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目前,动力镍氢电池逐渐成为报刊和网络上的热点问题,同时,武汉、长春等地应用动力镍氢电池的混合动力城市客车已驶上街头,动力镍氢电池已成为城市清洁化交通的一大亮点。因此,动力镍氢电池的性能如何,以及应用于汽车后如何工作则成为一个人们议论的焦点问题。
中国最大的动力镍氢电池制造商——春兰集团的电池专家介绍,动力镍氢电池是目前动力型铅酸电池和镍镉电池理想的替代产品。现在市场上出售的动力型铅酸电池,主要存在五大缺陷:一是沉重、体积大。相对于同等能量的动力镍氢电池而言,其重量和体积要大一倍多;二是供电不稳定。供电强弱随温度而变化,冬天只能释放一半的电量;三是容量偏小。以铅酸电池为动力的电动车,一次充电仅能续行30公里左右,循环充电次数不足300次;四是使用寿命短。因具有记忆效应,在电池存有残余电量时进行充电,或者充电时间太长造成过度充电,都会缩短其寿命周期,所以这种电池使用一年后普遍报废;五是污染严重。报废后其酸液和重金属会对环境产生二次污染,同时也会对人体造成伤害,如铅的污染极易损伤儿童的智力等。
至于镍镉电池,虽然它具有大电流放电能力强、比能量高、维护简单等特性,但存在记忆效应严重、使用寿命较短,以及过度充电易发生爆炸等致命的缺点。此外,镉是有毒的物质,一旦泄漏会污染生态环境。目前,欧盟已不生产、不使用镍镉电池,并在2003年2月13日通过了《关于在电子电气设备中禁止使用某些有害物质指令》(即RoHS指令),规定2006年7月1日以后,在进口的电子电气产品中禁止使用铅、汞、镉、六价铬、聚溴二苯醚和聚溴联苯等六种有害物质。因此,现在国内作为动力型的电池中,镍镉电池已基本被淘汰。
动力镍氢电池作为替代产品消除了铅酸和镍镉电池固有的各种弊端。如春兰动力镍氢电池其性能就非常优异:首先,能量密度高,重量比能量最高可达84.5千瓦时,为铅酸电池的2~3倍,体积比能量与锂离子电池相当。其次,功率密度高,大电流放电性能好,适用于混合动力和纯电动车辆。再次,循环寿命长,应用于电动自行车和电动摩托车后,循环充电次数可达1000次,为铅酸电池的3倍以上,同时,可快速充电,1小时之内可充电100%。此外,使用温度范围宽,正常使用温度范围-30~55℃,贮存温度范围-40~70℃;正常使用过程中不需进行维护,也无任何物质泄出,以及安全、可靠等。尤其是无污染,不含铅、镉等对人体有害的金属,为二十一世纪“绿色环保电源”,其生态效益显而易见。
目前,全世界绝大部分汽车是靠燃油发动机来驱动的,以普通轿车为例,在占80%以上的道路条件下,它只利用了40%的动力潜能,在市区还会跌至25%,更为严重的是污染环境。而混合动力汽车则针对不同的道路环境实施不同的供能方案,能大大降低排放污染程度。例如公交车在城市运行时,当交通堵塞或遇到红灯时发动机会关闭,当车移动或信号灯转为绿灯时驾驶者只要轻踩加速踏板,车用电池就能驱动汽车前进。在市区内当汽车发动机无效率空转或车辆移动缓慢时,使用车用电池作动力源不但对环境有利,而且还减少了噪音。因此,越是在交通日益拥挤的大城市使用混合动力汽车,就越能够显示出它的节能、环保、适应能力广的优越性。
随着世界各国环境保护的措施越来越严格,替代燃油发动机汽车的方案也越来越多,譬如氢能源汽车、燃料电池汽车、混合动力汽车等。但当前最有实用性价值并巳投入商业化运行的,只有混合动力汽(客)车。
那么,动力镍氢电池在汽车,特别是在公交车中的工作机理是什么?春兰集团电池专家表示,动力镍氢电池作为混合动力之一应用于公交车后,它与公交车的燃油发动机及电机、变速箱等形成一体化结构,即集成化混合动力总成系统。当公交车正常行驶时,燃油发动机提供动力;当车辆处于启动、加速、爬坡工况时,发动机燃油不增加(不加油门),由镍氢电池组提供电能以补充发动机功率的不足;当车辆处于低速、滑行、怠速工况时,则完全由镍氢电池组来驱动车辆。这种混合动力系统,可使车辆发动机的效率成倍提高,燃油消耗大幅度降低,同时极大地减少了废气的排放。
实际上,动力镍氢电池除应用于电动自行车、摩托车、混合动力汽(客)车外,还适用于铁路内燃机车、电力机车、磁悬浮车,大型军用、民用舰船和小型电动游船,智能AGV(机器人)和大型掘洞机,电锯、电镐、割草机等移动式工具,以及工厂、楼宇、机房和通信的后备电源设施等。有专家论证,这种动力型镍氢电池哪怕只在某一个领域得到充分应用,收益都将有百亿之巨。 |
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