苑衍靈102080200341純電動汽車的發展瓶頸純電動汽車的優勢：無排放（或低排放）噪音低（電動汽車去掉了最大的噪音源）能量轉化效率比內燃機汽車高很多（15%、28%）結構簡單，運行費用低安全性較內燃機汽車高目前存在的問題：動力蓄電池不理想基礎配套設施不完善價格較高續駛里程較短動力性能較差核心問題一、對電源系統的要求如下:

高的比能量和能量密度；高的比功率和功率密度；快速充電和深度放電的能力；使用壽命長；自放電率小，充電效率高；安全性能良好，且成本低廉；免維修； 對環境無危害，可回收性好。1、鉛酸電池鉛酸電池誕生于1860年,距今已有100多年的歷史，廣泛用作內燃機汽車的起動動力源，它也是成熟的電動汽車蓄電池。工作原理:它是采用金屬鉛作為負極,二氧化鉛作為正極,用硫酸作為電解液。其化學反應式為:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O充電放電1、鉛酸電池總體上說，鉛酸電池具有可靠性好、原材料易得、價格便宜等優點，比功率也基本上能滿足電動汽車的動力性要求。但它有兩大缺點；一是比能量低，所占的質量和體積太大，且一次充電行駛里程較短；另一個是使用壽命短，使用成本過高。2、鎳金屬電池鎳氫蓄電池是九十年代涌現出的電池家族中新秀，發展迅猛。目前在電動汽車上使用的鎳金屬電池主要有鎳氫電池和鎳鎘電池兩種。工作原理:鎳金屬電池正極活性物質采用氫氧化鎳,負極活性物質為貯氫合金,電解液為氫氧化鉀溶液,電池中的主要反應為:正極Ni(OH)2+OH-=NiOOH+H2O+e-負極M+H2O+e-=MH+OH-總反應式Ni(OH)2+MNiOOH+MH放電充電2、鎳金屬電池主要優缺點:相對于其他電池,鎳金屬電池的優異特性表現在以下幾點：(1)高比能量已與鋰離子電池水平相當;(2)高比功率其性能已高于鋰離子電池;(3)長壽命特性平均壽命300～600次;(4)安全性能高,無污染物,被譽為“綠色電源”。但是目前阻礙其應用的一個重要問題是初始成本的太高,而且還有記憶效應和充電發熱等問題。充電發熱會引發安全問題,因此相應的要求發展可靠的能量管理系統。2、鎳金屬電池發展現狀:日本從事電動汽車用鎳金屬電池開發的代表性廠家為松下公司和豐田公司.美國的Ovonic公司和美國USABC(美國先進電池聯合體)也正在積極開發研制鎳金屬電池。發展前景:鎳金屬電池優越的性能極具吸引力,除了技術不太成熟外,比其它電池更具發展潛力,所以很多廠家正在研發鎳金屬電池,它是電動汽車發展中期目標的主要能源之一，具有很大的發展前景。3、鋰離子蓄電池發展歷史:鋰離子電池出現在90年代初期,是由日本索尼公司首先推向市場的新型高能蓄電池,由于它的獨特性能,在短短十幾年的時間里,鋰離子電池技術得到了空前的發展。許多國家和一些廠家對鋰離子電池在電動車、航天和儲能方面都表現出濃厚的興趣和關注。工作原理:鋰離子電池使用鋰碳化合物作負極,鋰化過渡金屬氧化物作正極,液體有機溶液或固體聚合物作為電解液。在充放電過程中,鋰離子在電池正極和負極之間往返流動。電化學反應方程式為:

LixC+Li-xMyOz

C+LiMyOz充電放電3、鋰離子蓄電池主要優缺點:鋰離子電池基本上解決了蓄電池的兩個技術難題,即安全性差和充放電壽命短的問題。同時鋰離子電池具有高的電池單體電壓、高的比能量和能量密度,可以說是當前比能量最高的電池,工作穩定。它的性能指標都可以滿足USABC制定的電動車中期目標。缺點是自放電率高,初始成本較高,生產技術上還有待于進一步發展。發展前景:良好的性能指標注定鋰離子電池會有廣闊的發展前景,發展潛力巨大,預計到2010年前后,將成為鋰離子電池的時代。電池類型比能量a

(Wh/kg)能量密度a

(Wh/L)比功率b

(W/kg)循環壽命b預計成本d(US$/kWh)VRLA30~4560~90200~300400~600150Ni-Cd40~6080~110150~350600~1200300Ni-Zn60~65120~130150~300300100~300Ni-MH60~70130~170150~300600~1200200~350Zn/Air230269105NAc90~120Al/Air190~250190~2007~16NAcNANa/S100150200800250~450Na/NiCl2861491501000230~350Li-Polymer155220315600NALi-Ion

90~130140~200250~450800~1200>200USABC2003004001000<1004、各種電池的比較4、各種電池的比較電池類型主要優缺點發展潛力VRLA技術成熟、成本低廉、可實現快速充電、比功率高近期目標比能量低潛力巨大Ni-Cd技術成熟、可實現快速充電、比功率高近期目標成本高、比能量低潛力大Ni-Zn比能量高、比功率高、成本低中期目標循環壽命短潛力大Ni-MH比能量高、比功