电动汽车与动力电池发展历程

新能源汽车专业规划教材“十二五”职业教育国家规划教材目录第2章电动汽车动力电池基本知识第3章铅酸动力电池及其应用第4章碱性动力电池及其应用第5章锂离子动力电池及其应用第6章用于电动汽车的其他动力源第7章电动汽车电源管理系统第1章电动汽车与动力电池发展历程本章学习目标1.能够描述动力电池及电动车辆发展简史2.能够分析制约动力电池和电动汽车发展的因素3.能够分析推动动力电池与电动汽车发展需解决的问题4.能够描述当前应用在电动汽车上的动力电池类型第1章电动汽车与动力电池发展历程1.电动汽车与动力电池发展历史2.电动汽车与动力电池发展现状3.预测电动汽车与动力电池发展趋势1.电动汽车与动力电池发展历史学习目的了解电动机的发展过程2了解电动汽车的发展历程3了解蓄电池的发展过程1蓄电池的发明1800年代，亚历山大·伏特制成了人类历史上最早的电池，后人称之为伏特电池。1830年，威廉姆·斯特金解决了伏特电池的弱电流和极化问题，使电池的使用寿命大大延长。1836年，约翰·丹尼尔进一步改进了伏特电池，提高了伏特电池的稳定性，后人称之为丹尼尔电池。它是第一个可长时间持续供电的蓄电池。1859年，法国科学家普兰特加斯东(PlantGaston)最早发明的一种能够产生较大电流的可重复充电的铅酸电池。理论课堂图片小贴士伏特电池的小故事1799年，伏特把一块锌板和一块银板浸在盐水里，发现连接两块金属的导线中有电流通过。于是，他就把许多锌片与银片之间垫上浸透盐水的绒布或纸片，平叠起来。用手触摸两端时，会感到强烈的电流刺激。伏特用这种方法成功的制成了世界上第一个电池──“伏特电堆”，成为早期电学实验、电报机的电力来源。伏特（左）向拿破仑（右）展示伏打电堆图片小贴士丹尼尔电池的小故事1836年，英国的丹尼尔对“伏特电堆”进行了改良。他使用稀硫酸作电解液，解决了电池极化问题，制造出第一个不极化，能保持平衡电流的锌─铜电池，又称“丹尼尔电池”。图片小贴士普兰特和他发明的铅酸电池1899年WaldmarJungner发明了Cd-Ni电池；1901年爱迪生发明了Fe-Ni电池；1984年波兰的飞利浦（Philips）公司成功研制出LaNi5储氢合金，并制备出MH-Ni电池。图片小贴士士发明大王爱爱迪生和他他的铁镍电电池1991年年，可充电电的锂离子子蓄电池问问世，实验验室制成的的第一只18650型锂离子电电池容量仅仅为600mA·h；1992年，SONY公司开始大大规模生产产民用锂离离子电池。。1995年年，日本索索尼公司首首先研制出出100A·h锂离离子动力电电池并在电电动汽车上上应用，展展示了锂离离子电池作作为电动汽汽车用动力力电池的优优越性能，，引起了广广泛关注。。电动机的发发明1740年年代，第一个电电动马达是是由苏格兰兰僧侣安德德鲁•戈登登（AndrewGordon）创创建的简单单的静电设设备。1821年年英国人迈迈克尔·法法拉第（MichaelFaraday）发发明电动机机实验室模模型，只要要有电流通通过线路，，线路就会会绕着一块块永久磁铁铁不停地转转动，成为为电动机发发展的雏形形。图片小贴士士法拉第及其其发明的电电动机1827年年，匈牙利利物理学家家安幼思··杰德利克克（ÁnyosJedlik）开始尝尝试用电磁磁线圈进行行实验。杰杰德利克解解决一些技技术问题后后，称他的的设备为““电磁自转转机”。虽虽然只用于于教学目的的，但第一一款杰德利利克的设备备已包含今今日直流电电动机的三三个主要组组成部分：：定子，转转子和换向向器。