各種各樣蓄電池性能比較
蓄電池是電動汽車的動力源泉。目前，制約電動汽車發(fā)展的關(guān)鍵因素是動力蓄電池不理想。電動汽車蓄電池的主要性能指標(biāo)是比能量、比功率和使用壽命等。要使電動汽車能與內(nèi)燃機汽車相競事，關(guān)鍵是開發(fā)出比能量高、比功率大、使用壽命長、成本低的蓄電池。
鉛酸蓄電池
鉛酸蓄電池已有１００多年的歷史，廣泛用作內(nèi)燃機汽車的起動動力源。它也是成熟的電動汽車蓄電池，目前約有８％～９０％的采用率。它可靠性好、原材料易得、價格便宜；比功率也基本上能滿足電動汽車的動力性要求。但它有兩大缺點；一是比能量低，所占的質(zhì)量和體積太大，且一次充電行駛里程較短；另一個是使用壽命短，使用成本過高。
鎳鎘電池
目前，鎳鎘電池的應(yīng)用廣泛程度僅次于鉛酸蓄電池其比能量可達55W·h／kg，比功率超過190W／kg，可快速充電，循環(huán)使用壽命較長，是鉛酸蓄電池的兩倍多，可達到2000多次，但價格為鉛酸蓄電池的4－5倍。它的初期購置成本雖高，但由于其在能色量和使用壽命方面的優(yōu)勢，因此其長期的實際使用成本并不高。使用中要注意做好回收工作，以免重金屬鎘成環(huán)境污染。
鎳氫蓄電池
鎳氫蓄電池和鎳鎘蓄電池一樣，也屬于堿性電池，其特性和鎳鎘蓄電池相似，不過鎳氫蓄電池不含鎘、銅，不存在重金屬污染問題。目前生產(chǎn)電動汽車鎳氫蓄電池的公司主要是Ovonie公司，它現(xiàn)有80A·h和130A·h兩種單元電池，并由此構(gòu)成30kw·h和50kw·h兩種規(guī)格的電池。其比能量達75－80W·h/kg，比功率達160－230W／kg，循環(huán)使用壽命超過600次。這種蓄電池曾裝在幾種電動汽車上試用，其中一類車一次充電可行駛345km，有一輛車一年中行駛了8萬多公里。由于價格較高，目前尚未大批量生產(chǎn)。估計隨著鎳氫蓄電池技術(shù)的發(fā)展，其比能量可超過80w·h／kg，循環(huán)使用壽命可超過2000次，遠景價格可降至150美元/Kw·h。通用汽車公司已把它作為今后幾年電動汽車優(yōu)先考慮蓄電池。
鈉硫蓄電池
鈉硫蓄電池也是近期普遍看好的電動汽車菩電池，美國福特汽車公司的Mnivan電動汽車就是使用鈉硫蓄電池的。它已被美國先進電池聯(lián)合體(USMABC)列為中期發(fā)展的電動汽車蓄電池，德國ABB公司生產(chǎn)的B240K型鈉硫蓄電池，其質(zhì)量為17.5kg，蓄電量19.2Kw·h；比能量達109W·h／kg，循環(huán)使用壽命1200次，裝車試驗時最好的一輛車無故障地行駛了2300km。鈉硫蓄電池主要存在高溫腐蝕嚴重，電池壽命較短。性能穩(wěn)定性及使用安全性不太理想等問題。
電池列為其電動汽車蓄電池的長期開發(fā)目標(biāo)，錘電池的種類繁多，常見的有色鋰離子電他、高溫鋰熔直鹽電池、鋰聚合物電池和但聚合物固體電解質(zhì)電池等，鋰離子電池比能量的理論值為570W·h／kg，它目前達到的性能指標(biāo)是：比能量為100w·h／k8，比功率200w/kg，循環(huán)使用壽命為1200次，充電時間2－4小時。
鋅空氣電池
鋅空氣電池的潛在比能量在200w·h/kg左右。美國DEMI公司為電動汽車開發(fā)的鋅空氣電池的比能量已達160W·h／kg左右，但它目前尚存在壽命短、比功率小、不能輸出大電流及難以充電等缺點。美國的CRX電動汽車裝的就是鋅空氣電池，該車為彌補它的不足，還裝有鎳鎘蓄電池以幫助汽車起運和加速CRX車的鋅空氣電池組質(zhì)量為340kg，充足電后可存儲45kw·h的能量，同時裝備CRX的重達159kg的鎳錫蓄電池充足電后有4kw·h能量。充電12分鐘可使CRX電動汽車行駛65km，充電一小時則可行駛160km。
飛輪電池
