近10年來,電動自行車用閥控鉛蓄電池的綜合性能有很大提高。以6-DZM-10電池為例。1997年,該型電池存在容量不足,2h率(5A)放電容量達不到10Ah;比能量低,2h率的比能量不到30Wh/kg;壽命短,100%放電深度的循環(huán)壽命只有50~60次(容量降到8Ah前;以下同),使用壽命只有3~5個月等問題。

到2003年,2h率(5A)放電容量達到11~13Ah;2h率比能量達到33~36Wh/kg;100%放電深度的循環(huán)壽命達到250~300次,使用壽命可達到12個月以上。電動自行車用閥控鉛酸蓄電池存在的問題基本得到解決。

該類型電池的深循環(huán)壽命性能又有新的、突破性進展。主要表現(xiàn)為:2h率(5A)放電初始容量達到14Ah;2h率比能量達到38Wh/kg;100%放電深度的循環(huán)壽命超過400次,放出總容量為4500Ah,相應累計行駛里程約18000km(以4km/Ah計,以下同)。最高的深循環(huán)壽命超過600次,放出總容量為6151Ah,相應累計行駛里程約24600km。如果以容量低于7Ah為壽命終止標志,深循環(huán)壽命為943次循環(huán),放出總容量為8710Ah,相應累計行駛里程約34800km。如果按深循環(huán)壽命250次或放出的總容量為2250Ah、相應累計行駛里程為9000km的電池組可保證使用1年

重視與充電器的匹配

在多年的使用實踐中,電動自行車的整車廠家和蓄電池廠家都逐漸認識了蓄電池與電驅動系統(tǒng)相關設備之間匹配的重要性,特別是與充電器的匹配。制造質量是蓄電池質量的前提,但只有在與其相匹配的充電器一起使用才能發(fā)揮高質量蓄電池應有的優(yōu)越性能,否則高質量蓄電池不能完全發(fā)揮其潛在的優(yōu)越性能。

不同廠家的蓄電池由于在配方、結構、酸濃度等方面的差別,其合適的充電參數(shù)是不同的。例如,我們在研究中發(fā)現(xiàn),不同廠家的蓄電池在恒壓階段的充電參數(shù)可相差1.5~2.0V(對36V的電池組)。合適的充電參數(shù)基本要求是:確保電池可充滿,不會因欠充電造成電池容量不正常的衰減;又要確保電池在全壽命期間不會因過充電而造成電池嚴重失水和產(chǎn)生熱失控。 

純電動車用鉛蓄電池

早期純電動車用的開口式鉛蓄電池采用了“八·五”規(guī)劃期間的研究成果,已取得了可用19個月(12萬公里)的成功經(jīng)驗,關鍵是積累了控制好充電方式、放電深度、及時補水等一套系統(tǒng)匹配的工作經(jīng)驗和精心維護的經(jīng)驗。近年來四輪微型電動車(包括游覽車、巡邏車、高爾夫球車、短距離道路車等)發(fā)展很快,車上采用的大多是開口式鉛蓄電池。相應型號的電池受到蓄電池制造廠家的青睞。

電動車采用的是閥控式密封鉛蓄電池新產(chǎn)品,其性能為:3h率容量55Ah;3h率下比能量為33Wh/kg和84Wh/L;75%放電深度的循環(huán)壽命達到400次以上。相信電動自行車用的閥控鉛蓄電池成功的經(jīng)驗可推廣到純電動車用閥控鉛蓄電池,性能將會有進一步的提高。 

混合電動車用鉛蓄電池

現(xiàn)在混合電動車基本分為3類:輕度混合型(即電動系統(tǒng)主要用于起動和回收制動能量,即將在所有汽車上推廣的42V電系統(tǒng)屬于此型)、中度混合型(即電動系統(tǒng)用于起動、回收制動能量和中、短距離的行駛)、重度混合型(即電動系統(tǒng)用于起動、回收制動能量和較長距離的行駛,也稱為“Plug-in”)。

