混合動力汽車車用鎳氫動力電池
發布時間:2010-06-11 來源:中國汽車技術網
中心議題:
suizherenleihuanbaoyishidebuduanzengqiang,shiyouziyuanzhunianjianshao,youjiazhubupansheng,jiangdiqichewuranhejieyuenengyuanyichengweishijiegeguozhengfumianlindeyanjunwenti。xudianchijishuheqingqidezhiqu、運輸、儲存、成cheng本ben等deng嚴yan重zhong製zhi約yue了le電dian動dong汽qi車che和he燃ran料liao電dian池chi汽qi車che的de發fa展zhan,因yin而er混hun合he動dong力li汽qi車che應ying運yun而er生sheng。在zai混hun合he動dong力li汽qi車che中zhong,由you於yu采cai用yong了le高gao功gong率lv的de能neng源yuan儲chu存cun裝zhuang置zhi(蓄電池、超級電容等)能(neng)向(xiang)汽(qi)車(che)提(ti)供(gong)瞬(shun)時(shi)的(de)能(neng)量(liang)而(er)可(ke)減(jian)小(xiao)發(fa)動(dong)機(ji)尺(chi)寸(cun),提(ti)高(gao)效(xiao)率(lv),降(jiang)低(di)排(pai)放(fang)和(he)燃(ran)油(you)消(xiao)耗(hao),且(qie)可(ke)在(zai)進(jin)行(xing)製(zhi)動(dong)和(he)減(jian)速(su)時(shi)回(hui)收(shou)能(neng)量(liang)。鉛(qian)酸(suan)電(dian)池(chi)質(zhi)量(liang)重(zhong),不(bu)能(neng)快(kuai)充(chong)深(shen)放(fang),循(xun)環(huan)壽(shou)命(ming)短(duan);鋰離子電池具有大電流性能差,價格高和安全性問題,目前還不適於混合動力汽車的發展。鎳氫電池具有高比功率、電流充放電大、無汙染、安全性能好等特點,廣泛應用在混合動力汽車上。
一、混合動力汽車對動力電池的要求及其主要指標
1.對動力電池的要求
動力電池一般指具有較高的容量和輸出功率能力,可用作電動車、輛驅動電源的兩次電池。一般情況下,混合動力汽車車用動力電池進行的是頻繁、淺度的充放電循環。在充放電過程中,電壓、電流可能有較大的變化。針對這種使用特點,混合動力係統對電池有以下、特別要求:
(1)大功率充放電能力:質量比功率和體積比功率是衡量蓄電池快速充放電能力的指標,相對、於比能量要求,混合動力汽車對比功率要求更高。
(2)充放電效率:動力電池中能量的循環必須經過充電-放電-充電的循環,高的充放電效率對保證整車效率具有至關重要的作用。
(3)相對穩定性:donglidianchiyingdangzaikuaisuchongfangdianhechongfangdianguochengbiangongkuangdetiaojianxiabaochixingnengdexiangduiwending,shiqizaidonglixitongshiyongtiaojianxianengdadaozugoudechongfangdianxunhuancishu。
2.車用動力電池的主要指標
評價混合動力汽車車用動力電池技術的指標主要有以下幾點:
(1)質量比功率(W/kg):dianchidezhiliangbigonglvdaibiaomeiqiankezhiliangdedianchinengtigongdegonglv。tadedaxiaojuedingdianchisuonengshuchudezuidagonglv,biaozhizheqichedejiasuxingnenghezuigaochesu,duidiandongqichededonglixingnengdengyouzhijieyingxiang。zaihunhedongliqichezhong,dianchidebigonglvshizuiguanjiandeyinsu,yinweidianchidedianhaojinhoukeyizaineiranjigongkuangxiazhongxinjinxingchongdian。
(2)質量比能量(Wh/kg):標誌著純電動模式下的續駛能力。
(3)循環次數:動力電池的工作是一個不斷充電-放電-充電-放電的循環過程,每充電和放電一次,動力電池中的化學物質jiuyaofashengyicikenixingdehuaxuefanying。suizhechongdianhefangdiancishudezengjia,donglidianchizhongdehuaxuehuoxingwuzhihuifashenglaohua,zhujianxueruoqihuaxuegongneng,jiangdidonglidianchidechongdianhefangdiandexiaolv,zuihoubufenhuowanquansangshiqichongdianhefangdiangongneng。donglidianchidegongzuoxunhuancishushihengliangdonglidianchishoumingdezhongyaozhibiao,duidonglidianchideshiyongyouzhijieyingxiang。
