我國電動(dòng)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀和開發(fā)動(dòng)向（2）

３．１　電源技術(shù)

　　作為ＥＶ的電源系統(tǒng)，除蓄電池以外，現(xiàn)在研究開發(fā)的還有燃料電池、飛輪、電
容器等。以下簡介各種蓄能技術(shù)的現(xiàn)狀。
　　
（１）　ＥＶ用蓄電池：
　　作為ＥＶ用蓄電池必需滿足：１．貯能密度高（一次充電行駛距離長）；２．能
量輸出密度高（加速性能、爬坡性能好）；３．壽命長；４．維修、保養(yǎng)費(fèi)低；５．
安全性高（包括對環(huán)境的安全性）；６．價(jià)格低，有再利用性等技術(shù)要求。
　　
現(xiàn)在實(shí)際使用中的主要蓄電池的貯能密度和能量輸出密度等特性示于圖４［２］
。汽油的發(fā)熱量是８３２０ｋｃａｌ／ｌ，若把它換算成能量密度大約是１３０７３
Ｗｈ／ｋｇ（汽油的密度為０．７４ｇ／ｃｍ３），以常規(guī)汽車的效率為１２％來計(jì)
算，它的能量密度是１５６９Ｗｈ／ｋｇ，與最佳的鋰（Ｌｉ）電池比較、汽油的貯
能密度大兩個(gè)數(shù)量級。
　　
現(xiàn)在，世界很多國家政府在高性能電池開發(fā)上進(jìn)行了大量的投資。美國政府能源
部和若干電力公司于１９９２年成立了ＵＳＡＢＣ公司聯(lián)合進(jìn)行新型電池的開發(fā)，目
標(biāo)是２０００年前研究開發(fā)出實(shí)用化的Ｎｉ－ＭＨ電池，在２０００～２０１０年研
究開發(fā)出實(shí)用性Ｌｉ系電池，Ｌｉ－ＦｅＳ２電池等。歐州以ＳＡＦＴ為中心也在研
究開發(fā)Ｎｉ－ＭＨ電池和Ｌｉ－ｉｏｎ電池，同時(shí)對Ｎｉ－Ｃｄ電池也在進(jìn)行研究開
發(fā)。日本以ＬＩＢＥＳ公司為中心，從１９９２年開始以１０年計(jì)劃開發(fā)適合ＥＶ實(shí)
用的大容量Ｌｉ系電池。除各國政府外，汽車制造業(yè)和電池制造業(yè)也聯(lián)合成立了電池
開發(fā)及生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行積極的共同開發(fā)。如由ＧＭ和Ｏｖｏｎｉｃ聯(lián)合成立的ＧＭ－Ｏ
ｖｏｎｉｃ公司（開發(fā)Ｎｉ－ＭＨ電池），由豐田和松下聯(lián)合成立的Ｐａｎａｓｏｎ
ｉｃＥＶＥｎｅｒｇｙ公司（開發(fā)Ｎｉ－ＭＨ電池），日產(chǎn)和ＳＯＮＹ在共同開發(fā)Ｌ
ｉ－ｉｏｎ電池，Ｂｅｎｚ和ＢａｌｌａｒｄＰｏｗ－ｅｒＳｙｓｔｅｍ在共同開發(fā)
燃料電池等。
　　
（２）　燃料電池（ＦｕｅｌＣｅｌｌ：
　　ＦＣ）：ＦＣ是以燃料的電化學(xué)反應(yīng)發(fā)電，只要不斷提供燃料就可以不斷發(fā)電，
它具有發(fā)電效率高，低噪音及低公害等特點(diǎn)，作為將來的汽車電源可解決蓄電池的一
次充電行駛距離短等問題。近年，Ｂａｌｌａｒｄ、Ｂｅｎｚ、豐田等汽車公司正在
對其加強(qiáng)研究開發(fā)并有所進(jìn)展。各大汽車公司相繼公布了將在２００３至２００５年
燃料電池電動(dòng)汽車將投入市場。但是，現(xiàn)有水平的燃料電池單位體積的能量密度較低
，體積較大，今后要求其小型化、造價(jià)低、負(fù)荷變動(dòng)性強(qiáng)、改善出力密度等。

（３）　太陽能電池：
　　太陽能電池汽車無公害，而且利用取之不盡的太陽能資源，是最理想的ＥＶ用電
源。但太陽能電池的性能低，實(shí)用受天氣的限制，對要求在各種環(huán)境下實(shí)用汽車來說，
作為主電源利用的可能性不大。
　　
（４）　超電容器：
　　超電容器雖不是電池，但因可輔助提高蓄電池或燃料電池在快速起動(dòng)時(shí)的輸出密
度，而且在汽車制動(dòng)回收再生電流時(shí)可對短時(shí)間大電流急速充電起緩和作用，所以也
受到注目。超電容器的問題也是能量密度低（比鉛酸蓄電池小一個(gè)數(shù)量級）。最近日
本和美國都在研究開發(fā)高能量密度的超電容器。
　　
（５）　飛輪（ＦＷ）：
　　飛輪的輸出密度大，所以，它適合于加減速時(shí)的能量貯放，但其存在機(jī)械磨損、
單位重量密度低等問題。上述各種能量貯藏形態(tài)的密度示于圖５［４］，各種能量貯
藏形態(tài)的貯能密度大小順序是：汽油＞甲醇＞Ｈ２燃料電池＞Ｚｉｎｃ－Ａｉｒ電池
＞Ｌｉ系電池＞Ｐｂ系電池＞飛輪＞電容器。從能量輸出密度來看，飛輪和電容器的
能量輸出密度是Ｐｂ系電池的１０倍以上。現(xiàn)在開發(fā)中的ＥＶ與常規(guī)汽車相比有一次
充電行駛距離短，加速和爬坂性能差，充電時(shí)間長，需要大量的電池而使車輛性能和
居住性惡化等問題，這些問題的解決都取決于電池技術(shù)的發(fā)展，不改善電池性能，就
不能改變ＥＶ的現(xiàn)狀。可以說ＥＶ的發(fā)展是電池技術(shù)的發(fā)展。為了彌補(bǔ)蓄電池的性能
不足，發(fā)動(dòng)機(jī)和蓄電池混合使用的混合型ＥＶ（ＨｙｂｒｉｄＥＶ：ＨＥＶ）的開發(fā)
也受到重視，如豐田公司開發(fā)的混合型ＨＥＶ－Ｐｌｕｓ（Ｎｉ－ＭＨ電池）。油耗
僅有常規(guī)汽車的近三分之一，已達(dá)到２８公里／升。