飛輪電池是90年代才提出的新概念電池，它突破了化學(xué)電池的局限，用物理方法實現(xiàn)儲能。眾所周知。當(dāng)飛輪以一定角速度旋轉(zhuǎn)時，它就具有一定的動能。飛輪電池正是以其動能轉(zhuǎn)換成電能的。高技術(shù)型的飛輪用于儲存電能，就很像標(biāo)準(zhǔn)電池。飛輪電池中有一個電機，充電時該電機以電動機形式運轉(zhuǎn)，在外電源的驅(qū)動下，電機帶動飛輪高速旋轉(zhuǎn)，即用電給飛輪電池“充電”增加了飛輪的轉(zhuǎn)速從而增大其功能；放電時，電機則以發(fā)電機狀態(tài)運轉(zhuǎn)，在飛輪的帶動下對外輸出電能，完成機械能(動能)到電能的轉(zhuǎn)換。當(dāng)飛輪電池公出電的時，飛輪轉(zhuǎn)速逐漸下降，飛輪電他的飛輪是在真空環(huán)境下運轉(zhuǎn)的，轉(zhuǎn)速極高(高達200000r/min)，使用的軸承為非接觸式磁軸承。據(jù)稱，飛輪電池比能呈可達150W·h／kg，比功率達5000-10000W／kg，使用壽命長達25年，可供電動汽車行駛500萬公里。美國飛輪系統(tǒng)公司已用最新研制的飛輪池成功地把一輛克萊斯勒LHS轎車改成電動轎車，一次充電可行駛600km，由到96km／h加速度時間為6．5秒。
燃料電池
燃料電池是一種將儲存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能通過電極反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。它不經(jīng)歷熱機過程，不受熱力循環(huán)限制，故能量轉(zhuǎn)換效率高，燃料電池的化學(xué)能轉(zhuǎn)換效率在理論上可達100％，實際效率已達60％~80％，是普通內(nèi)燃機熱效率的2—3倍?，F(xiàn)在應(yīng)用于電動汽車中的燃料電池是一種被稱為質(zhì)于交換膜燃料電池(PEMFC)，它以純氫為燃料，以空氣成龍為氧化劑。在1993年加拿大溫哥華科技展覽會上，加拿大的BALLABC公司推出了世界上第一輛以PEMFC電池為動力的電動公共汽車。載客20人，可行駛160km/h，最高速度72.2km／h。德國奔馳汽車公司也研制了以PEMFC電池為動力的電動汽車。
鉛酸蓄電池
鉛酸蓄電池已有１００多年的歷史，廣泛用作內(nèi)燃機汽車的起動動力源。它也是成熟的電動汽車蓄電池，目前約有８％～９０％的采用率。它可靠性好、原材料易得、價格便宜；比功率也基本上能滿足電動汽車的動力性要求。但它有兩大缺點；一是比能量低，所占的質(zhì)量和體積太大，且一次充電行駛里程較短；另一個是使用壽命短，使用成本過高。
鎳鎘電池
目前，鎳鎘電池的應(yīng)用廣泛程度僅次于鉛酸蓄電池其比能量可達55W·h／kg，比功率超過190W／kg，可快速充電，循環(huán)使用壽命較長，是鉛酸蓄電池的兩倍多，可達到2000多次，但價格為鉛酸蓄電池的4－5倍。它的初期購置成本雖高，但由于其在能色量和使用壽命方面的優(yōu)勢，因此其長期的實際使用成本并不高。使用中要注意做好回收工作，以免重金屬鎘成環(huán)境污染。
鎳氫蓄電池
鎳氫蓄電池和鎳鎘蓄電池一樣，也屬于堿性電池，其特性和鎳鎘蓄電池相似，不過鎳氫蓄電池不含鎘、銅，不存在重金屬污染問題。目前生產(chǎn)電動汽車鎳氫蓄電池的公司主要是Ovonie公司，它現(xiàn)有80A·h和130A·h兩種單元電池，并由此構(gòu)成30kw·h和50kw·h兩種規(guī)格的電池。其比能量達75－80W·h/kg，比功率達160－230W／kg，循環(huán)使用壽命超過600次。這種蓄電池曾裝在幾種電動汽車上試用，其中一類車一次充電可行駛345km，有一輛車一年中行駛了8萬多公里。由于價格較高，目前尚未大批量生產(chǎn)。估計隨著鎳氫蓄電池技術(shù)的發(fā)展，其比能量可超過80w·h／kg，循環(huán)使用壽命可超過2000次，遠景價格可降至150美元/Kw·h。通用汽車公司已把它作為今后幾年電動汽車優(yōu)先考慮蓄電池。
鈉硫蓄電池
