内容发布更新时间 : 2024/5/16 8:50:02星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

3.3.1 混合动力汽车对动力电池的要求

1.对动力电池的要求

动力电池一般指具有较高的容量和输出功率的能力，可用作电动车辆驱动电源的电池。一般情况下，混合动力汽车车用动力电池进行的是频繁、浅度的充放电循环。在充放电过程中，电压、电流可能有较大的变化。针对这种使用特点，混合动力系统对电池有以下特别要求：

（1）大功率充放电能力：质量比功率和体积比功率是衡量蓄电池快速充放电能力的指标，相对于比能量要求，混合动力汽车对比功率要求更高。

（2）充放电效率：动力电池中能量的循环必须经过充电-放电-充电的循环，高的充放电效率对保证整车效率具有至关重要的作用。

（3）相对稳定性：动力电池应当在快速充放电和充放电过程变工况的条件下保持性能的相对稳定，使其在动力系统使用条件下能达到足够的充放电循环次数。

3.3.2 车用动力电池的主要指标

评价混合动力汽车车用动力电池技术的指标主要有以下几点：

（1）质量比功率（W/kg）：电池的质量比功率代表每千克质量的电池能提供的功率。它的大小决定电池所能输出的最大功率，标志着汽车的加速性能和最高车速，对电动汽车的动力性能等有直接影响。在混合动力汽车中，电池的比功率是最关键的因素，因为电池的电耗尽后可以在内燃机工况下重新进行充电。 （2）质量比能量（Wh/kg）：标志着纯电动模式下的续驶能力。

（3）循环次数：动力电池的工作是一个不断充电-放电-充电-放电的循环过程，每充电和放电一次，动力电池中的化学物质就要发生一次可逆性的化学反应。随着充电和放电次数的增加，动力电池中的化学活性物质会发生老化，逐渐削弱其化学功能，降低动力电池的充电和放电的效率，最后部分或完全丧失其充电和放电功能。动力电池的工作循环次数是衡量动力电池寿命的重要指标，对动力电池的使用有直接影响。

（4）成本：电池的成本与电池的新技术含量、材料、制作方法和生产规模有关，目前新开发的高比功率的动力电池成本较高。 3.3.3 镍氢动力电池的特点

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目前，世界上已开发的主要动力蓄电池性能如表1所示。

电池型号 质量比能量 （Wh/kg） 铅酸电池 镍镉电池 混合电动车用镍氢电池 锂离子电池 33 45 40～60 100 质量比功率 （W/kg） 130 ＞500 550～1350 ＞1300 循环次数 （次） 400500 500 ＞1000 ＞1000 表1 当前混合动力汽车车用动力电池性能

镍氢电池的正极采用金属氢氧化镍，负极使用锡氢合金。镍氢动力电池具有无污染、高比能、大功率、快速充放电、耐用性等许多优异特性。与铅酸电池相比，镍氢电池具有比能量高、重量轻、体积小、循环寿命长的特点；与镍镐电池相比，其比能量是镍镉电池的两倍。另一大优点就是镍氢电池不含有镉、铅这类有毒金属，其中一些金属还有较高的回收价值，可称为绿色能源。

镍氢电池的主要特点：

（1）质量比功率高：目前商业化的镍氢功率型电池能做到1350Wh/kg。 （2）循环次数多：目前应用在电动车上的镍氢动力电池，80%放电深度（DOD）循环可以达1000次以上，为铅酸电池的3倍以上。100%DOD循环寿命也在500次以上。在混合动力汽车中可使用5年以上。

（3）无污染：不含铅、镉等对人体有害的金属，为21世纪“绿色环保电源”。 （4）耐过充过放。 （5）无记忆效应。

（6）使用温度范围宽：正常使用温度范围了-30～55℃；贮存温度范围-40～70℃。

（7）安全、可靠：短路、挤压、针刺、安全阀工作能力、跌落、加热、耐振动等安全性、可靠性试验无爆炸、燃烧现象。

3.4 国外主要的镍氢动力电池生产企业及国内现状

3.4.1 国外主要镍氢动力电池生产企业 （1）松下电能有限公司（PEVE ）

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PEVE（Panasonic EV Energy Co.，Ltd）是松下和丰田的合资公司。目前采用松下电池的商业化混合动力汽车有丰田的Prius, Alphard, Estima,本田的Civic, Insight等。

