劉春艷

(黑龍江農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，黑龍江 佳木斯 154007)

隨著科技的進(jìn)步和人們對(duì)生活的高質(zhì)量要求，推動(dòng)著汽車工業(yè)也得到了迅猛發(fā)展，同時(shí)也伴隨產(chǎn)生了很多問題。保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源的呼聲日益高漲，傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車的大量尾氣排放所造成的大氣污染問題一直困撓著人們的生活及社會(huì)的發(fā)展。此時(shí)，電動(dòng)汽車作為無(wú)污染、噪聲低等優(yōu)點(diǎn)為主打的新一代交通工具誕生了，引起人們的普遍關(guān)注。

一 電動(dòng)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀

與內(nèi)燃機(jī)汽車相比，電動(dòng)汽車具備很多的優(yōu)點(diǎn)，包括結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、行駛零排放、噪音低、能源利用率高、易維護(hù)等。但就目前的發(fā)展?fàn)顩r來說電動(dòng)汽車還存在很多亟待解決的問題，蓄電池一次充電行駛里程較短、動(dòng)力不足等，而解決的關(guān)鍵是電源技術(shù)的改進(jìn)和創(chuàng)新，這也是電動(dòng)汽車競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵。

回顧過去，本土車企發(fā)展新能源汽車已從粗放式、膨脹式發(fā)展正日趨理性。在國(guó)家組織的大規(guī)模示范工作引導(dǎo)下，各類電驅(qū)動(dòng)汽車從研發(fā)狀態(tài)進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用，取得了初步成績(jī)，同時(shí)也暴露出許多問題，這需要各方的共同努力。珠三角、長(zhǎng)三角、京津與中原等地區(qū)的動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)集群初見端倪，動(dòng)力電池的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化水平進(jìn)步很快，磷酸鐵鋰電池得到安全使用成為現(xiàn)階段動(dòng)力電池的主力，在安全技術(shù)提升的基礎(chǔ)上，具有更高能量密度的三元材料等電池可望不久得到應(yīng)用，在鼓勵(lì)政策上也有了突破，為下一步推廣工作創(chuàng)造了環(huán)境。

二 電動(dòng)汽車用蓄電池的技術(shù)狀況

目前開發(fā)使用的動(dòng)力電池主要包括以下幾種。

1.鉛酸電池。廣泛用于內(nèi)燃機(jī)汽車的起動(dòng)動(dòng)力源，發(fā)展歷史悠久，技術(shù)成熟，具有可靠性好、原材料易得、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)?？煞譃閮深?，一是注水式鉛酸電池，價(jià)廉但需要經(jīng)常維護(hù)，補(bǔ)充電解液;二是閥控式鉛酸電池，在充電或工作異常時(shí)在電池內(nèi)會(huì)產(chǎn)生多余氣體，閥控式鉛酸電池可以利用安全控制閥自動(dòng)調(diào)節(jié)以保護(hù)電池，而且此電池還可免維護(hù)。鉛酸電池的缺點(diǎn)：一是體積大、質(zhì)量重;二是壽命短、成本高;三是一次充電行駛里程較短。

2.鎳金屬電池。可分為兩種——鎘鎳電池和氫鎳電池。鎘鎳電池可以快速充電，比能量高和使用壽命長(zhǎng)，但由于其含有重金屬鎘，易造成環(huán)境污染且價(jià)格較高。氫鎳電池?zé)o重金屬污染問題，是一種綠色環(huán)保的鎳金屬電池，正極為鎳氫氧化物，負(fù)極為儲(chǔ)氫合金材料，可以實(shí)現(xiàn)密封設(shè)計(jì)，在比能量、比功率及循環(huán)壽命等方面都比鎘鎳電池有所提高，已被列為電動(dòng)汽車用首選動(dòng)力電池，但還存在價(jià)格太高、均勻性較差、自放電率較高等問題，這都影響其在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用和推廣。

3.鋰離子蓄電池。是一種高容量的可充電的電池，在90年代得到蓬勃發(fā)展。與氫鎳電池相比它能存儲(chǔ)更多的能量、較長(zhǎng)的循環(huán)使用壽命、更小的自放電率、無(wú)記憶效應(yīng)和環(huán)境污染，在能量存儲(chǔ)技術(shù)研究方面成為當(dāng)今各國(guó)的熱點(diǎn)。鋰離子蓄電池的電極為鋰金屬氧化物和儲(chǔ)鋰碳材料，根據(jù)電解質(zhì)的不同，鋰離子蓄電池一般可分為鋰離子電池和鋰聚合物電池兩種。