(4)成本:電池的成本與電池的新技術含量、材料、製作方法和生產規模有關,目前新開發的高比功率的動力電池成本較高。
二、鎳氫動力電池的特點
目前,世界上已開發的主要動力蓄電池性能如表1所示。
鎳氫電池的正極采用金屬氫氧化鎳,負極使用錫氫合金。鎳氫動力電池具有無汙染、高比能、大功率、快速充放電、耐用性等許多優異特性。與鉛酸電池相比,鎳氫電池具有比能量高、重量輕、體積小、循環壽命長的特點;與鎳鎬電池相比,其比能量是鎳鎘電池的兩倍。另一大優點就是鎳氫電池不含有鎘、鉛這類有毒金屬,其中一些金屬還有較高的回收價值,可稱為綠色能源。
[page]
鎳氫電池的主要特點:
(1)質量比功率高:目前商業化的鎳氫功率型電池能做到1350Wh/kg。
(2)循環次數多:目前應用在電動車上的鎳氫動力電池,80%放電深度(DOD)循環可以達1000次以上,為鉛酸電池的3倍以上。100%DOD循環壽命也在500次以上。在混合動力汽車中可使用5年以上。
(3)無汙染:不含鉛、鎘等對人體有害的金屬,為21世紀“綠色環保電源”。
(4)耐過充過放。
(5)無記憶效應。
(6)使用溫度範圍寬:正常使用溫度範圍了-30~55℃;貯存溫度範圍-40~70℃。
(7)安全、可靠:短路、擠壓、針刺、安全閥工作能力、跌落、加熱、耐振動等安全性、可靠性試驗無爆炸、燃燒現象。
三、國外主要的鎳氫動力電池生產企業及國內現狀
1.國外主要鎳氫動力電池生產企業
(1)鬆下電能有限公司(PEVE)
PEVE(PanasonicEVEnergyCo.,Ltd)是鬆下和豐田的合資公司。目前采用鬆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。
鬆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%。

(2)Cobasys
Cobasys是ChevronTexacoTechnologyVenture(美國第二大能源公司)和ECD(EnergyConversionDevices)的合資公司。ECD全資控股Ovonic,Ovonic擁有很多關於鎳氫電池方麵的專利,全世界生產鎳氫電池的企業須得到它的許可才能生產銷售oCobasys不僅隻是技術的研發,而且把研發的技術推廣到產業化的水平。Cobasys專門為混合動力汽車開發8.8Ah的Series1000電池模塊。其基本參數見表3。

(3)Varta
Varta是美國江森自控(JCI,JohnsonControlsInc.)控股的企業,江森自控是世界上最大的汽車電池製造商之一,Varta總部在德國漢諾威。該公司為混合動力車用鎳氫電池開發的主要產品有圓形模塊5.5Ah,8Ah,12Ah;方形模塊7Ah,25Aho其中方形模塊優於市場上同類產品:內阻低、質量比功率高(1300W/kg)、質量比能量高、低溫性能好。
2.國內鎳氫動力電池研發現狀
國內鎳氫動力電池的主要生產廠家有:春蘭(集團)公司、天津和平海灣、中山中炬森萊、神舟、科技、沈陽三普。它們經過“863”的de積ji累lei,技ji術shu進jin步bu才cai良liang決jue,單dan體ti電dian池chi的de技ji術shu指zhi標biao雖sui然ran與yu國guo外wai的de相xiang差cha不bu是shi很hen大da,但dan一yi致zhi性xing和he循xun環huan壽shou命ming比bi國guo外wai差cha,特te別bie是shi集ji成cheng後hou各ge項xiang指zhi標biao相xiang差cha較jiao大da。國guo內nei動dong力li電dian池chi研yan發fa機ji構gou及ji生sheng產chan企qi業ye還hai存cun在zai資zi金jin不bu足zu的de問wen題ti,其qi原yuan因yin主zhu要yao是shi動dong力li電dian池chi還hai沒mei形xing成cheng產chan業ye,其qi生sheng產chan工gong藝yi大da部bu分fen還hai是shi手shou工gong作zuo業ye;汽車整車廠對動力電池的要求很高,但需求量不大,兩者相互製約。
本文闡述了混合動力汽車對動力電池的要求,動力電池的發展現狀和趨勢,分析了鎳氫動力電池的技術特點、xingnengbingjieshaoleguoneiwainieqingdonglidianchizhuyaoshengchanqiyedeqingkuang。zaimuqianjieduankaifahunhedongliqiche,donglidianchixuannieqingdianchishibijiaolixiangde。suizhehunhedongliqicheshichangdezhujianchengshu,nieqingdianchidejiageyehuisuizhixiajiang,nieqingdonglidianchiqianjingkeqi。
- 混合動力汽車對動力電池的要求及其主要指標
- 鎳氫動力電池的特點
- 國外主要的鎳氫動力電池生產企業及國內現狀
