混合動力汽車車用鎳氫動力電池

　隨著人類環保意識的不斷增強，石油資源逐年減少，油價逐步攀升，降低汽車污染和節約能源已成為世界各國政府面臨的嚴峻問題。蓄電池技術和氫氣的制取、運輸、儲存、成本等嚴重制約了電動汽車和燃料電池汽車的發展，因而混合動力汽車應運而生。在混合動力汽車中，由于采用了高功率的能源儲存裝置（蓄電池、超級電容等）能向汽車提供瞬時的能量而可減小發動機尺寸，提高效率，降低排放和燃油消耗，且可在進行制動和減速時回收能量。鉛酸電池質量重，不能快充深放，循環壽命短；鋰離子電池具有大電流性能差，價格高和安全性問題，目前還不適于混合動力汽車的發展。鎳氫電池具有高比功率、電流充放電大、無污染、安全性能好等特點，廣泛應用在混合動力汽車上。

　　一、混合動力汽車對動力電池的要求及其主要指標

　　1.對動力電池的要求
　　動力電池一般指具有較高的容量和輸出功率能力，可用作電動車、輛驅動電源的兩次電池。一般情況下，混合動力汽車車用動力電池進行的是頻繁、淺度的充放電循環。在充放電過程中，電壓、電流可能有較大的變化。針對這種使用特點，混合動力系統對電池有以下、特別要求：
　　（1）大功率充放電能力：質量比功率和體積比功率是衡量蓄電池快速充放電能力的指標，相對、于比能量要求，混合動力汽車對比功率要求更高。
　　（2）充放電效率：動力電池中能量的循環必須經過充電-放電-充電的循環，高的充放電效率對保證整車效率具有至關重要的作用。
　　（3）相對穩定性：動力電池應當在快速充放電和充放電過程變工況的條件下保持性能的相對穩定，使其在動力系統使用條件下能達到足夠的充放電循環次數。
　　2.車用動力電池的主要指標
　　評價混合動力汽車車用動力電池技術的指標主要有以下幾點：

　　（1）質量比功率（W/kg）：電池的質量比功率代表每千克質量的電池能提供的功率。它的大小決定電池所能輸出的最大功率，標志著汽車的加速性能和最高車速，對電動汽車的動力性能等有直接影響。在混合動力汽車中，電池的比功率是最關鍵的因素，因為電池的電耗盡后可以在內燃機工況下重新進行充電。

　　（2）質量比能量（Wh/kg）：標志著純電動模式下的續駛能力。

　　（3）循環次數：動力電池的工作是一個不斷充電-放電-充電-放電的循環過程，每充電和放電一次，動力電池中的化學物質就要發生一次可逆性的化學反應。隨著充電和放電次數的增加，動力電池中的化學活性物質會發生老化，逐漸削弱其化學功能，降低動力電池的充電和放電的效率，最后部分或完全喪失其充電和放電功能。動力電池的工作循環次數是衡量動力電池壽命的重要指標，對動力電池的使用有直接影響。

　　（4）成本：電池的成本與電池的新技術含量、材料、制作方法和生產規模有關，目前新開發的高比功率的動力電池成本較高。

　　二、鎳氫動力電池的特點
　　目前，世界上已開發的主要動力蓄電池性能如表1所示。
　　鎳氫電池的正極采用金屬氫氧化鎳，負極使用錫氫合金。鎳氫動力電池具有無污染、高比能、大功率、快速充放電、耐用性等許多優異特性。與鉛酸電池相比，鎳氫電池具有比能量高、重量輕、體積小、循環壽命長的特點；與鎳鎬電池相比，其比能量是鎳鎘電池的兩倍。另一大優點就是鎳氫電池不含有鎘、鉛這類有毒金屬，其中一些金屬還有較高的回收價值，可稱為綠色能源。

　　鎳氫電池的主要特點：
　　（1）質量比功率高：目前商業化的鎳氫功率型電池能做到1350Wh/kg。
　　（2）循環次數多：目前應用在電動車上的鎳氫動力電池，80%放電深度（DOD）循環可以達1000次以上，為鉛酸電池的3倍以上。100% DOD循環壽命也在500次以上。在混合動力汽車中可使用5年以上。
　　（3）無污染：不含鉛、鎘等對人體有害的金屬，為21世紀“綠色環保電源”。
　　（4）耐過充過放。
　　（5）無記憶效應。
　　（6）使用溫度范圍寬：正常使用溫度范圍了-30～55℃；貯存溫度范圍-40～70℃。
　　（7）安全、可靠：短路、擠壓、針刺、安全閥工作能力、跌落、加熱、耐振動等安全性、可靠性試驗無爆炸、燃燒現象。