4.鋅空氣電池。是一種機(jī)械更換離車充電方式的高能電池。鋅空氣電池的優(yōu)點(diǎn)是比能量高、免維護(hù)、適應(yīng)工作環(huán)境廣、環(huán)保、安全可靠;缺點(diǎn)是比功率較小、充電難、壽命較短、不能輸出大電流，通常用其它電池幫助起動(dòng)和加速。

5.超級(jí)電容。是一種電化學(xué)電容，兼具電池和傳統(tǒng)物理電容的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)電極材料不同可分為碳類超級(jí)電容和金屬氧化物超級(jí)電容。超級(jí)電容往往和其它蓄電池聯(lián)合應(yīng)用作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力電源，可以滿足電動(dòng)汽車對(duì)功率和大電流放電的要求，減少蓄電池體積和延長(zhǎng)蓄電池壽命。

6.燃料電池。是一種利用水電解反應(yīng)的逆過程將燃料和氧化劑中的化學(xué)能通過電極反應(yīng)轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置，反應(yīng)產(chǎn)物是電、水和熱，目前只有質(zhì)子交換膜型燃料電池最適合電動(dòng)汽車使用。燃料電池不需長(zhǎng)時(shí)間充電只按需補(bǔ)充燃料即可，而且無(wú)燃燒真正達(dá)到清潔、可再生、無(wú)排放的要求，同時(shí)無(wú)噪聲、使用壽命長(zhǎng)、可靠性好、易維護(hù)，實(shí)際效率是普通內(nèi)燃機(jī)的2至3倍，將成為21世紀(jì)的首選能源。

7.太陽(yáng)能電池。是一種把光能轉(zhuǎn)換為電能的裝置。目前，部分機(jī)構(gòu)也已研制出了使用太陽(yáng)能電池的電動(dòng)汽車樣車，但由于存在光電轉(zhuǎn)換效率不高、價(jià)格太高、電池系統(tǒng)配置較復(fù)雜等問題近期內(nèi)只能作為電動(dòng)汽車的補(bǔ)充電源，還不能大規(guī)模的生產(chǎn)應(yīng)用。

三 電動(dòng)汽車發(fā)展的前景展望

展望2013年，對(duì)于中國(guó)電動(dòng)汽車的發(fā)展前景充滿希望。

第一，混合動(dòng)力客車是近期實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化最有希望的產(chǎn)品，應(yīng)高度重視。目前，混合動(dòng)力車的啟停式技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能效果和提升汽車動(dòng)力性能，已經(jīng)得到世界汽車產(chǎn)業(yè)的普遍認(rèn)可與重視，我國(guó)政府已確定在2013年將混合動(dòng)力客車向全國(guó)其他城市擴(kuò)大推廣，期待2013年取得進(jìn)展。

第二，純電動(dòng)小型車是實(shí)現(xiàn)新能源汽車戰(zhàn)略目標(biāo)的主要車型。由于純電動(dòng)汽車是一種新型代步工具，人們對(duì)它的認(rèn)識(shí)還很有限，存在著各方面的擔(dān)憂，讓消費(fèi)者逐步接受電動(dòng)汽車難度很大，要采取多種措施，嘗試多種推廣模式，比如可以根據(jù)私人用車日行里程較短，停車方便，充電樁安裝容易等方面入手在一些比較富裕與重視環(huán)保的中小城鎮(zhèn)開展示范工作等。

第三，動(dòng)力電池是電動(dòng)汽車的核心。要實(shí)現(xiàn)更高能量密度的電池技術(shù)，技術(shù)創(chuàng)新是中心工作，那么在各方面的支持和政策扶植下組建合理的動(dòng)力電池研究體系勢(shì)在必行，既要防止產(chǎn)業(yè)盲目擴(kuò)建與投資又要政策扶持優(yōu)秀電池企業(yè)做大做強(qiáng)，形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈，培養(yǎng)具有競(jìng)爭(zhēng)力的電池產(chǎn)業(yè)集群。

第四，蓄電池充電的配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需要進(jìn)一步明確一些原則與實(shí)施細(xì)則，防止形成壟斷局面。做好停車位慢充充電樁建設(shè)的調(diào)研、規(guī)劃、建設(shè)、管理與服務(wù)工作，合理布局，節(jié)約土地。充電模式要以慢充為主、快充為輔的方式，這對(duì)汽車電池與電網(wǎng)都有利，并制定全國(guó)統(tǒng)一的電動(dòng)汽車電費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)與計(jì)費(fèi)方法。

當(dāng)前，在汽車工業(yè)中電動(dòng)汽車正將成為發(fā)展主流，能量存儲(chǔ)技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)突破與完善將成為電動(dòng)汽車領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)，同時(shí)也會(huì)伴隨著低成本、高能量密度、高功率密度的動(dòng)力電池商品化的實(shí)現(xiàn)，電動(dòng)汽車必將成為21世紀(jì)交通工具的主流。