新能源汽車動(dòng)力電池及其應(yīng)用分析

林妶婷　陳明福

摘要：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)，社會(huì)大眾生活水平的不斷提升，人們對(duì)于新能源汽車產(chǎn)品提出了更大的需求。動(dòng)力電池技術(shù)應(yīng)用作為現(xiàn)代新能源汽車加工制造過(guò)程的重中之重，是一項(xiàng)不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)，直接關(guān)系到新能源汽車產(chǎn)品的大范圍普及應(yīng)用和規(guī)劃化生產(chǎn)。因此，市場(chǎng)廣大新能源汽車廠商必須加強(qiáng)對(duì)動(dòng)力電池的創(chuàng)新研究應(yīng)用工作，確保能夠在該項(xiàng)技術(shù)、成本以及維護(hù)管理等方面實(shí)現(xiàn)新的突破，推動(dòng)我國(guó)新能源汽車行業(yè)建設(shè)穩(wěn)定長(zhǎng)持續(xù)的發(fā)展。本文將進(jìn)一步對(duì)新能源汽車動(dòng)力電池及其應(yīng)用展開分析與探討，旨在為同行業(yè)者提供科學(xué)參考意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：新能源汽車;動(dòng)力電池;應(yīng)用分析

0? 引言

基于全球化經(jīng)濟(jì)發(fā)展背景下，我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的建設(shè)發(fā)展要與時(shí)俱進(jìn)，跟上時(shí)代前進(jìn)的腳步。通過(guò)加強(qiáng)對(duì)新能源汽車的創(chuàng)新研究工作，能夠?qū)崿F(xiàn)我國(guó)交通能源的加速轉(zhuǎn)型工作目標(biāo)，避免大量傳統(tǒng)汽車交通行駛造成生態(tài)環(huán)境污染問(wèn)題，威脅到人們的健康生活。動(dòng)力電池作為新能源汽車的關(guān)鍵應(yīng)用內(nèi)容，其主要負(fù)責(zé)為汽車運(yùn)行持續(xù)提供動(dòng)力，保障汽車安全穩(wěn)定的運(yùn)行。因此，相關(guān)技術(shù)人員必須主動(dòng)增強(qiáng)對(duì)動(dòng)力電池技術(shù)的深入研究工作，結(jié)合實(shí)際情況采取有效改進(jìn)措施，促使能夠最大程度發(fā)揮出動(dòng)力電池在新能源汽車中的作用。

1? 新能源汽車動(dòng)力電池的主要類型

動(dòng)力電池作為提供動(dòng)力來(lái)源的一種電源，被廣泛應(yīng)用在電動(dòng)汽車、電動(dòng)自行車、高爾夫球車上，目前市面上新能源汽車動(dòng)力電池主要包括了鉛酸電池、鎳氫電池、鋰電池以及燃料電池，不同動(dòng)力電池有著不同的優(yōu)劣勢(shì)，需要結(jié)合實(shí)際需求合理運(yùn)用動(dòng)力電池。

1.1 鉛酸電池

在新能源汽車市場(chǎng)上，鉛酸電池是一項(xiàng)最為成熟完善的動(dòng)力電池技術(shù)，雖然存在較多人認(rèn)為鉛酸電池在汽車上的運(yùn)用存在著污染環(huán)境、技術(shù)水平偏低等問(wèn)題，然是其仍然在新能源汽車市場(chǎng)上有著較為廣闊的發(fā)展空間[1]。隨著時(shí)間的不斷推移，鉛酸電池技術(shù)的相關(guān)性能得到了進(jìn)一步的優(yōu)化改善，從原有的放電功率20Wh/kg提升至40Wh/kg，鉛酸電池使用壽命也得到了大幅度延長(zhǎng)，從300多次到4000多次。除此之外，基于鉛酸電池回收技術(shù)的突破發(fā)展，其回收利用率能夠有效達(dá)到90%以上，這樣一來(lái)無(wú)疑能夠促進(jìn)鉛酸電池技術(shù)研究應(yīng)用更好的發(fā)展。

