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短期內鉛酸電池-非凡（FIAMM)蓄電池仍將是主流儲能系統
日前，來(lái)自汽車(chē)行業(yè)內的某技術(shù)研究協(xié)會(huì )對未來(lái)汽車(chē)電池儲能技術(shù)進(jìn)行了一項新研究，該研究發(fā)現，如果未來(lái)能夠找到合適的替代電池儲能技術(shù)來(lái)取代現有電池儲能技術(shù)，則可以大幅提升汽車(chē)的整體性能并降低制造成本，這樣一來(lái)不僅可以大幅提升汽車(chē)的燃油效率而且還可以大幅降低汽車(chē)的二氧化碳排放。
關(guān)鍵字：電動(dòng)汽車(chē) 鉛酸電池
日前，來(lái)自汽車(chē)行業(yè)內的某技術(shù)研究協(xié)會(huì )對未來(lái)汽車(chē)電池儲能技術(shù)進(jìn)行了一項新研究，該研究發(fā)現，如果未來(lái)能夠找到合適的替代電池儲能技術(shù)來(lái)取代現有電池儲能技術(shù)，則可以大幅提升汽車(chē)的整體性能并降低制造成本，這樣一來(lái)不僅可以大幅提升汽車(chē)的燃油效率而且還可以大幅降低汽車(chē)的二氧化碳排放。以上技術(shù)研究協(xié)會(huì )由歐洲汽車(chē)制造協(xié)會(huì )（AssociationdesConstructeursEuropeens，ACEA）、日本汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì )（JapanAutomobileManufacturersAssociation，JAMA）、韓國汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì )（KoreaAutomobileManufacturersAssociation，KAMA）、歐洲汽車(chē)及工業(yè)電池制造商協(xié)會(huì )（AssociationofEuropeanAutomotiveandIndustrialBatteryManufacturers，EUROBAT）以及國際鉛協(xié)會(huì )（InternationalLeadAssociation，ILA）聯(lián)合組成。
該項研究報告針對不同汽車(chē)類(lèi)型采用的不同電池種類(lèi)進(jìn)行了詳細的綜合分析，通過(guò)分析得到的最終結論就是，在可預見(jiàn)的未來(lái)鉛電池仍然將是應用最廣泛的汽車(chē)儲能電池。
根據以上研究報告的結果，鉛電池具有制造成本低并可以在低溫下發(fā)動(dòng)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機等特點(diǎn)，因此，其常被用在常規汽車(chē)和微混合動(dòng)力汽車(chē)中。另外，在其他類(lèi)型汽車(chē)中鉛電池還常被用作輔助性電氣系統的電源。
考慮到電池的整體能量?jì)Υ婺芰瓦M(jìn)一步提升汽車(chē)燃油效率的潛能，汽車(chē)市場(chǎng)將不斷研發(fā)推出容量更大的電池儲能系統。而且，隨著(zhù)汽車(chē)市場(chǎng)中混合動(dòng)力汽車(chē)混合程度的不斷加大以及汽車(chē)電氣化的不斷發(fā)展，基于鋰、鎳、鈉的更大容量的電池將會(huì )繼續增長(cháng)。
根據以上研究報告結果，對于目前所有的汽車(chē)類(lèi)型而言，通過(guò)管理法規來(lái)逐漸淘汰現有的電池技術(shù)將不利于提升汽車(chē)整體性能和降低汽車(chē)制造成本。
以上研究協(xié)會(huì )通過(guò)對三種不同的儲能電池進(jìn)行研究比較得出了以上結論。其中，以上三種不同的儲能電池分別應用于常規汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)以及電動(dòng)汽車(chē)等三種不同類(lèi)型的汽車(chē)上。另外，以上研究還分析了不同類(lèi)型的汽車(chē)各自適合的對應電池儲能技術(shù)。
