电动汽车储能装置及充电模式研究综述

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1、电动汽车储能装置及充电模式研究综述　　摘要：储能问题和充电问题做为制约电动汽车发展的两大关键问题急需得到有效解决。通过对当前电动汽车中常用的三种电池和几种其他的储能装置的各项性能进行研究和对比，展望了电动汽车电池的发展前景；并对当前电动汽车的充电技术和充电设施进行分析，提出国内电动汽车充电系统商业运营存在的问题和不足及相关建议。　　关键词：储能系统；电池；充电　　中图分类号：U469.72；U463.23文献标识码：A　　基金项目：四川省部级学科平台开放课题项目（SZjj2015-045）；四川省教育厅重点项目（16ZA

2、0166）。　　ReviewontheResearchofEnergyStorageUnitandChargingModeforElectricVehicles　　XUXiaoyue，SONGChunhua，WEIXingping，XUQuan，SONGChanglin　　（SchoolofMechanicalEngineering，XihuaUniversity，ChengduSichuan610039）　　Abstract：Energystorageandchargingastwokeyissuesconstrain

3、ingthedevelopmentofelectricvehiclesareurgenttobeeffectivelysolved.Basedontheresearchandcomparisonoftheperformancesofthreecommonkindofbatteriesandseveralotherenergystoragesystemsforelectricvehicles，outlookthe8prospectsforthedevelopmentofelectricvehiclebatteries；An

4、alyzedthechargingtechnologyandcharginginfrastructureofelectricvehicle；Proposedtheissuesandrecommendationsofthecommercialoperationofchargingsystemindomestic.　　Keywords：EnergystorageunitBatterCharge　　1.前言　　目前由于车辆的尾气排放导致环境污染以及由此造成的气候变化问题日益受到关注。电动汽车以更节能、安全、经济、环保的理念受到

5、广泛关注。目前针对于电动汽车的研究热点主要围绕其驱动及控制系统、电池技术、充电技术，充电谐波分析和充电站监控等[1-3]，其中电池技术被视为制约电动汽车市场化发展应用的主要因素。其难点主要在于：蓄电池单位重量储存的能量太少、安全性能无法得到要求、生产成本较高，故价格较贵。　　另一方面，混合动力汽车和纯电动汽车需要随时充电储能，这对公共电网又发起了一个全新的挑战。电动汽车的能源消耗从传统内燃机转变为电能充电储能装置，直接影响了公共电网的电力消费[4]。也就是说，电动汽车的发展很大程度上也取决于智能汽车电网技术的发展。　　2

6、.电动汽车的主要储能单元―电池8　　在实际应用中，电池是电动汽车最常用的一种储能装置，应用最为广泛的是铅酸、镍氢和锂电池，其他储能装置包括超级电容器、飞轮、氢气罐等可作为辅助能源或混合能源使用。但目前还并没有一种电池可以在成本、充电技术、比能量、比功率、使用寿命和安全性等各方面均占优势，下面将主要针对这三种电池的利弊及发展前景逐一分析。　　2.1电动汽车电池的3种主要类型　　2.1.1铅酸电池　　铅酸蓄电池以氧化铅为正极板，海绵铅为负极，硫酸水溶液作为电解液。充放电过程依靠极板上活性物质和电解液发生化学反应来实现。是普遍

7、用于各种电子设备的最常见、最便宜的电池，经过长期的发展与技术革新，已实现大批生产且成本较低，仍作为一些如短距离公交车等的动力源。但铅酸电池由于金属铅的密度大导致比能量、比功率和能量体积密度低及电池组单体重量高，导致铅酸电池无法满足长距离的行驶需求。加上其可承受的循环次数较低，且无论是在生产或处理过程都易导致环境问题，都促使更加先进的电动汽车电池技术研发[5]。　　2.1.2镍氢电池　　镍氢电池由氢氧化镍的阳极和由钒、锰、镍等金属形成的多成分合金阴极组成，比能量较高并对环境无污染，被广泛的用于商业化的混合动力电动汽车中。镍

8、氢电池比铅酸电池单位体积储存能量提高了3倍，比功率提高了10倍，在比能量、运行电压、过度充放电耐受性和热性能方面也都有显著优势。但由于其在低温时容量减小、高温时充电耐受性的限制以及过放电会造成永久性损伤，使其荷电状态必须被限制在一个较小的范围内，使镍氢电池储存的大部分能量无法被实际使用，制约镍氢电池在电动汽车上的大规