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蓄电池--电动汽车竞争焦点 |
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| http://cn.newmaker.com
9/14/2005 11:02:00 AM
佳工机电网
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蓄电池是电动汽车的动力源泉。目前，制约电动汽车发展的关键因素是动力蓄电池不理想。电动汽车蓄电池的主要性能指标是比能量、比功率和使用寿命等。要使电动汽车能与内燃机汽车相竞争，关键是开发出比能量高、比功率大、使用寿命长、成本低的蓄电池。
铅酸蓄电池
铅酸蓄电池已有100多年的历史，广泛用作内燃机汽车的起动动力源。它也是成熟的电动汽车蓄电池，可靠性好、原材料易得、价格便宜；比功率也基本上能满足电动汽车的动力性要求。但它有两大缺点；能量低，所占的质量和体积太大，且一次充电行驶里程较短；另一个是使用寿命短，使用成本过高。
镍镉电池
目前，镍镉电池的应用广泛程度仅次于铅酸蓄电池，其比能量可达55W·h／kg，比功率超过190W／kg，可快速充电，循环使用寿命较长，是铅酸蓄电池的两倍多，可达到2000多次，但价格为铅酸蓄电池的4～5倍。它的初期购置成本虽高，但由于其在能色量和使用寿命方面的优势，因此其长期的实际使用成本并不高。但使用中需要做好回收工作，否则重金属镉会污染环境。
镍氢蓄电池
镍氢蓄电池和镍镉蓄电池一样，也属于碱性电池，其特性和镍镉蓄电池相似，不过镍氢蓄电池不含镉、铜，不存在重金属污染问题。由于价格较高，目前尚未大批量生产。估计随着镍氢蓄电池技术的发展，其比能量可超过80W·h／kg，循环使用寿命可超过2000次，远景价格可降至150美元KW·h。
钠硫蓄电池
钠硫蓄电池也是近期被普遍看好的电动汽车电池，已被美国先进电池联合体(USMABC)列为中期发展的电动汽车蓄电池，钠硫蓄电池主要存在高温腐蚀严重，电池寿命较短。性能稳定性及使用安全性不太理想等问题。
锌空气电池
锌空气电池的潜在比能量在200W·h/kg左右，但它目前尚存在寿命短、比功率小、不能输出大电流及难以充电等缺点。美国的CRX电动汽车装的就是锌空气电池，该车为弥补它的不足，还装有镍镉蓄电池以帮助汽车起运和加速。CRX车的锌空气电池组质量为340kg，充足电后可存储45kW·h的能量，同时装备CRX的重达159kg的镍锡蓄电池充足电后有4kW·h能量。充电12分钟可使CRX电动汽车行驶65km，充电一小时则可行驶160km。
飞轮电池
飞轮电池是上世纪90年代才提出的新概念电池，它突破了化学电池的局限，用物理方法实现储能。当飞轮以一定角速度旋转时，它就具有一定的动能。飞轮电池正是以其动能转换成电能的。高技术型的飞轮用于储存电能，就很像标准电池。飞轮电池中有一个电机，充电时该电机以电动机形式运转，在外电源的驱动下，电机带动飞轮高速旋转，即用电给飞轮电池“充电”增加了飞轮的转速从而增大其功能；放电时，电机则以发电机状态运转，在飞轮的带动下对外输出电能，完成机械能(动能)到电能的转换。当飞轮电池供出电时，飞轮转速逐渐下降，飞轮电池的飞轮是在真空环境下运转的，转速极高(高达200000rmin)，使用的轴承为非接触式磁轴承。
燃料电池
燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能通过电极反应直接转化为电能的发电装置。它不经历热机过程，不受热力循环限制，故能量转换效率高，燃料电池的化学能转换效率在理论上可达100％，实际效率已达60％~80％，是普通内燃机热效率的2~3倍。现在应用于电动汽车中的燃料电池是一种被称为质子交换膜燃料电池(PEMFC)，它以纯氢为燃料、以空气为氧化剂。在1993年加拿大温哥华科技展览会上，加拿大的BALLABC公司推出了世界上第一辆以PEMFC电池为动力的电动公共汽车。载客20人，可行驶160km/h，最高速度72.2km／h。德国奔驰汽车公司也研制了以PEMFC电池为动力的电动汽车。
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