镍氢动力电池与电动汽车

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1、镍氢动力电池与电动汽车机电工程学院机械设计制造及其自动化专业摘要电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好。在当前提出的电动汽车动力技术中，镍氢动力电池技术已经完全成熟，综合优势最为突出。关键词新能源；效率高；环保引言早在19世纪后半叶的1873年，英国人罗伯特·戴维森（RobertDavidson）制作了世界上最初的可供实用的电动汽车。戴维森发明的电动汽车是一辆载货车，长4800mm，宽1800mm，使用铁、锌、汞合金与硫酸进

2、行反应的一次电池。21世纪是人类社会面临能源短缺和环境污染治理的挑战时代。在全球汽车市场，节能、环保已经成为技术创新的重要方向，新能源汽车的研发成为国内外汽车企业抢占未来的技术制高点，尤其是电动汽车的发展已成为世界汽车产业发展的大趋势。电动汽车的工作原理蓄电池——电流——电力调节器——电动机——动力传动系统——驱动汽车行驶。电动汽车的种类：纯电动汽车(BEV)、混合动力汽车(HEV)、燃料电池汽车(FCEV)。与传统汽车相比，电动汽车具有传统汽车无法比拟的优势。电动汽车的优点：1．零排放或近似零排放。　　2．减少了机油泄

3、露带来的水污染。　　3．降低了温室气体的排放。　　4．提高了燃油经济性。　　5．提高了发动机燃烧效率。　　6．运行平稳、无噪声普通汽车、纯电动车、混合动力车和燃料电动车的比较见表1：表1、普通汽车与新能源汽车的比较类别能源效率排放补充燃料功率重量行驶里程配套设备普通汽车低污染严重方便大轻>400完善纯电动车最高无污染不方便小重<300不完善混合动力车较高污染很小方便大重>500完善燃料电动车高无污染不方便小一般<300不完善从上述表格对比中我们可以得出，混合动力车是综合优势最高的。混合动力车对动力电池的要求很高。动力电池

4、一般指具有较高的输出功率能力，可用作电动车辆驱动电源的二次电池。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）高充放电效率：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

5、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。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。在混合动力汽车中，电池的比功率是最关键的因素。（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，动力电池的工作循环次数是衡量动力电池寿命的重要

6、指标，对动力电池的使用有直接影响。（4）经济性：电池的经济性，是指电池的成本。（5）安全性：电池系统在车载条件下，其在技术方面还要保证电池安全性，不能发生燃烧、爆炸等危险。(6)可靠性：从目前的实际应用中，模块电池单元由于在电池能量包中组合数较少，其可靠性高于电池单体所组合的能量包，但模块电池单元的制造技术和控制手段，远较电池单体为高。(7)环境友好性：电动汽车用电池系统必须符合清洁能源的发展宗旨目前，当前已开发的主要动力蓄电池综合性能如表2所示。表2当前已开发的主要动力蓄电池综合性能(安全、技术、经济性、环境友好性)比

7、较电池型号质量比能量(Wh/kg)质量比功率(W/kg)循环次数（次）安全性经济性环境友好性综合传统铅酸电池30-3580—110200～300高高低差镍镉电池33-4745-65500高高低差HEV用镍氢电池40～60800～1350>1000高高-中高好常规锂离子电池100-130800—1300>1000低低中差新型磷酸铁锂电池85-100600-1300>1000中-低中-低中中-低从以上表中，不难发现，在混合电动汽车方面，镍氢动力电池是目前综合性能最好的电池体系。镍氢（MH-Ni）电池是二十世纪九十年代发展起来

8、的一种新型绿色电池，具有高能量、大功率、长寿命、无污染等特点。镍氢电池的诞生应该归功于贮氢合金的发现。早在20世纪六十年代末，人们就发现了一种新型功能材料贮氢合金，储氢合金在一定的温度和压力条件下可吸放大量的氢，因此被人们形象地称为“吸氢海绵”。其中有些储氢合金可以在强碱性电解质溶液中，反复冲放电并长期稳定存在，从而