- 動力電池的質量比功率
- 動力電池的質量比能量
- 動力電池的循環次數
suizherenleihuanbaoyishidebuduanzengqiang,shiyouziyuanzhunianjianshao,youjiazhubupansheng,jiangdiqichewuranhejieyuenengyuanyichengweishijiegeguozhengfumianlindeyanjunwenti。xudianchijishuheqingqidezhiqu、運輸、儲存、成cheng本ben等deng嚴yan重zhong製zhi約yue了le電dian動dong汽qi車che和he燃ran料liao電dian池chi汽qi車che的de發fa展zhan,因yin而er混hun合he動dong力li汽qi車che應ying運yun而er生sheng。在zai混hun合he動dong力li汽qi車che中zhong,由you於yu采cai用yong了le高gao功gong率lv的de能neng源yuan儲chu存cun裝zhuang置zhi(蓄電池、超級電容等)能(neng)向(xiang)汽(qi)車(che)提(ti)供(gong)瞬(shun)時(shi)的(de)能(neng)量(liang)而(er)可(ke)減(jian)小(xiao)發(fa)動(dong)機(ji)尺(chi)寸(cun),提(ti)高(gao)效(xiao)率(lv),降(jiang)低(di)排(pai)放(fang)和(he)燃(ran)油(you)消(xiao)耗(hao),且(qie)可(ke)在(zai)進(jin)行(xing)製(zhi)動(dong)和(he)減(jian)速(su)時(shi)回(hui)收(shou)能(neng)量(liang)。鉛(qian)酸(suan)電(dian)池(chi)質(zhi)量(liang)重(zhong),不(bu)能(neng)快(kuai)充(chong)深(shen)放(fang),循(xun)環(huan)壽(shou)命(ming)短(duan);鋰離子電池具有大電流性能差,價格高和安全性問題,目前還不適於混合動力汽車的發展。鎳氫電池具有高比功率、電流充放電大、無汙染、安全性能好等特點,廣泛應用在混合動力汽車上。
一、混合動力汽車對動力電池的要求及其主要指標
1.對動力電池的要求
動力電池一般指具有較高的容量和輸出功率能力,可用作電動車、輛驅動電源的兩次電池。一般情況下,混合動力汽車車用動力電池進行的是頻繁、淺度的充放電循環。在充放電過程中,電壓、電流可能有較大的變化。針對這種使用特點,混合動力係統對電池有以下、特別要求:
(1)大功率充放電能力:質量比功率和體積比功率是衡量蓄電池快速充放電能力的指標,相對、於比能量要求,混合動力汽車對比功率要求更高。
(2)充放電效率:動力電池中能量的循環必須經過充電-放電-充電的循環,高的充放電效率對保證整車效率具有至關重要的作用。
(3)相對穩定性:donglidianchiyingdangzaikuaisuchongfangdianhechongfangdianguochengbiangongkuangdetiaojianxiabaochixingnengdexiangduiwending,shiqizaidonglixitongshiyongtiaojianxianengdadaozugoudechongfangdianxunhuancishu。
2.車用動力電池的主要指標
評價混合動力汽車車用動力電池技術的指標主要有以下幾點:
(1)質量比功率(W/kg):dianchidezhiliangbigonglvdaibiaomeiqiankezhiliangdedianchinengtigongdegonglv。tadedaxiaojuedingdianchisuonengshuchudezuidagonglv,biaozhizheqichedejiasuxingnenghezuigaochesu,duidiandongqichededonglixingnengdengyouzhijieyingxiang。zaihunhedongliqichezhong,dianchidebigonglvshizuiguanjiandeyinsu,yinweidianchidedianhaojinhoukeyizaineiranjigongkuangxiazhongxinjinxingchongdian。
(2)質量比能量(Wh/kg):標誌著純電動模式下的續駛能力。
(3)循環次數:動力電池的工作是一個不斷充電-放電-充電-放電的循環過程,每充電和放電一次,動力電池中的化學物質jiuyaofashengyicikenixingdehuaxuefanying。suizhechongdianhefangdiancishudezengjia,donglidianchizhongdehuaxuehuoxingwuzhihuifashenglaohua,zhujianxueruoqihuaxuegongneng,jiangdidonglidianchidechongdianhefangdiandexiaolv,zuihoubufenhuowanquansangshiqichongdianhefangdiangongneng。donglidianchidegongzuoxunhuancishushihengliangdonglidianchishoumingdezhongyaozhibiao,duidonglidianchideshiyongyouzhijieyingxiang。