1831年年，美国人人约瑟夫··亨利改进进了法拉第第电动机，，使用电磁磁铁代替永永久磁铁，，提高了输输出功率，，从而向实实用电动机机发展跨出出了重要一一步。1834年年，德国人人莫里茨··赫尔曼··雅可比对对亨利电动动机作了重重要革新，，把水平的的电磁铁改改为转动的的电枢，并并加装了换换向器，制制成了第一一个电动机机样机。1838年年，制造出出世界上第第一台实用用直流电动动机，安装装在船上，，并试航成成功。从此此，电动机机就完成了了从实验室室模型到实实用电动机机的转化。。图片小贴士士亨利和亨利利电动机图片小贴士士雅可比电动动机1835年年，美国一一位铁匠汤汤马斯·达达文波特（（ThomasDavenport）制作出出世界上第第一台能驱驱动小电车车的应用电电动机，并并在1837年申请请了专利。。1870年年代初期，，世界上最最早可商品品化的电动动机由比利利时电机工工程师ZenobeTheophileGamme所发明。。1888年，美国国著名发明明家尼古拉拉·特斯拉拉应用法拉拉第的电磁磁感应原理理，发明交交流电动机机，即为感感应电动机机。1902年年，瑞典工工程师丹尼尼尔森利用用特斯拉感感应电动机机的旋转磁磁场观念，，发明了同同步电动机机。图片小贴士士达文波特及其发明的的电动机电动汽车的的发展历程程第一阶段电电动汽车车的发明早在1830年代，，苏格兰发发明家罗伯伯特·安德德森(RobertAnderson)便成成功地将电电动机装在在一部马车车上，1842年又又与托马斯斯·戴文波波特(ThomasDavenport)合合作，打造造出世界上上第一部以以电池为动动力的电动动汽车，采采用不可充充电的玻璃璃封装蓄电电池，开创创了电动车车辆发展和和应用的历历史。1847年年，美国人人摩西·法法莫制造了了第一辆以以蓄电池为为动力可乘乘坐两人的的电动汽车车。图片小贴士士罗伯特·安安德森的电动马车车第二阶段电电动汽车车的发展1881年年11月，，法国人古古斯塔夫··特鲁夫在在巴黎展出出了一台电电动三轮车车。加上乘乘员后总重重量达到到了160千克，时时速达到了了12千米米。1882年，威威廉姆·爱爱德华·阿阿顿和约翰翰·培理也也制成了一一辆电动三三轮车，车车上还配备备了照明灯灯。这辆车车的总重量量提高到了了168千千克，时时速提高到到了14.5千米。。随后的1890年，，威廉姆莫莫瑞逊在美美国制造了了一辆能行行驶13h、车速为为14mile/h的电动汽汽车。1891年，，美国人亨亨利·莫瑞瑞斯制成了了第一辆电电动四轮车车，实现了了从三轮向向四轮的转转变，这是是电动车向向实用化方方向迈出的的重要一步步。1895年年，由亨利利·莫瑞斯斯（HenryMorris）和皮皮德·罗··沙龙（PedroSalom）制制造的ElectrobatⅡ，安装装了两台驱驱动电机，，能以20mile/h的速速度行驶25mile。1897年年，美国费费城电车公公司研究制制造的纽约约电动出租租车实现现了电动车车的商用化化运营。1899年年，贝克汽汽车公司在在美国成立立生产电动动汽车。公公司生产的的电动赛车车的车速能能超过120km/h，而且且是第一辆辆座位上装装有安全带带的乘用车车。1899年年5月，一个名名叫卡米勒勒·杰纳纳茨(CamilleJenatzy)的比利时人人驾驶一辆辆44kW双电动机机为动力的的后轮驱动动的子弹头头型电动汽汽车，创造造了时速68mile(110km)的记录，并并且续驶里里程达到了了约290km。