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【摘 要】

镍氢电池相对于锂电池更适合目前技术条件下的汽车使用,因此应用范围比较广,镍氢电池在日常生活中的表现常常不尽如人意,但应用在新能源汽车上后,由于科学充放电管理使镍氢电池的劣势逐步消除,优势体现明显.

【关 键 词】

镍氢电池,新能源汽车,充放电

一、镍氢电池国内发展概况

镍氢电池是二十世纪九十年展起来的一种新型绿色电池,具有高能量、长寿命、无污染等特点.我国是在八六三计划“镍氢电池产业化”项目的推动下,镍氢电池才逐渐发展起来的.目前,一汽、二汽、长安、奇瑞等主机厂生产的HEV均采用镍氢电池.

二、国外发展概况

美国、日本等发达国家已经把镍氢电池的技术成熟的应用在了很多新能源车上.电动汽车的最大市场在美国,约占64%,日本约占21%,欧洲约占6%.现在新能源电动汽车电池使用情况是镍氢动力电池约占市场份额的75%.日本是目前国际上新能源汽车及动力电池研究和应用最先进的国家,镍氢电池于1988年进入实用化阶段,1990年在日本开始规模生产,此后产量成倍增加.目前在日本,三洋、松下和东芝形成了三足鼎立的局面,所占市场份额分别为40%、30%和20%,生产能力已达到1500万只/月.

国外研制新能源车用高功率镍氢电池的公司主要有日本三洋电机株式会社、松下EV电池公司、美国的Cobasys公司、德国的Varta公司和法国的Saft公司等.主要的电池供应商是三洋电机株式会社和松下EV电池公司.另外,日本的蓄电池公司、古河电池公司、东北电力公司、汤浅公司及韩国现代汽车公司等都在进行积极开发.

三、当前汽车镍氢电池的使用情况

十多年前的本田Insight和丰田普锐斯作为新能源车两种混动形式的代表,相继进入汽车市场时,人们对于发动机与电动机混合驱动的概念真正转化为大批量生产的产品而震撼,同时也对其显著的节油性能感到吃惊.然而正如很多新事物所必须面对的一样,总会有人提出看似正确的质疑.

关于混动车所使用的镍氢电池组寿命应该算是众多质疑中较难分析的,尽管有很多实验室测试报告为电池组寿命出具权威数据,但是只有由大量用户真实使用,用时间来证明才最有说服力.与此同时关于混动车电池组的疑问也有很多,如是否三年需要换电池,是否换一次电池需要8万元等等.

混动车上的镍氢电池组寿命究竟如何?十年过去是否换过三次电池呢?美国《消费者报告》跟踪超过3.6万辆普锐斯车主的调查反馈得出的结论是：非常可靠,而且使用成本非常低.2011年2月期的《消费者报告》在等待十年后,用一场前后横跨十年的对比测试更为具体的回答了这一问题.

一辆使用10年行驶33万公里的第一代普锐斯和十年前《消费者报告》测试的仅行驶3200公里的第一代普锐斯新车进行相同标准测试的对比.其中油耗测试采用《消费者报告》自身制定的测试循环,性能测试环节则全面测试了各种情况下的加速性能,测试结果如下表.

表1

适本校开展的活动.

四、镍氢电池长寿命的秘密：浅放电,多循环

虽然第一代新能源汽车在使用十年后依然非常可靠,但生活中的现实经验让我们不得不产生疑问.因为在日常中,生活中对于短命的电池我们见过太多了：手机电池用上一两年就变砖很正常,原来能用上4个小时的笔记本电池,用上一两年后能撑2个小时就算不错了.抛开这些电子产品使用的电池质量等级普遍较低的客观因素不说,回想一下使用环节中是不是常常会将电量用到低至自动关机才罢休,亦或者极低电量时才会去充电,而这恰恰是充电电池折寿的大忌.

如果每次充满电然后将其电量完全用尽,这种情况下你可能只能这样使用700次,电池就报废了（这也是电池厂商标称的完全循环充放电次数）.

1、如果只使用60%电量就重新充电,镍氢电池的循环次数将上升至10000次.

2、如果只使用50%电量就重新充电,镍氢电池的循环次数将上升至20000次,这就是镍氢充电电池浅放电,多循环,长寿命的秘密.

五、镍氢电池组的充放电策略保证长寿命

正如前面所说,镍氢电池的长寿秘密在于浅放电,多循环,而折寿大忌是深度放电.因此在混动车镍氢电池组的电池管理系统也是秉承这一原则制定的充放电策略,更不会允许电池深度放电.以普锐斯为例,日常市区行驶时,充放电范围只使用容量不到10%的电量,从而实现真正意义上的浅放电,同时电池可以随时通过发电机发电或者能量回收进行充电,踩脚刹车都能充点电

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难道新能源汽车只使用不到10%的电量?其实在仪表盘上看到的SOC电量指示并不是真实的电量百分比.首先需要指出的是,普锐斯的镍氢电池组总容量为1.3kWh,但是实际可用的电量范围为40%-80%这40%的区间,即520wh的电量.换句话说,60%的电量是不会动用的,这不仅是不会深度放电的保证,同时也是消除电池容量缩减影响的关键所在.因此仪表盘上看到的由八格电量显示的电量表实际代表的是从40%-80%这40%区间的电量.其次,这八格电量显示对应的40%电量也不是一一对应的,每一格都有属于自己的电量范围,并且各格的范围都有所重叠,这样设置的目的其实就是为了更好的体现出“浅放电,多循环”的特点.

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六、小结

在了解混动车镍氢电池组的充放电策略和电量显示后,对于电池在混动车上用途的理解应该会更为清晰：混动车上的电池组相当于是用来削峰填谷的小蓄水池,充放频繁,因此容量可以不需要很大,但是要可靠耐用.

参考文献：

[1]徐礼财.丰田普锐斯油电新能源系统概述[J].汽车与配件,2006（25）

[2]玉良.丰田电动汽车配备镍氢电池[J].稀土信息,1996（07）

作者简介：

童亮（1985-）,男,湖北黄石人,助讲,学士,主要从事汽车、工程方面的教学和研究工作.

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