(4)成本:電池的成本與電池的新技術含量、材料、製作方法和生產規模有關,目前新開發的高比功率的動力電池成本較高。
二、鎳氫動力電池的特點
目前,世界上已開發的主要動力蓄電池性能如表1所示。
鎳氫電池的正極采用金屬氫氧化鎳,負極使用錫氫合金。鎳氫動力電池具有無汙染、高比能、大功率、快速充放電、耐用性等許多優異特性。與鉛酸電池相比,鎳氫電池具有比能量高、重量輕、體積小、循環壽命長的特點;與鎳鎬電池相比,其比能量是鎳鎘電池的兩倍。另一大優點就是鎳氫電池不含有鎘、鉛這類有毒金屬,其中一些金屬還有較高的回收價值,可稱為綠色能源。
[page]鎳氫電池的主要特點:
(1)質量比功率高:目前商業化的鎳氫功率型電池能做到1350Wh/kg。
(2)循環次數多:目前應用在電動車上的鎳氫動力電池,80%放電深度(DOD)循環可以達1000次以上,為鉛酸電池的3倍以上。100%DOD循環壽命也在500次以上。在混合動力汽車中可使用5年以上。
(3)無汙染:不含鉛、鎘等對人體有害的金屬,為21世紀“綠色環保電源”。
(4)耐過充過放。
(5)無記憶效應。
(6)使用溫度範圍寬:正常使用溫度範圍了-30~55℃;貯存溫度範圍-40~70℃。
(7)安全、可靠:短路、擠壓、針刺、安全閥工作能力、跌落、加熱、耐振動等安全性、可靠性試驗無爆炸、燃燒現象。
三、國外主要的鎳氫動力電池生產企業及國內現狀
1.國外主要鎳氫動力電池生產企業
(1)鬆下電能有限公司(PEVE)
PEVE(PanasonicEVEnergyCo.,Ltd)是鬆下和豐田的合資公司。目前采用鬆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。
鬆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%。

(2)Cobasys
Cobasys是ChevronTexacoTechnologyVenture(美國第二大能源公司)和ECD(EnergyConversionDevices)的合資公司。ECD全資控股Ovonic,Ovonic擁有很多關於鎳氫電池方麵的專利,全世界生產鎳氫電池的企業須得到它的許可才能生產銷售oCobasys不僅隻是技術的研發,而且把研發的技術推廣到產業化的水平。Cobasys專門為混合動力汽車開發8.8Ah的Series1000電池模塊。其基本參數見表3。

(3)Varta
Varta是美國江森自控(JCI,JohnsonControlsInc.)控股的企業,江森自控是世界上最大的汽車電池製造商之一,Varta總部在德國漢諾威。該公司為混合動力車用鎳氫電池開發的主要產品有圓形模塊5.5Ah,8Ah,12Ah;方形模塊7Ah,25Aho其中方形模塊優於市場上同類產品:內阻低、質量比功率高(1300W/kg)、質量比能量高、低溫性能好。
2.國內鎳氫動力電池研發現狀
國內鎳氫動力電池的主要生產廠家有:春蘭(集團)公司、天津和平海灣、中山中炬森萊、神舟、科技、沈陽三普。它們經過“863”的de積ji累lei,技ji術shu進jin步bu才cai良liang決jue,單dan體ti電dian池chi的de技ji術shu指zhi標biao雖sui然ran與yu國guo外wai的de相xiang差cha不bu是shi很hen大da,但dan一yi致zhi性xing和he循xun環huan壽shou命ming比bi國guo外wai差cha,特te別bie是shi集ji成cheng後hou各ge項xiang指zhi標biao相xiang差cha較jiao大da。國guo內nei動dong力li電dian池chi研yan發fa機ji構gou及ji生sheng產chan企qi業ye還hai存cun在zai資zi金jin不bu足zu的de問wen題ti,其qi原yuan因yin主zhu要yao是shi動dong力li電dian池chi還hai沒mei形xing成cheng產chan業ye,其qi生sheng產chan工gong藝yi大da部bu分fen還hai是shi手shou工gong作zuo業ye;汽車整車廠對動力電池的要求很高,但需求量不大,兩者相互製約。
本文闡述了混合動力汽車對動力電池的要求,動力電池的發展現狀和趨勢,分析了鎳氫動力電池的技術特點、xingnengbingjieshaoleguoneiwainieqingdonglidianchizhuyaoshengchanqiyedeqingkuang。zaimuqianjieduankaifahunhedongliqiche,donglidianchixuannieqingdianchishibijiaolixiangde。suizhehunhedongliqicheshichangdezhujianchengshu,nieqingdianchidejiageyehuisuizhixiajiang,nieqingdonglidianchiqianjingkeqi。
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