混合動力車進入鋰離子時代(上)

混合動力車進入鋰離子時代(上):

混合動力車進入鋰離子時代(上)

2011/08/25 00:00



  混合動力車(HEV)採用鋰離子充電電池(以下簡稱鋰電池)的趨勢開始擴展開來。鋰電池與以往的鎳氫(Ni-MH)電池相比可實現小型輕量之外,還可提高電池的輸出功率,由此增加HEV的動力性能正是鋰電池的魅力所在。雖還存在成本高的課題,但近來已下降到了與Ni-MH電池相當的程度,促使汽車廠商加速採用。

  本田在2011年4月舉行的紐約車展上,發佈了第9代新款「喜美」。新款喜美目前尚無在日本上市的計劃,但其之所以備受關注,是因為該車的混合動力款——喜美混合動力車是該公司首次配備鋰電池的混合動力車。

  隨後在5月份,豐田上市了以「普銳斯」為原型、擴大了室內空間的HEV休旅車「普銳斯α」。普銳斯α有7座款和5座款兩種車型,其中7座款採用了鋰電池。

  豐田除了在2003年上市的「威姿」怠速停止機構車型上作為引擎重啟電源採用了鋰電池外,還在2009年12月限量上市的插電式混合動力車(PHEV)「普銳斯插電式混合動力」上配備了鋰電池。但在量產型混合動力車的動力用途上採用鋰電池還是首次。

小型輕量化是鋰電池魅力所在

  日產汽車已經于2010年11月上市了配備鋰電池的HEV「風雅混合動力車」。日本的三大汽車廠商在2010年底至2011年上半年期間相繼上市了配備鋰電池的HEV(表)。



  與Ni-MH充電電池相比,鋰電池的魅力在於可實現電池的小型、輕量化。三公司在HEV上採用的鋰電池,均為每單元的電壓為3.6V,是單元電壓1.2V的Ni-MH充電電池的3倍。另外,鋰電池與Ni-MH充電電池相比,正極和負極的活性物質容易以較薄的厚度塗佈在極板上,由此可降低內部電阻。電動汽車(EV)使用的電池,可利用這一特點來提高重量能源密度,作為HEV的電池也可用來提高輸出密度。

  此次各公司在HEV上配備的鋰電池的單位重量輸出密度為3550~4000W/kg,比原來的Ni-MH電池的約1200W/kg提高到了約3倍以上(表)。也就是說,僅從數值來看,輸出功率相同時,電池的重量就可以減小至1/3。另外,表中雖沒有給出單位體積的輸出密度,但如果輸出功率相同,則鋰電池的體積也可縮小至Ni-MH充電電池的一半以下。

  不過,在實際商品中如何發揮這些特性,此次三家公司的思路完全不同。日產為實現高動力性能和燃效,採用了「輸出重視型」電池;而豐田需要在有限的空間內配備電池,因此採用了「小型輕量化」的設計;本田則採用了在實現電池小型輕量化的同時,還能提高輸出功率的「均衡型」。下面看一下三家公司電池的實際情況。

IPU尺寸未變

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