这这也是世界界上第一辆辆时速超过过100公公里的汽车车。图片小贴士士卡米勒·杰杰纳茨驾驶的子弹弹头型电动动汽车图片小贴士士1900年年，BGS公司生产产的电动汽汽车创造了了单次充电电行驶180mile的最长长里程纪录录。电动汽车在在出租车领领域得到应应用。图片小贴士士纽约街头的的电动出租租车第三阶段电电动汽车车的繁荣19世纪末末到1920年是电电动车发展展的一个高高峰。据统计，到到1890年在全世世界4200辆汽车车中，有38%为电电动汽车车，40%为蒸汽车车，22%为内燃机机汽车。1900年年，美国制制造的汽车车中，电动动汽车为15755辆，蒸汽汽机汽车为为1684辆，而汽汽油机汽车车只有936辆。到了1911年，，就已经有有电动出租租汽车在巴巴黎和伦敦敦的街头上上运营。。美国首先先实现了早早期电动车车的商业运运营，成为为发展最快快、应用用最广的国国家。图片小贴士士1903年的电动汽汽车（hybrid）图片小贴士士公共交通领领域使用的的电动车到了1912年，已已经有几十十万辆电动动汽车遍及及全世界，，被广泛使使用于出租租车、送货货车、公共共汽车等领领域。据统统计，1912年，，在美国登登记的电动动汽车数数量达到了了34000辆。电电动汽车产产销量在1912年年达到最大大，在20世纪20年代仍仍有不俗表表现。19世纪末末的电动出出租汽车图片小贴士士1910年的电动汽汽车广告图片小贴士士1912年的电动汽汽车图片小贴士士爱迪生的电电动汽车图片小贴士士第四阶段电电动汽车车的衰落在美国得克克萨斯州发发现了石油油，使得汽汽油价格下下跌，大大大降低了汽汽油车的使使用成本。。在1890～1920年期期间，全世世界石油生生产量增长长了10倍倍。1911年年，查尔斯斯·科特林林(CharlesKettering)发发明了内燃燃机自动启启动技术；；1908年，福特特汽车公司司推出了T型车，并并开始大批批量生产，，内燃机汽汽车的成本本大幅度下下降，1912年电电动车售价价1750美元，而而汽油车只只要650美元。1913年年，福特(Ford)建立了内内燃机汽车车装配流水水线，几乎乎使装配速速度提高了了8倍，最最终使每工工作日每隔隔10秒钟钟就有一台台T型车驶驶下生产线线。内燃机机汽车进入入了标准化化、大批量量生产阶段段。亨利-福特以大大批量流水水线生产方方式生产汽汽油车使得得汽油车价价格更加低低廉，使其其价格从1909年年的850美元降到到了1925年的260美元元。内燃机机汽车应用用方便、价价格低廉的的优点逐步步显现。虽然同一时时期电动汽汽车用的动动力电池技技术也在飞飞速发展，，在1910～1925年间间，电池存存储的能量量提高了35%，，寿命增长长了300%．电动动汽车的行行驶里程增增长了230%，与与此同时，，价格降低低了63%，但汽油油的质量能能量密度是是电池的l00倍，，体积能量量密度是电电池的40倍。在使使用性能方方面，燃油油汽车的续续驶里程是是电动汽车车的2-3倍，动力力电池充电电时间也明明显长于内内燃机汽车车燃油的加加注时间。。电动汽车续续驶里程短短、充电时时间长成为为无法与内内燃机汽车车相抗衡的的致命因素素。随着道道路交通系系统的改善善，导致对对长距离运运输车辆的的需求不断断增加，电电动汽车的的黄金时代代仅仅维持持了20多多年，便走走向衰退。。第一次世界界大战后，，电力牵引引技术应用用的重点转转移到公共共交通领域域，如火车车、有轨电电车和无轨轨电车。随随着内燃机机汽车设计计和制造技技术的发展展，在很多多地区，有有轨电车和和无轨电车车也逐步被被柴油驱动动的内燃机机汽车取代代了。