松下最新的方形电池采用新的电极材料，降低了内阻和内压，使可靠性和寿命得到提高，其技术特征：

a.比功率达到1350W/kg；

b.采用新的电极材料使内阻显着降低； c.采用新的电池联接结构； d.寿命有显着的提高；

e.电池箱尺寸减少15％，重量减少25％。 （2）Cobasys

Cobasys是Chevron Texaco TechnologyVenture（美国第二大能源公司）和ECD（EnergyConversion Devices）的合资公司。ECD全资控股Ovonic, Ovonic拥有很多关于镍氢电池方面的专利，全世界生产镍氢电池的企业须得到它的许可才能生产销售Cobasys不仅只是技术的研发，而且把研发的技术推广到产业化的水平。Cobasys专门为混合动力汽车开发8.8Ah的Series 1000电池模块。其基本参数见表2。

特征 型号 容量 名义电压 能量 重量 功率 尺寸 冷却方式 性能 Series1000塑料模块 8.8Ah 12V 108Wh 2.4kg 2.5KW（10s，35℃） ﹙323×45×87﹚mm 液冷（50∕50DEX-COOL冷却液∕水） 表2 Series1000电池模块的基本参数

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（3）Varta

Varta是美国江森自控（JCI, Johnson Controls Inc.）控股的企业，江森自控是世界上最大的汽车电池制造商之一， Varta总部在德国汉诺威。该公司为混合动力车用镍氢电池开发的主要产品有圆形模块5.5Ah，8Ah,12Ah；方形模块7Ah,25Aho其中方形模块优于市场上同类产品：内阻低、质量比功率高（1300W/kg）、质量比能量高、低温性能好。 3.4.2 国内镍氢动力电池研发现状

国内镍氢动力电池的主要生产厂家有：春兰（集团）公司、天津和平海湾、中山中炬森莱、神舟、科技、沈阳三普。它们经过“863”的积累，技术都有所进步。虽然单体电池的技术指标与国外的相差不是很大，但一致性和循环寿命比国外差，特别是集成后各项指标相差较大。国内动力电池研发机构及生产企业还存在资金不足的问题，其原因主要是动力电池还没形成产业，其生产工艺大部分还是手工作业；汽车整车厂对动力电池的要求很高，但需求量不大，两者相互制约。

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第四章 混合动力汽车的发展现状及趋势

4.1 混合动力汽车的发展现状

中国新能源汽车产业始于21世纪初。2001年，新能源汽车研究项目被列入国家“十五”期间的“863”重大科技课题，并规划了以混合动力车为起点，向氢动力车目标挺进的战略。2009年初，国家财政部、科技部下发《节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办法》，在北京、上海、重庆、杭州、广州、深圳等13个城市开展节能与新能源汽车示范推广试点工作，以财政政策鼓励在公交、出租、公务、环卫和邮政等公共服务领域率先推广使用节能与新能源汽车，对推广使用单位购买节能与新能源汽车给予补助。

目前混合动力车型是新能源汽车的主流。从产销量上来看，近年来各个品牌混合动力车型的销量也是不断攀升，同时也得到了越来越多消费者的认可。混合动力车型并不只是一种过渡阶段的新产品，而是未来汽车产品的发展方向。

在这股产业化高潮中，国内汽车企业也正在向国际接轨。从最初合资企业一汽丰田引进普锐斯混合动力轿车到如今包括一汽、上汽、东风、长安、奇瑞、比亚迪的群雄逐鹿，混合动力汽车在中国已进入科研转向产业化的关键时期。到2010年，中国混合动力汽车市场将进入快速发展阶段。

进入21世纪以来，能源安全与气候成为国际社会关注的焦点，为实现交通领域的健康可持续发展，预计3～5年内，全球节能与新能源汽车将进入一个快速产业化的发展阶段。根据混合度的不同，混合动力汽车与传统燃料汽车相比能够实现10%～40%的节油效果，常规排放物和二氧化碳排放也显著降低，并具有性能稳定、可靠性强、不依赖新建设施配套，因此被认为是近中期比较现实和有效的新能源汽车产品，会在2～3年内成为汽车市场的主流竞争者。

目前，国际上混合动力汽车已经实现商业化。据资料显示，2007年全球混合动力汽车销售量达到50万辆左右。美国作为全球最大的混合动力汽车市场，2007年在轻型车销量下滑2.5个百分点的情况下，混合动力汽车销售仍然增长38%，达到35万辆。自混合动力汽车上市以来，目前单一产品混合动力轿车最大累计销量已经超过20万辆。

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