電動汽車電池技術(shù)論文
電動汽車的優(yōu)點很多，如零排放、噪聲低;能源利用率高并且多樣化;易于控制，更易實現(xiàn)智能交通系統(tǒng)，從而提高道路利用率和交通安全性。學(xué)習(xí)啦小編整理了電動汽車電池技術(shù)論文，有興趣的親可以來閱讀一下!
電動汽車電池技術(shù)論文篇一
電動汽車電池現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
【摘要】能源危機(jī)和環(huán)境惡化已成為傳統(tǒng)汽車發(fā)展的最大障礙，而發(fā)展電動汽車能夠解決這一問題。而電池是發(fā)展電動汽車的核心，本文重點介紹了鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰離子電池和燃料電池的現(xiàn)狀及當(dāng)前的應(yīng)用情況，并對電池的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。
【關(guān)鍵詞】電動汽車;鉛酸蓄電池;鎳氫電池;鋰離子電池;燃料電池
中圖分類號：F407.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
0引言
電動汽車采用電能代替石油等化石燃料作為動力，是未來解決能源緊張和氣候變化問題的唯一長遠(yuǎn)解決方案[1]。電動汽車的優(yōu)點很多，如零排放、噪聲低;能源利用率高并且多樣化;易于控制，更易實現(xiàn)智能交通系統(tǒng)，從而提高道路利用率和交通安全性。理論上，由于能源消耗費用低、維修費用低，所以電動汽車的使用成本應(yīng)低于油車。
1電動汽車國內(nèi)外現(xiàn)狀
1.1國外現(xiàn)狀
1837年Davidson制造了世界上第一輛以電池為動力源的車輛[2]。通用的EV-1、Impact，福特的、ETX-2、Rcostar、Ranger，豐田的RAV4，雪鐵龍的AX106、SAXO等EV，采用了鎳氫電池、鋰電池等高能電池，快速充電時間減少到15~20min，續(xù)駛里程增加到300~400km，其動力性和機(jī)動性仍然不如內(nèi)燃機(jī)轎車[3]。
1.2國內(nèi)現(xiàn)狀
隨著我國對純電動車研發(fā)力度的加大，我國純電動汽車在技術(shù)上趨于成熟。目前還存在諸多問題需要我們?nèi)ソ鉀Q，如如降低成本、高可靠性和耐久性、強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)性、關(guān)鍵部件壽命問題、電氣安全技術(shù)[4];電動汽車控制與管理、電池及管理系統(tǒng)、充電機(jī)的技術(shù)、整車技術(shù)也不夠成熟。
2電動汽車電池的比較
2.1鉛酸蓄電池
鉛酸蓄電池以氧化鉛為正極，以海綿鉛為負(fù)極，硫酸水溶液為電解液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來實現(xiàn)[5] 。鉛酸蓄電池是比較成熟的蓄電池，可以大批量生產(chǎn)。但它有兩大缺點：比能量低和壽命短，這限制了它在電動汽車中的應(yīng)用。
2.2鎳氫電池
堿性電池由鎳基和堿性溶液電解液構(gòu)成，主要有鎳鎘電池、鎳鋅電池和鎳氫電池，其中鎳氫電池最有競爭力[6,7]。鎳氫電池相對于鎳鎘電池，比能量較高并對環(huán)境無污染[8]。鎳氫電池的主要優(yōu)點是相對壽命較長，但由于鎳金屬占其成本的60%，導(dǎo)致鎳氫電池價格居高不下[9]。
2.3鋰離子電池
鋰離子電池的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括石墨陽極、鋰離子金屬氧化物陰極和電解液。鋰離子電池陰極材料主要有鋰鈷氧化物、鋰錳氧化物、磷酸鐵鋰等，陽極材料主要有石墨、鈦酸鋰等[10]。其中，鋰聚合物電池的比能量理論值570wh/kg，目前達(dá)到的比能量為100wh/kg，比功率200w/kg，循環(huán)使用壽命1200次，充電時間2-4h。
2.4燃料電池
