劉長(zhǎng)軍

摘 要：電動(dòng)汽車電池作為汽車電機(jī)發(fā)展的核心，同時(shí)也是電氣工業(yè)和汽車工業(yè)兩大產(chǎn)業(yè)融合的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。據(jù)此，本文針對(duì)目前汽車電池研究的現(xiàn)狀進(jìn)行了重點(diǎn)分析，并對(duì)未來行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：汽車；污染；燃料；能源危機(jī)；能效

現(xiàn)代化的汽車工業(yè)發(fā)展使得人們可以將汽車作為簡(jiǎn)單的代步工具，同時(shí)也因?yàn)榇笈康钠囍圃旌褪褂迷斐闪瞬簧俚膯栴}。隨著汽車數(shù)量的日益增加，燃油等不可再生能源的大量消耗在不同區(qū)域內(nèi)引發(fā)了不同程度的能源危機(jī)，同時(shí)也因?yàn)槠囄矚馀欧乓l(fā)了嚴(yán)重的環(huán)境污染。為了有效緩解這一系列的危機(jī)，包括我國(guó)在內(nèi)的不少國(guó)家以及將電動(dòng)汽車的發(fā)展計(jì)劃提上了日程。電動(dòng)汽車作為電力驅(qū)動(dòng)的汽車，其在污染和能源再生上具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)，成為目前實(shí)現(xiàn)“綠色”出行的重要代步工具。隨著該項(xiàng)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，目前我國(guó)的電動(dòng)汽車已經(jīng)初具規(guī)模，并在日常生活中發(fā)揮著日益重要的作用。

1 電動(dòng)汽車電池的發(fā)展現(xiàn)狀

事實(shí)上，電動(dòng)汽車要先于燃油汽車得到研發(fā)和使用，1873 年的英國(guó)就已經(jīng)誕生了可用于使用的電動(dòng)汽車，而德國(guó)研發(fā)的燃油汽車則在十多年后才投入使用。但是燃油汽車技術(shù)的發(fā)展卻更加迅速，但是電動(dòng)汽車在續(xù)航時(shí)間和輸出公路上的研發(fā)工作一直未能取得突破性的進(jìn)展，在20世紀(jì)中葉近30年的時(shí)間里一直停滯不前。

現(xiàn)階段，在電動(dòng)汽車競(jìng)爭(zhēng)力上的翹楚是特斯拉（TESLA），該廠商的電動(dòng)汽車?yán)盟上律a(chǎn)NCA系列鈷酸鋰電池組進(jìn)行供能，實(shí)現(xiàn)了單顆電池3100毫安的容量。目前，特斯拉 MODEL X的行駛里程已經(jīng)達(dá)到470km，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)百千米加速2.7S的驚人效果；即使是入門級(jí)的特斯拉 MODEL 3也能達(dá)到400km的續(xù)航。鈷酸鋰電池具有相當(dāng)突出的特點(diǎn)，不僅結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、單位容量高，同時(shí)也具有良好的綜合性，但是在安全性上的較高要求會(huì)導(dǎo)致成本增加。

目前，我國(guó)已經(jīng)成為了全球最大的汽車生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，在政策的引導(dǎo)下，電動(dòng)汽車的發(fā)展也相當(dāng)迅猛。尤其是以比亞迪為首的電動(dòng)汽車廠商在技術(shù)上取得了相當(dāng)驚人的成功，不僅在2015年取得了近六萬的銷量，并且在2016年實(shí)現(xiàn)了對(duì)十萬大關(guān)的跨越，兩年總計(jì)159000輛。這一數(shù)據(jù)使得比亞迪成為了新能源汽車銷量的全球第一。目前，我國(guó)比亞迪電動(dòng)汽車所采用的電池為自主研發(fā)的磷酸鐵鋰電池，其在放電效率（最高可達(dá)90%）上具有更高的水平，同時(shí)也在續(xù)航上取得了相當(dāng)?shù)某晒?，例如比亞迪E6的續(xù)航里程可達(dá)300km。比亞迪所采用磷酸鐵鋰電池很大程度上改善了原有的安全隱患和循環(huán)壽命短的問題。與此同時(shí)，比亞迪汽車在磷酸鐵錳鋰電池上的研究也取得了相當(dāng)?shù)倪M(jìn)展，不僅能量密度有了較大程度的增加，同時(shí)也控制了成本。據(jù)悉最新款的比亞迪 E6 電動(dòng)車在實(shí)驗(yàn)中可以實(shí)現(xiàn)超過400km的續(xù)航能力。