20世纪20年代，电电动汽车几几乎消失了了。第五阶段电电动汽车车的复苏第二次世界界大战后．．欧洲和日日本的石油油供给紧张张，电动汽汽车在局部部地区出现现了复苏迹迹象。1943年，，仅仅在日日本就有3000多多辆电动汽汽车处于注注册状态。。20世纪40年代，，电动汽车车续驶里程程只有50～60km，最高高时速仅为为30～35kn/h，其性性能仅能满满足短途、、低速运输输的需要。。进入20世世纪60年年代，内燃燃机汽车大大批量使用用导致了严严重的空气气污染。不不仅如此，，更严重的的是内燃机机汽车对石石油的过分分依赖，导导致一系列列的政治问问题和国家家安全问题题。20世纪70年代初，，世界石油油危机对美美国乃至世世界经济产产生了重大大影响，而而电动汽车车由于其良良好的环保保性能和能能摆脱对石石油的依赖赖性，重新新得到社会会各界的重重视。图片小贴士士1959-1960HenneyKilowatt电动汽车（（量产了100台）Sebring-Vanguard制造的CitiCar（生产了2000台）20世纪70年代末末期，德国国戴姆勒－－奔驰汽车车公司生产产了一批LE306电动汽车车，采用铅铅酸电池。。电压180V，容容量180Ah，铅铅酸电池质质量为1000kg。有它激激直流电动动机，电动动机最高转转速为6000r/min。。有效载荷荷为1450kg，，总质量为为4400kg。最最高时速为为50km/h，最最大爬坡度度为16%，原地起起步加速到到50km/h的时时间为14s，续驶驶历程可达达120km。图片小贴士士1969年宝马生产产的电动汽汽车意大利为了了降低空气气污染，20世纪80年年代末建立立了电动汽汽车车队，，共投入52辆电动动汽车试验验，所有车车均用铅酸酸电池。1990年年菲亚特汽汽车公司生生产“熊熊猫一览lef/ra”，，载重量为为1330kg，车车速为70km/h，续驶里里程为100km，，采用铅酸酸电池，或或改用镍镉镉电池车速速可达100km/h，续续驶里程达达180km。1976年年，美国国国会通过了了《纯电动动汽车和混混合动力电电动汽车的的研究开发发和样车试试用法令》》(TheElectricandHybridVehicleResearchDevelopmentandDemonstration》》，拨款1.6亿美美元资助电电动汽车的的开发。1977年年，第一次次国际电动动汽车会议议在美国举举行，公开开展出了100多辆辆电动汽车车。1978年，美美国通过《《第95——238公公法》(FederalNonnuclearAct),予予以修订增增加对电动动汽车研发发的拨款，，政府同时时责成能源源部电力研研究所与电电力公司加加快研制电电动汽车的的技术，并并加大资金金投入，责责成国家阿阿岗实验室室与电池公公司合作研研制供电动动汽车用的的高性能蓄蓄电池。从从此，国际际上开始了了第二轮的的电动汽车车研发高潮潮。1988年年，在美国国洛杉矶地地区的市议议会上曾有有人提出，，引入国际际竞争机制制，进行年年产10000辆电电动车辆，，包括5000辆卡卡车和5000辆两两座乘用车车并推向市市场的计划划继洛杉矶矶倡议之后后，1989年12月13日日，加利福福尼亚州空空气资源委委员会(CARB)对汽车排排放制定了了规划，该该项规划要要求到20世纪90年代，在在加利福尼尼亚州销售售的所有车车辆中，有有2%要符符合零排放放标准(Zero-emission-vehicles)，满满足该标准准的车辆只只能是纯电电动汽车或或氢燃料电电池电动汽汽车。