節(jié)能和環(huán)保是目前汽車(chē)技術(shù)研究的主要方向，動(dòng)力電池則是電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的關(guān)鍵，動(dòng)力電池特性的研究對(duì)于電動(dòng)車(chē)電池有著重要的意義。

　　鉛酸動(dòng)力電池成本低廉，技術(shù)成熟，支持大電流放電，安全性高，在非動(dòng)力應(yīng)用場(chǎng)合中可不配置電池管理系統(tǒng)，但其較低的比能量無(wú)法滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程的需要。

　　氫鎳電池和鋰離子電池是目前電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池領(lǐng)域的主要選擇?，F(xiàn)有的氫鎳電池也存在不足，如單體電壓低(1.2V)、自放電損耗大、對(duì)環(huán)境溫度敏感等。對(duì)氫鎳電池的改進(jìn)主要集中在高低溫狀態(tài)下性能和安全性的提高、充放電性能的優(yōu)化、自放電牢的降低。與其他電池相比，鋰離子電池應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)，在能量功率性能方面具較大優(yōu)勢(shì)，在比能量、放電功率、循環(huán)壽命及密封性等方面，均可滿(mǎn)足美國(guó)先進(jìn)電池聯(lián)合會(huì)(USABC)的電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力電池中期目標(biāo)。

　　1.特性對(duì)比

　　本文研究的動(dòng)力電池種類(lèi)包括鉛酸電池、氫鎳電池和鋰電池。

　　1.1容量特性

　　容量特性是動(dòng)力電池首先需要考察的技術(shù)指標(biāo)，主要內(nèi)容是可用容量與放電倍率的關(guān)系、在不同溫度下的可用容量變化。由于電池額定容量不同，因此在圖1、圖2中均采用可用容量比率：

圖1

　　其中可用容量為電池放電至最低截止電壓時(shí)的放出電量。

　　從圖2可知?dú)滏?0Ah動(dòng)力電池因?yàn)樵谧匀伙L(fēng)冷條件下放電，電池溫度升至38℃截止，致使可用容量降低。同樣對(duì)于VRLA65Ah電池在400A恒流放電時(shí)，由于溫度過(guò)高使得放電過(guò)程終止。相反鋰離子電池的容量特性比較理想，可用容量的衰減趨勢(shì)不顯著，可用容量變化不大;在較低倍率電流放電情況下，磷酸鐵鋰離子電池要比錳酸鋰離子電池高。圖2為不同溫度時(shí)動(dòng)力電池的可用容量比率，可以看出：

　　(1)鉛酸電池、氫鎳電池和磷酸鐵鋰離子電池的可用容量受溫度影響較為顯著;

　　(2)電池都存在最佳溫度區(qū)域;

　　(3)鋰離子電池的可用容量受溫度影響比較平穩(wěn)，但磷酸鐵鋰離子電池的可用容量對(duì)低溫溫度較為敏感。

圖2

　　1.2效率特性

　　效率是電池的重要參數(shù)，是電池剩余電量估計(jì)過(guò)程中的關(guān)鍵參數(shù)之一。庫(kù)侖效率的測(cè)量和計(jì)算以《USABC電池測(cè)試手冊(cè)》為準(zhǔn)，圖3和圖4分別為VRLA電池和鋰離子電池在不同溫度下的庫(kù)侖效率。由圖3、圖4可以看出，鉛酸電池和氫鎳電池、鋰離子電池的庫(kù)侖效率形態(tài)大體上是一致的，差別在于：

　　(1)鉛酸電池和鋰離子電池的高溫庫(kù)侖效率與氫鎳電池相比較高;

　　(2)鋰離子電池的庫(kù)侖效率與溫度的相關(guān)度要弱一點(diǎn)。

圖3

圖4