鈉硫蓄電池也是近期普遍看好的電動汽車菩電池，美國福特汽車公司的Mnivan電動汽車就是使用鈉硫蓄電池的。它已被美國先進電池聯(lián)合體(USMABC)列為中期發(fā)展的電動汽車蓄電池，德國ABB公司生產(chǎn)的B240K型鈉硫蓄電池，其質(zhì)量為17.5kg，蓄電量19.2Kw·h；比能量達109W·h／kg，循環(huán)使用壽命1200次，裝車試驗時最好的一輛車無故障地行駛了2300km。鈉硫蓄電池主要存在高溫腐蝕嚴重，電池壽命較短。性能穩(wěn)定性及使用安全性不太理想等問題。
電池列為其電動汽車蓄電池的長期開發(fā)目標(biāo)，錘電池的種類繁多，常見的有色鋰離子電他、高溫鋰熔直鹽電池、鋰聚合物電池和但聚合物固體電解質(zhì)電池等，鋰離子電池比能量的理論值為570W·h／kg，它目前達到的性能指標(biāo)是：比能量為100w·h／k8，比功率200w/kg，循環(huán)使用壽命為1200次，充電時間2－4小時。
鋅空氣電池
鋅空氣電池的潛在比能量在200w·h/kg左右。美國DEMI公司為電動汽車開發(fā)的鋅空氣電池的比能量已達160W·h／kg左右，但它目前尚存在壽命短、比功率小、不能輸出大電流及難以充電等缺點。美國的CRX電動汽車裝的就是鋅空氣電池，該車為彌補它的不足，還裝有鎳鎘蓄電池以幫助汽車起運和加速CRX車的鋅空氣電池組質(zhì)量為340kg，充足電后可存儲45kw·h的能量，同時裝備CRX的重達159kg的鎳錫蓄電池充足電后有4kw·h能量。充電12分鐘可使CRX電動汽車行駛65km，充電一小時則可行駛160km。
飛輪電池
飛輪電池是90年代才提出的新概念電池，它突破了化學(xué)電池的局限，用物理方法實現(xiàn)儲能。眾所周知。當(dāng)飛輪以一定角速度旋轉(zhuǎn)時，它就具有一定的動能。飛輪電池正是以其動能轉(zhuǎn)換成電能的。高技術(shù)型的飛輪用于儲存電能，就很像標(biāo)準(zhǔn)電池。飛輪電池中有一個電機，充電時該電機以電動機形式運轉(zhuǎn)，在外電源的驅(qū)動下，電機帶動飛輪高速旋轉(zhuǎn)，即用電給飛輪電池“充電”增加了飛輪的轉(zhuǎn)速從而增大其功能；放電時，電機則以發(fā)電機狀態(tài)運轉(zhuǎn)，在飛輪的帶動下對外輸出電能，完成機械能(動能)到電能的轉(zhuǎn)換。當(dāng)飛輪電池公出電的時，飛輪轉(zhuǎn)速逐漸下降，飛輪電他的飛輪是在真空環(huán)境下運轉(zhuǎn)的，轉(zhuǎn)速極高(高達200000r/min)，使用的軸承為非接觸式磁軸承。據(jù)稱，飛輪電池比能呈可達150W·h／kg，比功率達5000-10000W／kg，使用壽命長達25年，可供電動汽車行駛500萬公里。美國飛輪系統(tǒng)公司已用最新研制的飛輪池成功地把一輛克萊斯勒LHS轎車改成電動轎車，一次充電可行駛600km，由到96km／h加速度時間為6．5秒。
燃料電池
燃料電池是一種將儲存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能通過電極反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。它不經(jīng)歷熱機過程，不受熱力循環(huán)限制，故能量轉(zhuǎn)換效率高，燃料電池的化學(xué)能轉(zhuǎn)換效率在理論上可達100％，實際效率已達60％~80％，是普通內(nèi)燃機熱效率的2—3倍?，F(xiàn)在應(yīng)用于電動汽車中的燃料電池是一種被稱為質(zhì)于交換膜燃料電池(PEMFC)，它以純氫為燃料，以空氣成龍為氧化劑。在1993年加拿大溫哥華科技展覽會上，加拿大的BALLABC公司推出了世界上第一輛以PEMFC電池為動力的電動公共汽車。載客20人，可行駛160km/h，最高速度72.2km／h。德國奔馳汽車公司也研制了以PEMFC電池為動力的電動汽車。