随后后，美国纽纽约、马萨萨诸塞等州州也颁布了了类似的法法律。1991年年美国通用用汽车公司司、福特汽汽车公司和和克莱斯勒勒汽车公司司共同协议议，成立了了先进电池池联合体(USABC)，共共同研究开开发新一代代电动汽车车所需要的的高能电池池。1991年10月USABC与美美国能源部部签订协议议，在1991-1995年年的四年间间投资2.26亿美美元来资助助电动汽车车用高能电电池的研究究。1991年10月美国电电力研究院院(ERPI)也也参加了先先进电池联联合体来参参与高能电电池与电动动汽车的开开发，主要要有镍-氢、钠-硫、锂聚合合物和锂离离子等高能能电池。其其中镍-氢、锂聚合合物和锂离离子电池将将投入商业业化生产。。图片小贴士士美国通用汽汽车公司生生产的电动动汽车图片小贴士士美国通用汽汽车公司在在底特律建建成EV-1(纯电电动汽车)电动轿车车总装线，，每天生产产10台电电动轿车(1996到1999)，起初，EV1只在南加州州和亚利桑桑那州以租租赁的方式式销售，租租户们不乏乏社会名流流，他们对对EV1赞不绝口。EV1的电池近500公斤。通用用使用了很很多方法来来为车身减减重。不过过即便如此此，EV1的总重也接接近了1.4吨。EV1一代车型的的理论单次次充电续航航里程是80-112公里，而二二代镍氢电电池车辆则则理论可跑跑120-208公里。充电电可采用磁磁感应充电电装置，15h充满，EV1还另配一套套传统电源源充电系统统，镍氢电电池可以在在2-3h充电80%，理论上需需要4个小时充满满。受充电时间间、续驶里里程等因素素影响，通通用最终停停止了项目目，回收了了所有出租租车辆，销销毁了其中中的绝大多多数，剩下下的一些送送去了博物物馆。2.电动汽车与与动力电池池发展现状状学习目的掌握电动汽车用动力电池的技术现状2了解电动汽车上使用的动力电池的类型1目前电动汽汽车上使用用的动力电电池的类型型长期以来，电电池的寿命和和成本问题一一直是制约电电动汽车发展展的技术瓶颈颈。通过不断断的技术创新新与技术改进进，电池技术术得到了飞速速的发展。动动力电池已经经从传统的铅铅酸电池发展展到镍氢动力力电池、钴酸酸锂、锰酸锂锂、聚合物、、三原材料，，磷酸铁锂等等先进的绿色色动力电池，，动力电池在在比能量、比比功率、安全全性、可靠性性、循环寿命命、成本等方方面，都取得得很大的进步步。电动汽车上使使用的主流动动力电池电池类型铅酸蓄电池镍镉电池镍氢电池锂电池比能量/(W·h/kg)355560~70120比功率/（W/kg）1301701701000以上循环寿命/次400~600500以上1000以上1000以上优点技术成熟、廉价、可靠性高比能量较高、寿命长、耐过充放性好比能量高、寿命长比能量高、寿命长缺点比能量低、耐过充放性差镉有毒、有记忆效应、价格较高、高温充电性差价格高、高温充电性差价高、存在一定安全性问题电动汽车用动动力电池的技技术现状铅酸电池由于于技术成熟、、成本低，在在电动汽年尤尤其是纯电动动汽车上应用用广泛。锂离离子动力电池池具有容量高高、比能量高高、循环寿命命长、无记忆忆效应等优点点，因而成为为当前电动汽汽车用动力电电池技术研究究开发的主要要方向，尤其其是插电式（（Plug-in）混合动力概概念的推出，，又为锂离子子电池的应用用拓展了广阔阔的市场空间间。图片小贴士EV1采用的铅酸电电池组当前，国际上上各大电池公公司纷纷投入入巨资研制研研发锂离子动动力电池，在在技术上取得得了一系列重大突破破。