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的汽车,在使用过程中,它没有任何的污染,因而被认为是未来最有发展前途的汽车。但是燃料电池车生产成本巨大,还存在许多未能解决的技术问题,可谓远水解不了近渴。
因此,对汽车储能装置以及动力传动系统的研究,开发研制新型汽车储能装置是有效实现节能和环保目标的主要途径,具有巨大的社会效益和经济效益。
物理储能器有飞轮和超级电容器等,化学储能有电化学电池等。飞轮储能器是电能-机械能-电能转换的“电池”。但是飞轮在高速旋转的情况下,存在安全性的问题,用于路况复杂的车辆上存在极大的安全隐患[1]。因而其大多停留在试验阶段。
电储能装置的开发研制是汽车厂商的主要选择。表1-1[1]给出了一些电池的性能参数:
表1-1 各种电池性能参数比较
Table 1-1 Parameter comparison of different batteries比能量awh/kg
铅酸镍-镉镍-锌镍氢锌/空铝/空钠/硫锂聚合物锂离子USAB
30~4540~6060~6560~70230190~25010015590~130200
比功率a(wh/l)60~9080~110120~130130~170269190~200150220140~200300
比功率b(w/kg)200~300150~350150~300150~3001057~16200315250~450400
循环寿命b400~600600~1200300600~1200 NACNAC800600800~12001000
参考价格us$/kwh150300100~300200~35090~120NA250~450NA200<100
NA-不详,a-C/3放电率,b-80%DOD,USABC-美国先进蓄电池协作会从表中可以看出铅蓄电池、镍氢电池、锂离子电池、锌空电池等具有较高的比能量,但比功率较低,一般不超过300w/kg。使用过程中,大脉冲电流工作时的化学反应引起电池内部发热、升温会降低电池使用寿命,甚至造成危险。因此,单独使用电池作为动力能源无法满足电动汽车对电源系统的要求,在对各种新兴的二次电池研究的同时,各国相继展开了对超级电容器的研究。
超级电容器也叫电化学电容器,是近年来新型能源器件的一个研究热点[3-6]。它与常规电容器不同,其电容可达到数千法拉级甚至数万法拉。超级电容作为一种理