1.2 鎳氫電池

鎳氫電池作為一種具有良好性能的蓄電池，其主要分為了高壓鎳氫電池和鎳氫電池。鎳氫電池在新能源汽車上的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于記憶效應(yīng)小、放電倍率大以及循環(huán)使用壽命長(zhǎng)等，目前市場(chǎng)上存在較多的汽車制造商都在運(yùn)用鎳氫電池。比如日本著名汽車品牌豐田在普銳斯汽車上就采用了鎳氫電池。鎳氫電池是動(dòng)力電池中較為成熟的一款產(chǎn)品，我國(guó)研制發(fā)開的鎳氫電池原材料加工技術(shù)也日趨成熟，鎳氫電池作為氫能源應(yīng)用的一個(gè)重要方向被社會(huì)各界人士所注意到。

1.3 鋰電池

基于現(xiàn)代微電子技術(shù)的高速發(fā)展，鋰電池已經(jīng)進(jìn)入到了大規(guī)模生產(chǎn)使用階段，該動(dòng)力電池是以鋰金屬或者鋰合金作為陽(yáng)極材料，采用非水電解質(zhì)溶液的電池。鋰電池在新能源汽車中的應(yīng)用具有較為優(yōu)越的性能，比功率和比能量分別達(dá)到了1600Wh/kg、150Wh/kg。此外，隨著我國(guó)鋰電能技術(shù)的完善發(fā)展，該項(xiàng)動(dòng)力電池技術(shù)的各項(xiàng)參數(shù)在不斷提升[2]。目前鋰電池主要發(fā)展研究方向?yàn)榫酆衔镤囯姵兀搫?dòng)力電池主要可以劃分為三元鋰、錳酸鋰等形式。它們?cè)谑褂眯阅苌喜顒e不大，都被廣泛應(yīng)用在新能源汽車制造中。鋰電池是我國(guó)新能源汽車市場(chǎng)上最為重要的能量來(lái)源形式。

1.4 燃料電池

燃料電池是一種將所具有的化學(xué)能有效轉(zhuǎn)化成電能的化學(xué)裝置，其又被人們稱作為電化學(xué)發(fā)電器。燃料電池在新能源汽車制造中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于工作效率高、噪聲污染小以及有害氣體排放少等，因此該項(xiàng)動(dòng)力電池在新能源汽車行業(yè)同樣具備良好的發(fā)展前景。與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比較，我國(guó)目前燃料電池技術(shù)發(fā)展水平較為落后，存在著技術(shù)配套設(shè)施不完善、技術(shù)開發(fā)設(shè)計(jì)難度大等問(wèn)題，需要有關(guān)企業(yè)加大投入的資金力度，組建起專業(yè)完善的技術(shù)人才隊(duì)伍，及時(shí)攻破燃料電池技術(shù)難題，促使該項(xiàng)動(dòng)力電池技術(shù)能夠被科學(xué)高效應(yīng)用在新能源新車上，為汽車持續(xù)提供清潔動(dòng)力能源。

2? 新能源汽車動(dòng)力電池應(yīng)用分析

2.1 鋰電池的應(yīng)用

鋰電池是目前新能源汽車市場(chǎng)上應(yīng)用最為廣泛一種動(dòng)力電池，就比如著名電動(dòng)汽車廠商特斯拉采用的就是三元鋰電池，該動(dòng)力電池的優(yōu)勢(shì)在于安全性較好、功率密度較為均衡等。然而由于特斯拉電源管理技術(shù)無(wú)法解決汽車穿刺問(wèn)題，通常只能夠通過(guò)采取強(qiáng)化電池包保護(hù)措施進(jìn)行解決，一旦汽車發(fā)生強(qiáng)烈碰撞那么電池包極為容易被擊破，從而引發(fā)汽車汽車爆炸事故，威脅到車上乘客的生命安全。而我國(guó)占據(jù)新能源汽車市場(chǎng)較大比例的比亞迪采用的則是磷酸鐵鋰電池，該電池的優(yōu)勢(shì)特征在于安全性能優(yōu)秀、循環(huán)使用壽命長(zhǎng)以及功率密度好。它的不足之處在于能量密度相對(duì)偏低，在同重量新能源汽車?yán)m(xù)航里程上不具備優(yōu)勢(shì)，寒冷天氣下磷酸鐵鋰電池會(huì)損耗較多的電量[3]。鋰電池在新能源汽車中的應(yīng)用要做好系統(tǒng)性能優(yōu)化改善作業(yè)，相關(guān)工作人員要優(yōu)先采用欽酸銼負(fù)極原料作為鋰電池材料，其能夠做到循環(huán)利用，幫助汽車廠商降低新能源汽車的制造加工成本。此外，鋰電池檢修維護(hù)人員在進(jìn)行對(duì)鋰電子電池保養(yǎng)工作時(shí)，要認(rèn)真注意鋰電池本身的安全性，電池體積一旦變大將會(huì)一定程度影響到電子整體工作性能，不利于鋰電池在汽車系統(tǒng)中的安全運(yùn)行使用。

