SEHEY蓄电池SH12-38 SH产品系列说明

电动汽车为绿色革命提供了一个巨大的发展机遇，原因有很多。电动汽车采用电网电力取代了燃气动力。电网电力的生成效率很高，可以从几乎所有的能源来获得。此外，电动汽车的能源使用效率也高于燃油汽车。大多数汽车在运行时将经历一个“加速、减速和空转”的连续周期。相比之下，易变的负载(比如加速或减速)更有利于电动马达(而非燃油引擎)，因为它在低速条件下提供了高转矩。燃油引擎的工作效率只在一个很窄的速度/负载范围内达到最高，而且为满足峰值加速的需要，它必须是超大型的。用于把汽油能量转换为动能的引擎效率通常为 20%，而电动马达将电能转换为动能的过程中可以实现 90% 的典型效率。此外，电动马达还无须在停靠时因为空转而无谓地消耗能量，而且电动系统还具备通过再生制动来恢复机械能的潜力。通过电动汽车的典型能耗成本仅为0.013美元/英里这一事实，便能看出能量效率的整体改善情况。

遗憾的是，在现今的市场上，纯电动汽车还不是一种可行的解决方案，因为其行驶距离受限于车上所能储存的能量。如今常见的电池组在充电8小时之后能够让一辆电动汽车行驶100英里。而一个普通的汽车油箱则能为一辆标准汽车提供300英里的行驶距离，且只需几分钟的时间就能完成加油。如果想得到美国消费者的广泛接受，那么电动汽车必须延长行驶距离和/或缩短再充电时间。应运而生的解决方案是“油电混合动力车”，它把燃油引擎和电动传动系统组合起来，以提供足够的行驶距离，同时仍然拥有绿色能源的大多数好处。油电混合动力车采用车载燃气引擎(用于电池充电)，并在需要时在最有效的速度/转矩范围内操作该引擎。

毫无疑问，电动汽车的成功将有助于其它应用的高性能电池系统找到属于自己的生存空间，从而推进其价格的下降和性能的提升。对于局部发电(包括小型光伏或风力发电系统)，电池可以起到至关重要的平衡作用，且当可以使用电网电力时，它还能充当一个后备电源系统。目前的电池系统相当昂贵而且庞大，且存在可靠性和安全方面的问题。下一代电池系统将提供较高的能量密度，旨在实现外形较小、价格较低、可靠性和安全性更高的解决方案。

高电压电池组的设计挑战

对于大功率电池应用而言，锂离电池可作为首选的化学电池，主要因为它的能量密度高。当今的电动汽车和油电混合动力车采用的是NiMH电池，如果采用锂离子电池将使其能量储存密度提高400%。然而，为了使锂离子电池在多达数千次的充放电循环过程中保持可靠，电池系统必须解决诸多技术难题。

锂离子电池的性能取决于电池温度和使用期限、电池充电和放电速率以及充电状态(SOC)。这些因素并不是独立的。例如：锂离子电池在放电时将产生热量，从而增加放电电流。这有可能形成热失控状态，并导致灾难性故障的发生。此外，把锂离子电池充电至100% SOC或放电至0% SOC将迅速降低其容量。因此，必须将锂离子电池的操作限制在某个SOC范围内，比如20%至80%，此时的可用容量仅为规定容量的60%。不仅如此，锂离子电池还具有平坦的放电曲线(图1)，其中1%的SOC变化可能仅表现为数毫伏的电压差异。为充分利用电池的可用电压范围，电池系统必须非常准确地监视电池电压(它直接对应于SOC)。