如美国的的A123公司研制的锂锂离子动力电电池，电池容容量为23A·h，循环寿命长长达1000次以上，能够够以70A电流持续放电电，120A电流瞬时放电电，产品安全全可靠；美国Valence公司研制的U-charge磷酸铁锂电池池，除了能量量密度高、安安全性好以外外，可在-20~60℃的宽温度范围围内放电及储储存，其重量量比铅酸电池池轻了36%，一次充电后后的运行时间间是铅酸电池池的2倍，循环寿命命是铅酸电池池的6～7倍。图片小贴士A123锂离子动力电电池单体、电电池组和电池池包随着锂离子动动力电池技术术的不断发展展，其在电动汽车车上的应用前前景被汽车企企业普遍看好好，在近两年国际际车展上各大大汽车公司展展出的绝大多多数纯电动汽汽车和混合动动力汽车都采采用了锂离子子动力电池模块化的锂离离子动力电池池通过不同的的组合方式，，形成各种形形状的电池包包，可满足不不同车型的结结构设计需要要随着研发的逐逐步深入，各各种形式的电电动汽车示范范运行和商业业化推广已经经在国际上广广泛开展。德国政府预计计，到2020年，可再生能能源要占全部部能源消耗的的47%，德国境内的的新能源汽车车要超过100万辆。德国政府计划划投入巨资促促进电动汽车车的销售，至至2020年这笔拨款总总计达30亿欧元（约合合人民币207.65亿元）。一部部分资金将被被用于购买者者的高额补贴贴，一部分资资金将被用于于充电设施的的建设，另一一部分还会用用于氢能汽车车的研发。图片小贴士德国奔驰电动动汽车，其中中SMARTfortwo销量最好。以色列为保证证新能源汽车车在国内的广广泛应用，制制订了一项在在10年内推广100万辆电动汽车车的“宏伟””计划。以色列控股集集团公司旗下的BetterPlace2008年10月，澳大利亚亚能源巨头AGL和金融集团MacquarieCapital与国际集团公公司BetterPlace签署一项协议议，计划在墨墨尔本、悉尼尼和布里斯班班打造电动汽汽车网络，按按照这项协议议，到2012年，多数澳大大利亚人可驾驶电动汽车车。在日本，主要要汽车公司，，如丰田、本本田、日产及及三菱等都已已陆续将电动动汽车产品推推上市场。我国国家科技技部自“九五五”开始支持持电动汽车的的研究、开发发和产业化。。“十五”期期间，通过科科技部电动汽汽车重大科技技专项的支持持，从电动汽汽车关键零部部件到电动汽汽车整车均取取得了丰硕的的科研成果，分别完成了纯纯电动汽车、、混合动力电电动汽车、燃燃料电池电动动汽车功能样样车、性能样样车和产品样样车试制，部部分产品已经经小批量供应应示范城市示示范运行。图片小贴士“十五”期间间科技部电动动汽车重大科科技专项计划“十五”期间间，在电动汽汽车示范运行行应用方面，，国家科技部部共支持北京京、天津、武武汉、威海、、杭州、株洲洲6个示范运营城城市对各种类类型的电动汽汽车开展了对对比试验和示示范运行，累累计投入运营营车辆186台，运营里程290余万公里，实实现运送乘客客430余万人。“十一五”期期间，国家科科技部牵头．．联合国家发发改委、财政政部和工信部部相继推出了了“十城千辆辆”和“私人人购买新能源源汽车”计划划，推进电动动汽车在公共共交通和私人人应用领域的的发展。现已已建立电动汽汽车示范城市市25个，累计运行行新能源汽车车超过万辆，，建设私人购购买新能源汽汽车示范城市市6个，从2011年开始，私人人购买新能源源汽车已全面面推开。【课堂活动】】“电动汽车兴兴衰”原因剖剖析活动目的：巩巩固对电动汽汽车发展历史史的认识所需材料：纸纸笔等。