國內外技術現狀與發展趨勢。（3）可制成小至