我國電動汽車的發展現狀和開發動向（2）

３．１　電源技術

　　作為ＥＶ的電源系統，除蓄電池以外，現在研究開發的還有燃料電池、飛輪、電
容器等。以下簡介各種蓄能技術的現狀。
　　
（１）　ＥＶ用蓄電池：
　　作為ＥＶ用蓄電池必需滿足：１．貯能密度高（一次充電行駛距離長）；２．能
量輸出密度高（加速性能、爬坡性能好）；３．壽命長；４．維修、保養費低；５．
安全性高（包括對環境的安全性）；６．價格低，有再利用性等技術要求。
　　
現在實際使用中的主要蓄電池的貯能密度和能量輸出密度等特性示于圖４［２］
。汽油的發熱量是８３２０ｋｃａｌ／ｌ，若把它換算成能量密度大約是１３０７３
Ｗｈ／ｋｇ（汽油的密度為０．７４ｇ／ｃｍ３），以常規汽車的效率為１２％來計
算，它的能量密度是１５６９Ｗｈ／ｋｇ，與最佳的鋰（Ｌｉ）電池比較、汽油的貯
能密度大兩個數量級。
　　
現在，世界很多國家政府在高性能電池開發上進行了大量的投資。美國政府能源
部和若干電力公司于１９９２年成立了ＵＳＡＢＣ公司聯合進行新型電池的開發，目
標是２０００年前研究開發出實用化的Ｎｉ－ＭＨ電池，在２０００～２０１０年研
究開發出實用性Ｌｉ系電池，Ｌｉ－ＦｅＳ２電池等。歐州以ＳＡＦＴ為中心也在研
究開發Ｎｉ－ＭＨ電池和Ｌｉ－ｉｏｎ電池，同時對Ｎｉ－Ｃｄ電池也在進行研究開
發。日本以ＬＩＢＥＳ公司為中心，從１９９２年開始以１０年計劃開發適合ＥＶ實
用的大容量Ｌｉ系電池。除各國政府外，汽車制造業和電池制造業也聯合成立了電池
開發及生產企業進行積極的共同開發。如由ＧＭ和Ｏｖｏｎｉｃ聯合成立的ＧＭ－Ｏ
ｖｏｎｉｃ公司（開發Ｎｉ－ＭＨ電池），由豐田和松下聯合成立的Ｐａｎａｓｏｎ
ｉｃＥＶＥｎｅｒｇｙ公司（開發Ｎｉ－ＭＨ電池），日產和ＳＯＮＹ在共同開發Ｌ
ｉ－ｉｏｎ電池，Ｂｅｎｚ和ＢａｌｌａｒｄＰｏｗ－ｅｒＳｙｓｔｅｍ在共同開發
燃料電池等。
　　
（２）　燃料電池（ＦｕｅｌＣｅｌｌ：
　　ＦＣ）：ＦＣ是以燃料的電化學反應發電，只要不斷提供燃料就可以不斷發電，
它具有發電效率高，低噪音及低公害等特點，作為將來的汽車電源可解決蓄電池的一
次充電行駛距離短等問題。近年，Ｂａｌｌａｒｄ、Ｂｅｎｚ、豐田等汽車公司正在
對其加強研究開發并有所進展。各大汽車公司相繼公布了將在２００３至２００５年
燃料電池電動汽車將投入市場。但是，現有水平的燃料電池單位體積的能量密度較低
，體積較大，今后要求其小型化、造價低、負荷變動性強、改善出力密度等。

（３）　太陽能電池：
　　太陽能電池汽車無公害，而且利用取之不盡的太陽能資源，是最理想的ＥＶ用電
源。但太陽能電池的性能低，實用受天氣的限制，對要求在各種環境下實用汽車來說，
作為主電源利用的可能性不大。
　　
（４）　超電容器：
　　超電容器雖不是電池，但因可輔助提高蓄電池或燃料電池在快速起動時的輸出密
度，而且在汽車制動回收再生電流時可對短時間大電流急速充電起緩和作用，所以也
受到注目。超電容器的問題也是能量密度低（比鉛酸蓄電池小一個數量級）。最近日
本和美國都在研究開發高能量密度的超電容器。
　　
（５）　飛輪（ＦＷ）：
　　飛輪的輸出密度大，所以，它適合于加減速時的能量貯放，但其存在機械磨損、
單位重量密度低等問題。上述各種能量貯藏形態的密度示于圖５［４］，各種能量貯
藏形態的貯能密度大小順序是：汽油＞甲醇＞Ｈ２燃料電池＞Ｚｉｎｃ－Ａｉｒ電池
＞Ｌｉ系電池＞Ｐｂ系電池＞飛輪＞電容器。從能量輸出密度來看，飛輪和電容器的
能量輸出密度是Ｐｂ系電池的１０倍以上。現在開發中的ＥＶ與常規汽車相比有一次
充電行駛距離短，加速和爬坂性能差，充電時間長，需要大量的電池而使車輛性能和
居住性惡化等問題，這些問題的解決都取決于電池技術的發展，不改善電池性能，就
不能改變ＥＶ的現狀。可以說ＥＶ的發展是電池技術的發展。為了彌補蓄電池的性能
不足，發動機和蓄電池混合使用的混合型ＥＶ（ＨｙｂｒｉｄＥＶ：ＨＥＶ）的開發
也受到重視，如豐田公司開發的混合型ＨＥＶ－Ｐｌｕｓ（Ｎｉ－ＭＨ電池）。油耗
僅有常規汽車的近三分之一，已達到２８公里／升。