歐洲汽車(chē)及工業(yè)電池制造商協(xié)會(huì )的主席Johann-FriedrichDempwolff表示：“目前所有的電池技術(shù)均具有非常明確具體的性能特征。其中那就是提升汽車(chē)整體性能并降低汽車(chē)二氧化碳排放。而且電池技術(shù)在交通運輸中降低二氧化碳排放所起到的作用是無(wú)可替代的。在上面的研究中著(zhù)重地指出了維持鉛基電池在歐盟小型汽車(chē)報廢管理條例規定年限內的免稅權的必要性。歐盟的立法和監管條例應該保證不同電池技術(shù)之間可以公平競爭并應堅持技術(shù)中立原則�！�
該報告還明確指出，研究開(kāi)發(fā)新的不同電池技術(shù)將需要消耗非常多的研發(fā)時(shí)間，并且具體實(shí)施費用也將非常昂貴。因此為了實(shí)現不同類(lèi)型汽車(chē)的提高汽車(chē)燃油效率的最優(yōu)化方法，汽車(chē)制造商們應該學(xué)會(huì )從技術(shù)和經(jīng)濟兩個(gè)方面靈活地選擇最佳的電池技術(shù)。
該研究報告主要針對以下三種汽車(chē)類(lèi)型進(jìn)行了電池技術(shù)研究分析。
1，常規動(dòng)力汽車(chē)。常規動(dòng)力汽車(chē)通常會(huì )配備一個(gè)12伏的鉛電池電氣系統，汽車(chē)的一鍵啟停技術(shù)以及微混合動(dòng)力的電力來(lái)源均來(lái)自于該12伏鉛電池電氣系統。另外，該12伏鉛電池電氣系統還可以驅動(dòng)發(fā)動(dòng)常規汽車(chē)發(fā)動(dòng)機，并為整個(gè)電氣系統提供直接的能量來(lái)源。以上12伏鉛電池電氣系統還保證了常規汽車(chē)中眾多電力技術(shù)的功能性，其中包括汽車(chē)一鍵啟停技術(shù)、初級的汽車(chē)制動(dòng)能量回收技術(shù)以及汽車(chē)被動(dòng)渦輪增壓技術(shù)。
由于12伏鉛電池電氣系統具有非常好的發(fā)動(dòng)機冷啟動(dòng)能力，并且還具有非常優(yōu)秀的耐用性和非常低的制造成本。因此，12伏鉛電池電氣系統仍然是目前大眾汽車(chē)市場(chǎng)上唯一能夠滿(mǎn)足不同汽車(chē)類(lèi)型不同技術(shù)要求的電池儲能技術(shù)。即便是在可預見(jiàn)的未來(lái)12伏鉛電池電氣系統仍然將是應用最廣泛的汽車(chē)儲能電池。
某些配備有一鍵啟停功能的常規汽車(chē)和微混合動(dòng)力汽車(chē)中通常會(huì )配備先進(jìn)的鉛基電池（如玻璃纖維隔板AGM電池和EFB電池，其中啟停電池主要分為EFB電池和AGM電池兩種）。由于以上兩種啟停電池都具有增強的充電可恢復性和更高的深度工作循環(huán)阻抗，因此其常被用作啟停電池。在汽車(chē)電池應用中，以上兩種電池是目前大眾汽車(chē)市場(chǎng)上唯一可行的兩種電池技術(shù)。
在可預見(jiàn)的未來(lái)，歐洲汽車(chē)市場(chǎng)還將以以上常規汽車(chē)為主。
2，混合動(dòng)力汽車(chē)�；旌蟿�(dòng)力汽車(chē)包括先進(jìn)的微混合動(dòng)力汽車(chē)、輕度混合動(dòng)力汽車(chē)以及全混合動(dòng)力汽車(chē)，其中以上三種混合動(dòng)力汽車(chē)對電池的依賴(lài)程度依次增加�；旌蟿�(dòng)力汽車(chē)可以收集車(chē)輛剎車(chē)時(shí)的能量，并在車(chē)輛加速時(shí)將能量重新輸送給車(chē)輛。全混合動(dòng)力汽車(chē)采用的電池一般都支持純電動(dòng)模式駕駛，并且其電動(dòng)駕駛模式的續航里程都可以達到一定范圍。
目前汽車(chē)市場(chǎng)上有多種電池技術(shù)可以滿(mǎn)足以上功能要求，其中包括鎳氫電池、鋰離子電池。其中，以上兩種電池具有相對更快的充電能力，因此其工作電壓相對可以達到更高。另外，以上兩種電池還具有非常優(yōu)秀的放電性能和耐用性。在高壓情況下，鉛電池由于其自身較為中規中矩的充放電能力和電池總容量，其電池工作性能會(huì )受到非常大的限制。
雖然鎳氫電池已經(jīng)是目前全混合動(dòng)力汽車(chē)最為主導的電池儲能技術(shù)，但是隨著(zhù)鋰離子電池技術(shù)的不斷發(fā)展，其成本的不斷降低，相信鋰離子電池將逐漸提升其市場(chǎng)競爭力。
此外，以上混合動(dòng)力汽車(chē)同樣需要配備一套額外的12伏電池電氣系統。其中，12伏電池電氣系統此時(shí)的主要作用是為汽車(chē)的舒適性功能以及安全性功能提供電力支持�？傊�，汽車(chē)上電氣系統的供電均是由12伏電池電氣系統供給的。