活动方式：小小组讨论的方方式活动过程：学学生分组讨论论，以知识链链接为基础，，通过网络或或其他工具搜搜集资料，撰撰写“动力电电池与电动车车辆发展历史史及启示”讨讨论稿，分组组讨论剖析电电动汽车兴衰衰变换的原因因。讲述完毕毕后进行自我我完善，哪些些问题自己考考虑到了而别别人没有考虑虑到，亦即自自己的独创点点；哪些是自自己考虑到了了，别人也考考虑到了，亦亦即共识点；；哪些问题是是自己没有考考虑到而别人人考虑到了，，亦即不足点点。3.预测电动汽车车与动力电池池发展趋势学习目的下一代车辆燃料行动计划2典型的动力电池特点及发展趋势分析1典型的动力电电池特点及发发展趋势分析析不同类型的动动力电池性能能、价格具有有明显差异，，能适应不同同的消费层次次和满足不同同的需要。铅酸电池池、镍氢电池池、锂离子电电池在未来段段时间内仍将将是国内外电电动汽车用动动力电池的主主要类型，会会共同占有电电动汽车用动动力电池的市市场，燃料电电池、锌空气气电池、超级级电容和超高高速飞轮等以以其独特的优优势在经过一一系列技术革革新和发展后后也将在一些些特定的领域域逐步得到应应用和推广。。铅酸电池经过过100多年的发展，技术成熟，初初期采购成本本比镍氢电池池和锂离子电电池低得多，，而且电池结结构方面的新新技术继续提提高了铅酸电电池的性能，，因此在一定定时间内铅酸酸电池仍然会会被较为广泛泛使用。目前来看铅酸酸电池比较适适合低速、低低成本的电动动车辆，我国国绝大多数电电动自行车的的电池采用铅铅酸电池，低低速短途电动动汽车领域也也有广泛的应应用。目前我国多个个省份已经开开始放开对低低速短途电动动汽车的政策策，在一定意意义上将促进进铅酸动力电电池的应用。。但是铅及其其化合物对人人体有毒，而而且铅酸电池池性能大幅度度提高的可能能性不大，从从长远来看，，铅酸电池将将被其他新型型电池所取代代。镍氢电池和锂锂离子电池属属于新型动力力电池。镍氢氢动力电池研研发和产业化化方面，日本本走在前列。。目前，在已已经产业化的的混合动力电电动汽车上普普遍采用了镍镍氢电池，使使用寿命已经经能够达到10年。镍氢电池池以其功率密密度高，技术术成熟，在电电动车辆用动动力电池中将将被持续稳定定应用，今后后研发的热点点主要集中在在提高镍氢电电池的能量密密度方面。丰田prius混合动力电池池组图片小贴士在锂离子电池池领域，随着着锂离子电池池材料的研究究和发展，尤尤其是磷酸铁铁锂、钛酸锂锂等电极材料料的出现，大大大提高了锂锂离子电池的的循环寿命，，降低了电池池的材料成本本或使用成本本，使离子电电池成为近期期内最有发展展前途和推广广应用前景的的动力电池。。近年来，以锂锂离子动力电电池为代表的的先进动力电电池在能量密密度、功率密密度、安全性性、可靠性、、循环寿命、、成本等方面面取得突破性性进展，为电电动汽车发展展注入了新的的活力。目前前，能量型锂锂离子动力电电池的能量密密度能够达到到120W·h/kg以上，分别是是铅酸电池盒盒镍氢电池的的3倍和2倍，电池组寿寿命达到10年或20万公里，成本本降低至1美元/A·h左右，初步具具备了产业化化的条件。二、下一代车车辆燃料行动动计划在电池技术发发展预测方面面，日本政府府在《下一代代车辆燃料行行动计划》中中，对电动汽汽车用动力电电池的性能发发展进行了预预测(见表1-2)。