2.2 鎳氫電池的應(yīng)用

在新能源汽車動(dòng)力電池應(yīng)用中，鎳氫蓄電池屬于一種堿性電池，它的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于無(wú)記憶效應(yīng)、循環(huán)使用壽命較長(zhǎng)，缺點(diǎn)在于成本價(jià)格偏高，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用。鎳氫電池初期購(gòu)置成本相對(duì)其他動(dòng)力電池是偏高的，但是因?yàn)槠淠軌虮谎h(huán)長(zhǎng)期使用，因此綜合下來(lái)使用成本不會(huì)太高。當(dāng)前在新能源汽車制造行業(yè)上生產(chǎn)電動(dòng)汽車鎳氫蓄電池的企業(yè)主要包括了Ovonie、日本豐田和松下的一個(gè)合資公司[4]。其中，Ovonie公司生產(chǎn)加工的鎳氫電池比能量能夠達(dá)到75-80W·h/kg，該動(dòng)力電池循環(huán)使用壽命達(dá)到了600多次。通過(guò)將該電池應(yīng)用在電動(dòng)汽車上一次充滿電可以行使345km。而目前我國(guó)在鎳氫電池研究設(shè)計(jì)上已經(jīng)開發(fā)出來(lái)了55A·h和100A·h的可充電電池，其功率密度超過(guò)了800W·h/kg，比能量則達(dá)到了65W·h/kg。該電池具備了良好的物理和電化學(xué)性能，被廣泛應(yīng)用在國(guó)防與民用領(lǐng)域中，其優(yōu)勢(shì)在于儲(chǔ)能大、無(wú)記憶效應(yīng)、質(zhì)量輕以及無(wú)污染。

3? 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，要想保障我國(guó)新能源汽車行業(yè)建設(shè)穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展，為廣大汽車消費(fèi)用戶提供高質(zhì)量的電動(dòng)車產(chǎn)品，各大汽車廠商就必須加強(qiáng)對(duì)動(dòng)力電池的開發(fā)研究工作。國(guó)家政府要合理制定頒布相關(guān)扶持政策，引導(dǎo)市場(chǎng)企業(yè)加大對(duì)先進(jìn)動(dòng)力電池技術(shù)的創(chuàng)新開發(fā)，確保能夠不斷提高我國(guó)新能源汽車動(dòng)力電池水平，為我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)快速穩(wěn)定發(fā)展打下有利基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張惠澤.新能源汽車動(dòng)力電池研究現(xiàn)狀[J].運(yùn)營(yíng)探討，2017（03）：54-56.

[2]葉繼宏.關(guān)于新能源汽車動(dòng)力電池關(guān)鍵技術(shù)的研究[J].中國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2018（11）：7-9.

[3]宋永華，陽(yáng)岳希，胡澤春.電動(dòng)汽車電池的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].電網(wǎng)技術(shù)，2018（4）：1-7.

[4]楊帆，孔方方.國(guó)內(nèi)外新能源汽車動(dòng)力電池發(fā)展及供求現(xiàn)狀[J].上海汽車，2016（09）：105-107.

————————————

基金項(xiàng)目：福建省中青年教師教育科研項(xiàng)目《電動(dòng)車智能充電系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)研究》（項(xiàng)目編號(hào)：JZ180976）。

作者簡(jiǎn)介：林妶婷（1991-），女，福建德化人，助教，本科，研究方向?yàn)殡妱?dòng)車技術(shù)及電機(jī)檢測(cè);陳明福（1981-），男，福建仙游人，副教授，本科，刺桐科技傳播學(xué)者，泉州市技能大師，研究方向?yàn)檐囕v工程及新能源汽車技術(shù)、節(jié)能減排技術(shù)等。