作為限制電動(dòng)汽車動(dòng)力的重要因素，過去電池充電時(shí)間過長(zhǎng)也影響巨大。因?yàn)橄鄬?duì)于燃料汽車的動(dòng)力補(bǔ)充而言，汽油箱加滿只需要幾分鐘的時(shí)間，而電動(dòng)汽車的充電周期則有可能高達(dá)八個(gè)小時(shí)，甚至?xí)^十個(gè)小時(shí)，效率對(duì)比十分明顯。過去電動(dòng)汽車在對(duì)于上的劣勢(shì)十分明顯，在不斷的研究和實(shí)踐之后，發(fā)現(xiàn)了石墨烯電池。該電池可以實(shí)現(xiàn)在二十分鐘至一個(gè)小時(shí)內(nèi)的快速充電（達(dá)到80%電量），效率有了很大程度的提升。目前，電動(dòng)汽車優(yōu)勢(shì)在于對(duì)動(dòng)力的控制和驅(qū)動(dòng)，同時(shí)也能夠盡快的融入互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，智能性和便捷性有很大程度的優(yōu)勢(shì)。在不斷的投入和研究之后，相信會(huì)在技術(shù)和成本上取得更大的成功，電動(dòng)汽車也會(huì)逐步替代燃油汽車，緩解能源危機(jī)和環(huán)境污染。

2 未來電動(dòng)汽車電池的發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前，影響電動(dòng)汽車行使效率提升的主要因素是續(xù)航里程短、車身重、電池造價(jià)高以及安全隱患等方面。雖然目前這類問題有不少應(yīng)急處理模式，但是長(zhǎng)期來看，電動(dòng)汽車的發(fā)展仍舊需要從電池能力密度、安全性能以及價(jià)格等方面來進(jìn)行努力。

現(xiàn)階段，之所以鋰離子電池在應(yīng)用上仍舊是主要模式，主要是因?yàn)槠湓趩误w電池上具有相當(dāng)?shù)?“理論”性能優(yōu)勢(shì)。在該類電池作為電池組模式進(jìn)行供電時(shí)，其實(shí)際性能水平的發(fā)揮往往難以達(dá)到單體電池的“理論值”水平，同時(shí)電池系統(tǒng)的循環(huán)壽命也會(huì)有所下降，電動(dòng)汽車的整體使用成本居高不下，將會(huì)成為巨大的制約。

即使是我國(guó)最廣泛應(yīng)用的磷酸鐵鋰和錳酸鋰正極的鋰離子動(dòng)力電池，電池組的系統(tǒng)能量密度也不足90Wh/kg。我國(guó)為了推動(dòng)車用電池的發(fā)展，也協(xié)同工信部和科技部門將相應(yīng)的規(guī)劃，例如：《新能源汽車技術(shù)政策研究》和《電池工業(yè)十二五發(fā)展規(guī)劃》?？傮w而言，近幾年來我國(guó)電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展取得了驚人的成功，與國(guó)際先進(jìn)水平的差距主要集中在電池組能源系統(tǒng)在能量密度方面的不足所導(dǎo)致的續(xù)航里程方面，但也正式這一差距也嚴(yán)重影響了我國(guó)消費(fèi)者對(duì)于電動(dòng)車購(gòu)買上的積極性。然而，在我國(guó)政府的政策引導(dǎo)和支持下，有望在未來五年的時(shí)間里在鋰離子電池工業(yè)上取得令人滿意的成果。

3 結(jié)語

電動(dòng)汽車電池作為汽車的儲(chǔ)能裝置，需要保有一定的儲(chǔ)量來保障汽車可以行駛相應(yīng)的里程，同時(shí)還需要在高加速或者高速狀態(tài)下的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)下保持電力輸出，實(shí)際上的要求不低。目前市場(chǎng)的車用電池還具有較高的價(jià)格，實(shí)驗(yàn)室也在不斷在價(jià)格、續(xù)航時(shí)間、輸出功率以及尺寸等方面進(jìn)行優(yōu)化，這一階段的優(yōu)化成功后，必然會(huì)推動(dòng)電動(dòng)汽車的不斷發(fā)展。事實(shí)上，電動(dòng)汽車的普及不僅僅是通過電池組的容量、功率等方面決定的，同時(shí)還需要國(guó)家推動(dòng)充電設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，以政策法規(guī)引導(dǎo)燃料汽車的轉(zhuǎn)換等等。

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[3]袁彤煜.電動(dòng)汽車電池的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].科技展望，2016，（15）：285.

（作者單位：鹽城市人民政府辦公室）