在國內外文獻中已明確:在輕度混合的電動汽車中,閥控鉛蓄電池是有優(yōu)勢的,主要因其成本低,技術成熟,性能可靠;中度混合的電動汽車用的閥控鉛蓄電池,ALABC(先進鉛酸蓄電池聯(lián)合體)正在組織研制,準備與MH-Ni蓄電池爭奪中度混合電動汽車的市場,現(xiàn)已推出并進行了車上試驗的卷繞式雙極耳電池和TMF(金屬薄膜)電池;在重度混合的電動汽車領域,鉛蓄電池的比能量低,無法滿足電動系統(tǒng)較長距離的行駛要求。 

膠體蓄電池

是對液態(tài)電解質的普通鉛酸蓄電池的改進。它采用凝膠狀電解質，內部無游離的液體存在, 在同等體積下電解質容量大，熱容量大，熱消散能力強，能避免一般蓄電池易產(chǎn)生的熱失控現(xiàn)象；電解質濃度低，對極板腐蝕弱；濃度均勻，不存在酸分層的現(xiàn)象。

鎳氫蓄電池

（Ni-MH）

鎳氫蓄電池是九十年代涌現(xiàn)出的電池家族中新秀，發(fā)展迅猛。Ni-MH電池的電極反應為：

正極：Ni(OH)2+OH-= NiOOH+H2O+e-

負極：M+H2O+e=MHab+OH-Ni(OH)2+M=NiOOH+MHab

它和鎳鎘蓄電池同屬堿性蓄電池，只是以吸藏氫氣的合金材料（mh）取代鎳鎘蓄電池中的負極材料鎘cd、電動勢仍為1.32v。它具備鎳鎘蓄電池的所有優(yōu)異特性，而且能量密度還高于鎳鎘蓄電池。主要優(yōu)點是：比能量高（一次充電可行使的距離長）；比功率高，在大電流工作時也能平穩(wěn)放電（加速爬坡能力好）；低溫放電性能好；循環(huán)壽命長；安全可靠，免維護；無記憶效應；對環(huán)境不存在任何污染問題，可再生利用，符合持續(xù)發(fā)展的理念。但是，Ni-MH蓄電池成本太高，價格昂貴。

鋰離子電池

鋰離子電池是1990年由日本索尼公司首先推向市場的新型高能蓄電池。其優(yōu)點是比能量高，是當前比能量最高的蓄電池。已經(jīng)在便攜式信息產(chǎn)品中獲得推廣應用。

鋰離子電池被普遍認為具有如下的優(yōu)點：比能量大；比功率高；自放電??； 無記憶效應；循環(huán)特性好；可快速放電，且效率高；工作溫度范圍寬；無環(huán)境污染等，因此有望進入21世紀最好的動力電源行列。預計在2006～2012 年期間，當鋰離子電池進一步發(fā)展時，MH/Ni蓄電池的市場份額將縮小。鋰離子市場份額將會擴大。已經(jīng)有采用鋰離子蓄電池的電動自行車產(chǎn)品出售。

在安全性好、循環(huán)性能好、比容量高的新型價廉正極材料發(fā)展的推動下,電動自行車用的鋰離子蓄電池已接近實用。有幾家已可提供較成熟的、裝有電池管理系統(tǒng)(BMS)的電動自行車用鋰離子蓄電池。也有專門生產(chǎn)用鋰離子蓄電池的電動自行車廠家。筆者認為電動自行車用的鋰離子蓄電池將是首先商業(yè)化、大批量在車上使用的動力型電池;它將是繼鉛蓄電池之后所占比例較大的實用化電池,也將成為用于高端電動自行車產(chǎn)品的電池。關于大型鋰離子蓄電池在純電動轎車和電動巴士,以及在混合電動車上試用,展覽示范的已有不少報道。根據(jù)現(xiàn)在的鋰離子蓄電池發(fā)展水平和經(jīng)驗,認為電動自行車用48V10Ah以下電池組的安全性是有保障的,但大型鋰離子蓄電池要在商業(yè)化電動車輛上使用還要做許多艱苦的工作,其原因主要是:純電動轎車和電動巴士,以及混合電動車上使用的電池數(shù)量多、系統(tǒng)復雜,安全性難度更大,對可靠性和一致性的要求更高,價格太高等。曾經(jīng)報道過深圳比亞迪要在2005年提供200輛以鋰離子蓄電池為動力源的電動轎車組成出租車隊之事,現(xiàn)在已推遲到2007年了。