我国电动汽车的发展现状和开发动向（2）

３．１　电源技术

　　作为ＥＶ的电源系统，除蓄电池以外，现在研究开发的还有燃料电池、飞轮、电
容器等。以下简介各种蓄能技术的现状。
　　
（１）　ＥＶ用蓄电池：
　　作为ＥＶ用蓄电池必需满足：１．贮能密度高（一次充电行驶距离长）；２．能
量输出密度高（加速性能、爬坡性能好）；３．寿命长；４．维修、保养费低；５．
安全性高（包括对环境的安全性）；６．价格低，有再利用性等技术要求。
　　
现在实际使用中的主要蓄电池的贮能密度和能量输出密度等特性示于图４［２］
。汽油的发热量是８３２０ｋｃａｌ／ｌ，若把它换算成能量密度大约是１３０７３
Ｗｈ／ｋｇ（汽油的密度为０．７４ｇ／ｃｍ３），以常规汽车的效率为１２％来计
算，它的能量密度是１５６９Ｗｈ／ｋｇ，与最佳的锂（Ｌｉ）电池比较、汽油的贮
能密度大两个数量级。
　　
现在，世界很多国家政府在高性能电池开发上进行了大量的投资。美国政府能源
部和若干电力公司于１９９２年成立了ＵＳＡＢＣ公司联合进行新型电池的开发，目
标是２０００年前研究开发出实用化的Ｎｉ－ＭＨ电池，在２０００～２０１０年研
究开发出实用性Ｌｉ系电池，Ｌｉ－ＦｅＳ２电池等。欧州以ＳＡＦＴ为中心也在研
究开发Ｎｉ－ＭＨ电池和Ｌｉ－ｉｏｎ电池，同时对Ｎｉ－Ｃｄ电池也在进行研究开
发。日本以ＬＩＢＥＳ公司为中心，从１９９２年开始以１０年计划开发适合ＥＶ实
用的大容量Ｌｉ系电池。除各国政府外，汽车制造业和电池制造业也联合成立了电池
开发及生产企业进行积极的共同开发。如由ＧＭ和Ｏｖｏｎｉｃ联合成立的ＧＭ－Ｏ
ｖｏｎｉｃ公司（开发Ｎｉ－ＭＨ电池），由丰田和松下联合成立的Ｐａｎａｓｏｎ
ｉｃＥＶＥｎｅｒｇｙ公司（开发Ｎｉ－ＭＨ电池），日产和ＳＯＮＹ在共同开发Ｌ
ｉ－ｉｏｎ电池，Ｂｅｎｚ和ＢａｌｌａｒｄＰｏｗ－ｅｒＳｙｓｔｅｍ在共同开发
燃料电池等。
　　
（２）　燃料电池（ＦｕｅｌＣｅｌｌ：
　　ＦＣ）：ＦＣ是以燃料的电化学反应发电，只要不断提供燃料就可以不断发电，
它具有发电效率高，低噪音及低公害等特点，作为将来的汽车电源可解决蓄电池的一
次充电行驶距离短等问题。近年，Ｂａｌｌａｒｄ、Ｂｅｎｚ、丰田等汽车公司正在
对其加强研究开发并有所进展。各大汽车公司相继公布了将在２００３至２００５年
燃料电池电动汽车将投入市场。但是，现有水平的燃料电池单位体积的能量密度较低
，体积较大，今后要求其小型化、造价低、负荷变动性强、改善出力密度等。

（３）　太阳能电池：
　　太阳能电池汽车无公害，而且利用取之不尽的太阳能资源，是最理想的ＥＶ用电
源。但太阳能电池的性能低，实用受天气的限制，对要求在各种环境下实用汽车来说，
作为主电源利用的可能性不大。
　　
（４）　超电容器：
　　超电容器虽不是电池，但因可辅助提高蓄电池或燃料电池在快速起动时的输出密
度，而且在汽车制动回收再生电流时可对短时间大电流急速充电起缓和作用，所以也
受到注目。超电容器的问题也是能量密度低（比铅酸蓄电池小一个数量级）。最近日
本和美国都在研究开发高能量密度的超电容器。
　　
（５）　飞轮（ＦＷ）：
　　飞轮的输出密度大，所以，它适合于加减速时的能量贮放，但其存在机械磨损、
单位重量密度低等问题。上述各种能量贮藏形态的密度示于图５［４］，各种能量贮
藏形态的贮能密度大小顺序是：汽油＞甲醇＞Ｈ２燃料电池＞Ｚｉｎｃ－Ａｉｒ电池
＞Ｌｉ系电池＞Ｐｂ系电池＞飞轮＞电容器。从能量输出密度来看，飞轮和电容器的
能量输出密度是Ｐｂ系电池的１０倍以上。现在开发中的ＥＶ与常规汽车相比有一次
充电行驶距离短，加速和爬坂性能差，充电时间长，需要大量的电池而使车辆性能和
居住性恶化等问题，这些问题的解决都取决于电池技术的发展，不改善电池性能，就
不能改变ＥＶ的现状。可以说ＥＶ的发展是电池技术的发展。为了弥补蓄电池的性能
不足，发动机和蓄电池混合使用的混合型ＥＶ（ＨｙｂｒｉｄＥＶ：ＨＥＶ）的开发
也受到重视，如丰田公司开发的混合型ＨＥＶ－Ｐｌｕｓ（Ｎｉ－ＭＨ电池）。油耗
仅有常规汽车的近三分之一，已达到２８公里／升。