新能源汽车的核心.pdfVIP

新能源汽车的核心

作者：

来源：《科学家》2019年第02期

燃料电池

燃料电池中的“燃料”，不同于生活中通过燃烧产生能量的煤、油、气等传统燃料。它是通

过特殊的装置，使氢和氧发生反应，产生电能。其中，氢和氧就是产生电能的“燃料”。

实际上，燃料电池并不能“储电”，它更像是一个可大可小的“发电站”。只要源源不断地为

燃料电池输入燃料——氢（或其他燃料）和氧，氢和氧反应形成水的过程中，会伴随着带电粒

子的移动，从而就能持续地输出电能。水中有大量的氢，空气中有大量的氧，这两种“燃料”可

以说是取之不尽、用之不竭。因此，燃料电池的燃料是可持续再生的，其发电后所产生的水还

可以不断地循环利用，从中再提取氢燃料。

燃料电池除了方便家庭等小型用电户单独使用，还具有许多优点。例如，它直接将化学能

转化为电能，能量转换效率要比火力发电、核能发电高得多，可达到45%～60%；燃料电池没

有任何机械振动和噪声，也不会排放有害气体；相比其他供电方式，燃料电池在短短数秒钟内

就能达到最大的额定功率，“即输即用”的本领可让人们免除苦苦等待电池充电的烦恼。

铅酸电池

铅酸电池作为比较成熟的技术，因其成本较低，而且能够高倍率放电，现在依然是唯一可

供大批量生产的电动车用电池。北京奥运会时，就有20辆使用铅酸电池的电动汽车，为奥运

会提供了交通服务。

铅酸电池的优点是实现工业化生产的时间最长、技术最成熟的电池，性能稳定、可靠，适

用性好；铅酸蓄电池组成简单，再生技术成熟，回收价值高，是最容易实现回收和再生利用的

电池。全球再生铅产量已经超过原生铅产量，美国废铅酸蓄电池铅的再利用率已超过98.5%，

我国废铅酸蓄电池的再利用率也达到90%以上。

铅酸电池的缺点是比能量、比功率和能量密度都很低，以此为动力源的电动车，其车速及

续航里程都不太理想。

磷酸铁锂电池

磷酸铁锂电池是一种锂电池，其比能量不到钴酸锂电池的一半，但是其安全性较高，循环

次数能够达到2000次，放电稳定，价格便宜，已成为车用动力的一种新选择。

它的主要优点是安全性能高、使用寿命长、高温性能好、大容量、无记忆效应、重量轻、

环保。它还可以随充随用，不需要放完电在充电。最大的优势是它不含有任何重金属，完全无

毒。

它的缺点是能量密度较低，材料的制备成本与电池的制造成本较高，电池成品率低，一致

性差。不过它的好处显然大于它的缺点。

镍氢电池

镍氢电池是正极活性物质主要由镍制成，负极活性物质主要由贮氢合金制成的一种碱性蓄

电池。

它的主要的优点是可以适应大电流放电，对于需要较大功率输出要求的场合比较适用。它

的能量密度较大，增加了续航的里程。镍氢电池放出的电比较平稳，发热量较小。

它主要的缺点是具有“记忆效应”，即电池在循环充放电过程中容量会出现衰减，而过度充

电或放电，都可能加剧电池的容量损耗。

这种电池的性能虽然比铅酸电池要好一些，但其含有重金属，使用遗弃后会对环境会造成

严重污染。镍氢动力电池的研究运用刚刚进入成熟期，是目前混合动力汽车所用电池体系中唯

一被实际验证并被商业化、规模化的一种电池体系。

锂电池

锂电池全称锂离子动力电池。目前，世界范围内的新能源汽车主要采用的动力电池为锂电

池，其性能的好坏决定着新能源汽车的发展方向。

它的主要优点是能量比较高、使用寿命长、额定电压高、具备高功率承受力、自放电率很

低、重量轻、高低温适应性强、绿色环保的特点。它的最大使用的寿命在6年以上，它在使用

中不产生任何的有害物质，并且不需要消耗水。

它的缺点是安全性差、不能大电流放电、价格昂贵、生产要求条件高、成本高、使用条件

有限制、高低温使用危险大。例如采用锂电池的特斯拉也曾因为锂电池而着过火。

新中国汽车工业发展已经60多年了，从无到有，从小到大。随着我国综合国力的提升，

我国的科学技术已在某些领域处于世界领先地位，但传统汽车在一些核心技术方面，依然和国

外一些发达国家存在着差距。度过了野蛮生长期的中国汽车工业，在中国经济新常态的浪潮裹

挟下，也开始了它的2.0征程。对于大而不退的中国汽车工业来说，这注定是一个重构、重

组、重塑的过程。在这个关键的风口，汽车新技术的延生将给予我国汽车工业一个难得的发展

机遇。有人提出，在这一轮汽车工业革命下，中国很有条件实现“弯道超车”。

在这一个重大的机遇面前，我们依然需要正视中国与世界汽车强国在新技术领域的差距，

知己知彼