電動汽車動力電池的發(fā)展與對比全解析

　　汽車動力電池的性能和壽命與很多因素有關(guān)，除了其自身的參數(shù)，如電池的極板質(zhì)量、電解質(zhì)的濃度等外； 還有外部因素，如電池的充放電參數(shù)，包括充電方式、充電結(jié)束電壓、充放電的電流、放電深度等等 。這給電池管理系統(tǒng)BMS估計蓄電池的實際容量和SOC帶來很多困難，需要考慮到很多的變量。WG6120HD混合動力電動汽車的電池管理系統(tǒng)是建立在SOC數(shù)值的管理上。SOC （state of charge）指的是電池內(nèi)部參加反應(yīng)的電荷參數(shù)的變化狀態(tài)，反映蓄電池的剩余容量狀況．這在國內(nèi)外都已經(jīng)形成統(tǒng)一認(rèn)識。

　1 鉛酸電池

　　鉛酸蓄電池是一個很復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)。充放電電流的大小和它工作溫度等外部因素都會影響蓄電池的性能。計算電池的SOC值，并根據(jù)汽車的運行狀態(tài)以及其它的參數(shù)來確定汽車的運行模式，是電動汽車的一項關(guān)鍵技術(shù)。

　　鉛酸蓄電池的應(yīng)用歷史最長，也是最成熟、成本售價最低廉的蓄電池，已實現(xiàn)大批量生產(chǎn)。但它比能量低，自放電率高，循環(huán)壽命低。當(dāng)前存在的主要問題是其一次充電的行程短。近期開發(fā)的第三代圓柱型密封鉛酸蓄電池和第四代TMF（箔式卷狀電極）密封鉛酸蓄電池已經(jīng)應(yīng)用于EV和HEV電動汽車上。尤其是第三代VRLA蓄電池的低阻抗優(yōu)點可以控制快速充電過程中的歐姆熱，延長電池的壽命。

　　脈沖分階段恒流快速充電方法能很好地適應(yīng)混合動力汽車鉛酸蓄電池在變電流放電狀態(tài)下，充電時間短，使蓄電池荷電狀態(tài) SOC 始終保持在 50％-80％范圍內(nèi)的要求。試驗表明，只需要 196 秒，就可以使蓄電池電量從 50％C 充到 80％C。這種充電方法基本滿足了蓄電池的接受曲線，蓄電池的溫升較小，產(chǎn)生氣體少，壓力效應(yīng)不大，而且充電時間短。

　　最優(yōu)的充電方式是充電電流始終遵循固有充電接受曲線，在充電過程中，充電接受率保持不變，隨著時間的增加，充電電流按固有充電接受曲線遞減（指數(shù)曲線遞減），這樣充電時間最短。脈沖去極化充電方法能實現(xiàn)快速、高效率充電，但設(shè)備昂貴，對某些蓄電池不適用。

　　日本公司開發(fā)的電動汽車用新型VRLA蓄電池，其電壓規(guī)格有單體2V和4V，采用貧液式和極板水平設(shè)計．飯板間的間距很小，不會出現(xiàn)電解液分層，脫落物質(zhì)向下移動有極板擋住，電池底部無脫落物堆積。

　　Ectreosorce公司的12V l12A·h電動汽車用水平蓄電池，其用3小時率放電質(zhì)量比能量為50W·11／kg，80％Ⅸ）D（放電深度）的循環(huán)壽命大于900次。

　　德國陽光公司的電動汽車用鉛酸蓄電池采用膠體電解質(zhì)設(shè)計，經(jīng)檢測其6V、160A·h電池的預(yù)期壽命可達(dá)到4年，具有熱容量大、溫升小等優(yōu)點。

　　美國Arias公司于1994年推出雙極性電動車用鉛酸蓄電池，其結(jié)構(gòu)技術(shù)獨特。這種電池的工作電流只垂直于電極平面而通過薄的雙電極，所以具有極小的歐姆電阻。美國BPC公司開發(fā)的雙極性電動車用鉛酸蓄電池技術(shù)參數(shù)為：組合電壓為180V，電池容量為60A·h，放電率比能量為50W·h／kg，循環(huán)壽命可達(dá)到1000次。

　　瑞典OPTLMA公司推出的卷式電動車用鉛酸蓄電池，產(chǎn)品容量為56A·h，啟動功率可達(dá)到95kW，比普通的195A·h的VRLA蓄電池啟動功率還要大，而體積小四分之一。