第三章 高功率电池及应用技术 第三章 高功率电池设计与应用技术 3.1 引言 高功率电池主要应用于电动汽车、电动工具等领域，特别是近年来混合动力电动汽车的快速发展与产业化应用，加速了高功率动力电池的研究与开发进程。 现代电动汽车研究主要从二十世纪七十年代的能源危机开始，因其不依赖石油资源、污染小和动力源可灵活配置的突出优点，使其重新成为当代汽车科技研究的热点。 相对于内燃机汽车，电动汽车最主要的改进即是动力系统由发动机向电动机的过渡，因此作为核心部件动力系统中的动力蓄电池和燃料电池性能的优劣直接决定了电动汽车的构型；从电动汽车100多年发展的历程可以看出，电动汽车的开发几乎都是围绕其核心动力源的开发进程而展开的；下图 3.1为现代电动汽车发展的分类情况[1]。 图 3.1现代电动汽车分类 依据图 3.1上述分类，现代电动汽车不仅包括以电池（B）为唯一动力源的纯电动汽车（BEV），还包括混合动力电动汽车（HEV）和燃料电池电动汽车（FCEV）。车型发展从上至下，从完全依赖于汽油的传统内燃机（ICE）汽车，逐步过渡到以油-电作为混合动力的混合动力电动汽车，最后过渡到纯电动方式，即以纯蓄电池为动力，或燃料电池-蓄电池为动力的电-电混合动力汽车，或纯燃料电池电动汽车。（油-电或电-电）混合动力电动汽车是当前现有技术水平下解决节油和环 第三章 高功率电池及应用技术 保等矛盾的最佳途径，主要动力源有动力电池、内燃机和燃料电池。 根据上述电动汽车动力（B-ICE或B-FC）混合度，电动汽车可主要划分为能量混合型和功率混合型电动汽车，与此相对应的动力蓄电池也分为高能量型与高功率型。结合人们对传统内燃机车接受习惯，理想化的电动汽车动力蓄电池总体要求[2]如图3.2所示： (1) 高能量密度（它关系到一次充电可行驶的距离和车载可用能量）：根据不同构型电动车需约100～1000Wh/kg（与汽油相当）； (2) 高功率密度（它关系到启动、爬坡与加速特性或效率特性等）：根据不同构型电动车需约500～1500W/kg，或更高（与汽油相当）； (3) 工作温度：-45～80℃； (4) 长寿命，电池（包括电池组系统）应与电动汽车同寿命； (5) 储存与搁置：长期存放无性能衰减，或无明显自放电； (6) 安全性与可靠性：好； (7) 成本低，约合50$/kWh（综合成本与目前汽油价相当）； (8) 与环境友好（涉及到资源能否再生及环境保护等问题）。 图3 .2 电动汽车对电源的需求 实际上，目前动力蓄电...
