混能车电池组的进步
2016-04-10
电池组存储并提供必要的能量来驱动混合动力汽车的电动马达。没有电池内部发生的化学反应，也就不可能存在混合动力技术，也就没有混合动力汽车。
但是，尽管电池组对混合动力汽车的突出性和重要性不言而喻，但它们同时也有亟待改善的空间。正是汽车电池组的一些尚待克服的缺点，成为了混合动力技术怀疑论者的论据。例如，它们不能够提供足够的电力，因此混合动力汽车启动较慢；电池太重，一定程度上抵消了混合动力车所谓的燃油经济性；许多电池所使用的材料是铅，对环境有害，违背了大家熟悉的“环保”效应。
然而可喜的是，这并没有阻止生产厂商研发技术，改进产品的努力。正是这种持续不断地努力带来的技术和材料方面的进步，使得汽车电池组已经在许多方面有了极大的改善。下面是混合动力电池组已经取得显著进步的五个方面。
1) 成本更低，价钱更便宜
使得潜在的混合动力汽车购买者最终作出决定的最大障碍是更换电池组的成本太高。电池组的成本通常约$3,000，在整车成本中占有很大的比例。对于担心电池组失效而导致的更换电池组所带来的高昂费用，导致许多司机在作出购买混合动力汽车时止步不前。
但是，电池价格，以及电池的故障率，与十几年前相比已经大幅下降。简单地说就是，相较于十年前，现在的电池价钱更便宜，持续无故障时间更长。举例来说，2001年，可更换电池组在混合动力汽车上的成本约为$10,000。而最近Honda已经将更换电池的价格从$3,400下调到$1,968。在不久的将来，Toyota也计画大幅削减更换电池组的成本，而现在Toyota混合动力汽车更换电池组的费用大约为$3,000。此外，丰田第一代普锐斯的电池故障导致更换电池的比例约为1％，而骤降到第二代的0.003％。
2) 锂离子电池
大多数混合动力汽车的电池组使用镍金属氢化物（NiMH）电池。目前，镍氢电池是混合动力汽车的可靠能源，而且使用寿命长，价格相对低廉。事实上，一些低功耗的电池组的成本可以低至$600。当然，如果要求更大的能源输出，其电池的成本也会上升，而且由于镍的价格昂贵，降低成本的潜力也相对有限。对于大功率的混合动力汽车电池，必须使用其他的电池技术。
锂离子（Li-ion）电池是就是这类技术中比较成熟的一个。现在我们许多人所使用的各种电子设备多数都是使用锂离子电池技术。如果你拥有一台笔记本电脑或MP3播放器的音乐，很可能它们就是使用的锂离子电池。锂离子电池小且轻，使其在可充电电池市场上极具吸引力。对于混合动力汽车，相对于镍金属氢化物电池而言，锂离子电池可以以较低的重量和较小的体积提供更高的功率和能量。
使用在混合动力汽车上的锂离子电池技术还需要进一步改善，因为其可靠性仍有待提高，并且其成本比镍氢电池技术高。但是，如果目前在锂离子电池技术方面的努力继续下去，您应该会看到更小，更轻的锂离子电池组应用在混合动力汽车上。
3) 新型铅酸蓄电池的技术进步
虽然锂离子电池有替代镍氢电池潜力，但是目前大规模用在混合动力汽车上仍然有价格过高，且有可靠性问题。现在的镍氢电池可能也不便宜，但它们的成本有进一步下降的空间。那么降低电池成本的渠道和技术在哪里呢？
你可能会感到惊讶的是，铅酸蓄电池是降低电池成本的潜在解决方案。这个结论之所以令人惊讶，是因为制造这种电池的材料不仅非常重，而且是对环境有害的物质。
但是，铅酸蓄电池已经存在了很长一段时间。这种蓄电池是由法国物理学家加斯顿普兰特于1859年发明的。澳大利亚和日本的研究人员对这种电池进行了长时间的研究，并找到了改进的办法。这些研究人员发明了所谓的超级电池。所谓的超级电池就是使用超级电容器和电池一起为汽车提供动力。这种超级电容可以短时间内给混合动力汽车提供必需的加速能量而不降低电池的储能特性。
虽然汽车行业整体来讲仍然不是特别愿意将铅酸电池技术用在混合动力汽车中，这种电池系统确实有成本上的优势，一组电池可能只需$1,000或更少，2010年之前一些日系车已经使用了这种超级电池技术。
4) 电池寿命更长
多年来关于电池寿命短，而且失效率高的谣言确实已经吓跑了不少潜在的混合动力汽车买主。很多混合动力车买主询问他们是否最终需要更换电池组，以及需要多长时间，4年？5年？或者7年？
事实是，汽车公司保证他们的混合动力电池组的寿命和汽车整车的寿命一样长。最近几年这个数字一直是约10万英里（160,934公里）以上。在某些情况下，电池的质量保证一般是8年甚至更长的时间。换言之，如果电池在汽车质保期内由于某种原因失效，那么汽车整车的质保仍然包括电池在内，因此更换电池的费用仍然在汽车的整车的质保内，制造商将支付更换费用。例如2010年的Toyota Prius的电池，其质量保证是10年，15万英里（241,402公里）。
5) 重量更轻
沉重的电池，对于有环保意识，在乎汽车油耗的司机而言是一个巨大的障碍。您的车的重量越重，要驾驶你的汽车前行就需要更多的燃料。这就是为甚么人们一再提醒你，如果你想省下更多的汽油钱，就把你汽车后备箱里，或者后座上的不必要的物品般出来。
研究人员当然也知道这个问题。因此许多研究人员已经在减轻混合动力汽车的电池组的重量方面做了大量的研究。例如，麻省理工学院（MIT）一个研究小组已经找到了一种方法，使锂离子电池更轻，放电速度也更快。锂离子电池原来的问题是其放电速度相对比较缓慢，科学家们最初认为是由于锂原子通过电池材料的速度过于缓慢。但是麻省理工学院的研究人员认为这可能是纳米级水平上的某种原因减缓了离子移动的速度。
磷酸锂涂层有助于加速离子移动，使它们更容易地快速到达电池端子。新电池材料也终止了电池的降解，这意味着相比于以前，制造商可以将电池尺寸减小很多。◇
来源: 看中国 责编: Kitt
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