目前，歐洲電池制造商正致力于以下幾點(diǎn)技術(shù)的改進(jìn)：研發(fā)碳納米級添加劑以提升活性材料的導電性能；通過(guò)添加摻雜材料來(lái)增加接觸面積以提高電池的充電能力并避免析氫現象的發(fā)生；研發(fā)低成本催化劑實(shí)現對車(chē)輛剎車(chē)制動(dòng)回收能量時(shí)產(chǎn)生的氫氧的重組以及電池輕量化的解決方案。
由于鉛碳電池具有非常好的充電能力以及在一鍵啟停技術(shù)和微混合動(dòng)力汽車(chē)中的部分充電能力，預計鉛碳電池在不久的未來(lái)就可以實(shí)現商業(yè)化生產(chǎn)。在未來(lái)的十年中，采用鉛基電池和其他電池技術(shù)的雙電池系統汽車(chē)將實(shí)現商業(yè)化加速發(fā)展。
雙電池系統由于其電壓的多樣性而無(wú)需針對車(chē)載電子器件的不同工作電壓進(jìn)行電壓變換，因此其系統兼容性更強。目前，48伏/12伏車(chē)載雙電池系統正在逐漸地被研發(fā)應用到微混合動(dòng)力汽車(chē)和輕度混合動(dòng)力汽車(chē)中，其應用的目的是為了進(jìn)一步的提高車(chē)輛的燃油效率。以上48伏/12伏車(chē)載雙電池系統是由一套常規的12伏電池電力系統和一套48伏電池電力系統組成。其中，12伏的電池電力系統采用的是鉛基電池供電，48伏電池電力系統采用的是鋰離子電池或鉛基電池。目前，汽車(chē)采用的電力系統的最高電壓是由汽車(chē)制造廠(chǎng)商自行決定的，但是其法定的電壓值不得超過(guò)60伏。
鎳氫電池。雖然目前鎳氫電池主要應用于混合動(dòng)力汽車(chē)和純電動(dòng)汽車(chē)中，但是鎳氫電池同樣具有非常大的市場(chǎng)潛能。但是，鎳氫電池市場(chǎng)潛能的大小受到了其自身性能提升幅度以及鋰離子電池可以實(shí)現的成本節約空間的限制。
鋰離子電池。目前，針對鋰離子電池的研究將主要集中在改善鋰離子電池性能、降低成本、提高系統兼容性、簡(jiǎn)化量產(chǎn)工藝、提高電池使用安全以及提升高壓鋰離子電池的可循環(huán)利用性等。其中，混合動(dòng)力汽車(chē)和純電動(dòng)汽車(chē)主要采用的是高壓鋰離子電池。
其中，要想實(shí)現鋰離子電池性能的大幅提升以及成本的大幅降低，就必須加強對鋰離子電池材料以及組成部件（鋰離子電池的關(guān)鍵組成部件主要包括陽(yáng)極、陰極、隔膜以及電解液等）的研究。低成本鋰離子電池預計將于2025年研發(fā)成功，屆時(shí)鋰離子電池的材料性能也將大幅提升，同時(shí)大型鋰離子電池的組成單元也將逐步減小。
以上改進(jìn)將使得鋰離子電池在與其他電池技術(shù)的競爭中保持并提升自身的競爭力。預計到2025年時(shí)，鋰離子電池將可以應用到先進(jìn)微混合動(dòng)力汽車(chē)和輕度混合動(dòng)力汽車(chē)的48伏/12伏車(chē)載雙電池系統中以進(jìn)一步提升車(chē)輛的燃油效率。其中，12伏的電池電力系統采用的是鉛基電池供電，而48伏電池電力系統將可以采用鋰離子電池。
鈉鎳氯化物電池。以上研究報告還表示，鈉鎳氯化物電池將在重型插電式混合動(dòng)力汽車(chē)和純電動(dòng)汽車(chē)中逐步得到應用。各個(gè)電池制造商將繼續研發(fā)以提升鈉鎳氯化物電池的整體性能、降低制造成本、增強系統兼容性、簡(jiǎn)化量產(chǎn)工藝以及提高電池使用安全性等。到2025年時(shí)，鈉鎳氯化物電池的能量密度、循環(huán)壽命以及可靠性都將有望得到改善，屆時(shí)鈉鎳氯化物電池的整體成本也將大幅降低。
以上研究報告是由歐洲汽車(chē)及工業(yè)電池制造商協(xié)會(huì )的全體電池制造商起草完成的。其中，歐洲汽車(chē)及工業(yè)電池制造商協(xié)會(huì )的電池制造商包括江森自控EMEA公司、EXIDE技術(shù)公司、FIAMM公司、SAFT公司、MollBatterien公司、BannerBatterien公司、陶氏柯卡姆公司（DowKokam）、S.C.Rombat公司以及InciAku公司等。之后，該研究報告又被國際鉛協(xié)會(huì )、歐洲汽車(chē)制造協(xié)會(huì )、日本汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì )以及韓國汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì )的組成會(huì )員審查批準通過(guò)。