燃料電池是以燃料的電化學(xué)反應(yīng)發(fā)電的一種新型發(fā)電技術(shù)高效發(fā)電裝置[11]。燃料電池具有以下優(yōu)點：①能量轉(zhuǎn)化效率高，是內(nèi)燃機(jī)的二倍;②比能量大， Ni/MH電池的4-5倍，Li電池的2倍多;②可實現(xiàn)零排放、零污染;③運行噪聲低;④運行溫度低;⑤隱身性能強(qiáng);⑥可靠性高，維護(hù)方便;⑦具有良好的模塊化特性，無運動部件，可靠性高，壽命長達(dá)20000h;⑧氫氣來源廣泛且燃燒熱值高，是石油的三倍;⑨無需充電，避免了內(nèi)漏電、過充電和過放電;⑩運輸儲存能量無損失，復(fù)雜適應(yīng)性強(qiáng)。所以燃料電池適合在車上使用[12]。
但想實現(xiàn)燃料電池電動汽車的商業(yè)化，還有很多關(guān)鍵的問題需要解決：①開發(fā)高性能低成本的雙極板和質(zhì)子交換膜;②開發(fā)陰極板新觸媒;③提高燃料電池電動車的環(huán)境適應(yīng)性和安全性;④氫氣的來源問題;⑤氫氣的儲存問題;⑥加氫站的建設(shè)問題，解決燃料電池電動汽車的加氫問題[13]。向燃料電池供應(yīng)燃料方法中，相對于在車上制氫，在車上儲存氫是現(xiàn)階段較為普遍。但在技術(shù)上還有許多難點。在車上儲存氫有三種方式：①在環(huán)境溫度下，在儲存器內(nèi)存壓縮氫;②在低溫下，儲存液態(tài)氫;③儲存金屬氰化物[14]。
3總結(jié)與展望
作為電動汽車的核心技術(shù)，動力電池尚處于技術(shù)發(fā)展的初期階段，需要在多方面取得突破。鉛酸電池技術(shù)成熟、成本低，但續(xù)駛里程短。鎳氫電池成本高，但在混合動力電動車中仍然具有一定優(yōu)勢。燃料電池成本太高，短時間內(nèi)無法商業(yè)化。鋰離子電池具有很多優(yōu)點，是今后要大力發(fā)展的動力電池。
參考文獻(xiàn)
[1]Smith M,Batteries versus biom ass as a transport solution[J].Nature，2009,457(7231)：785
[2]Hender B S.Recent developments in battery electric vehicles[J].Proceedings of the IEE:London,1965,112(12):2297
[3]何鋒，汽車新能源于節(jié)能[Z],2007，
[4]張立國，寧國寶,國內(nèi)電動汽車發(fā)展綜述[J]，汽車工業(yè)研究，2006,12：33
[5]張彥琴，鉛酸蓄電池技術(shù)的發(fā)展[J]，汽車電器，2004(10)：1-3
[6]Lukic S M,Cao J,Bansal R C,et al.Energy storage systems for automotive applications[J].IEEE Transactions on Industrial Electronics,2008,55(6):
[7]Dhar S K,Ovshinsky S R,Gifford P R,et al .Nikel metal hydride technology for consumer and electric vehicle barreries-A review and up-date[J].Journal of Power Sources,1997,65(1-2):1-7
[8]王家捷，穆舉國，茹海濤。鋅鎳動力電池的發(fā)展和應(yīng)用[J].電池工業(yè)，2006,11(3)：194-197
[9]王俊喜，馬驪歌，電動汽車是中國汽車未來的發(fā)展方向[J]，企業(yè)研究，2010,12:22
[10] 謝先宇，王潘，安浩等，汽車用動力鋰離子電池發(fā)展現(xiàn)狀[J]，上海汽車，2010(1)：21-25
[11]陳宗璋，吳振軍，電動汽車動力源類型[J],大眾用電，2008,2:35
[12]牛慧賢，真空技術(shù)及設(shè)備在動力電池制造中的應(yīng)用[J]，真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報，2006,26(5)：392-396
[13]王珂，尹華軍，給我一顆強(qiáng)勁的心電動汽車電池技術(shù)及發(fā)展趨勢[J]，當(dāng)代汽車，2010,02:65
[14]鮑然，燃料電池非終結(jié)者[J]，產(chǎn)業(yè)鏈電池，2012:32
作者簡介：董霞(1991-)女，漢族，山西臨汾人，長安大學(xué)汽車學(xué)院，動力機(jī)械及工程專業(yè)，2013級碩士研究生