从表1-2中可以看出，，2015年，先进电池池的性能要比比2010年的水平高15倍，成本降为为当前电池的的1/7；预期到2030年，电池性能能提高7倍，成本是当当前的1/40；德国国家电动动汽车发展计计划(2009年)预测，至2015年，电池系统统普遍能够达达到的能量密密度为200W·h/kg，为当前使用用的锂离子电电池密度的2倍；博世(Bosch)公司预测，2016年，电池能量量密度可以达达到250W·h/kg，2020年，电池能量量密度可以以以达到350Wh/kg。因此，电动动汽车用动力力电池能量密密度将在近年年出现质的飞飞跃。电动汽汽车续驶里程程将不再是困困扰电动汽车车发展的瓶颈颈问题。发展阶段当前现状改良型电池（2010年）先进型电池(2015年)革新电池(2030年)电动汽车类型用于电力公司的EV小型电动车特殊用途的微型汽车高性能混合动力汽车普通微型电动车燃料电池汽车插入式混合动力汽车纯电动汽车性能111.5倍7倍成本11/21/7倍1/40倍日本车辆燃料料行动计划对对电动汽车动动力电池发展展的预期和目目标【课堂活动】】探索未来的电电动汽车活动目的：探探索未来电动动汽车的特点点所需材料：电电脑、网络、、报刊、杂志志等。活动方式：小小组讨论的方方式活动过程：根根据以下补充充材料及电脑脑、网络、报报刊、杂志等等探索未来电电动汽车的特特点。【补充材料1】可瞬间充电的的电动巴士乘员为135人的电动巴士士能利用行驶驶路线上的充充电点进行充充电，该充电电点位于车辆辆上方，充电电功率达到400千瓦。充电点点与由激光控控制的移动臂臂相连，能在在15秒内为汽车电电池充电。这这意味着在乘乘客上下车的的短短15秒内即可快速速为电动公共共汽车的车载载电池进行“瞬间充电”。而在终点站站充电3到4分钟就能将电电池完全充满满。这项新技术，，将被用于瑞瑞士日内瓦的的大容量电动动汽车上，作作为无轨电车车系统供给最最优化（TOSA）试点项目的的一部分，用用于为更灵活活、更廉价的的公共交通基基础设施铺平平道路，而且且将减少城市市污染和噪音音。这种系统统能够使电动动公共汽车取取代城市地区区的有轨电车车和地铁系统统，而且在这这个过程中能能够摆脱难看看的架空电力力线路。这个个系统被设计计用于最优化化关键城市区区域高频率公公交车路线。。【补充材料2】最便宜的电动动汽车2013年3月18日，印度Mahindra集团在印度首首都新德里推推出了e20电动汽车，上上路价59.6万卢比（约合合11000美元）号称世世界上最便宜宜的电动汽车车。e20电动汽车使用用锂离子电池池，单次充电电时间为5小时，充满电电后可持续运运行100公里，最高时时速可达81公里，每公里里运行成本仅仅为传统汽油油车的十分之之一，柴油车车的十五分之之一。该车的的维护成本也也非常低，电电池在3年或60000公里内保修，，更换电池仅仅需15万卢比（约合合2800美元）。图片小贴士【补充材料3】沃尔沃研发发新型电动车车车身可做做充电电池沃尔沃、英国国伦敦大学帝帝国理工学院院（ImperialCollege）以及欧洲其其他七所大学学于2010年初开始了一一个长达三年年的研发计划划，这项耗资资350万欧元的计划划主要为了研研发出一种能能解决目前充充电问题的电电动汽车。图1-7以车身为电池池，让电动汽汽车更轻因为目前汽车车制造商生产产混合动力和和电动汽车存存在的最大问问题就是，很很难设计出一一种车型能很很好地解决沉沉重的电池带来的重量和和体积的增加加。而这款“未来派”电动汽车不仅仅可以实现在在行驶时存储储制动能量，，同时也可以以在晚上接通通电源充电时存储能能量。帝国理工学院院正致力于研研发一种聚合合树脂和碳化化纤维的复合合物，首先把把纳米结构的的碳纤维材料料制成薄片，，然后成型，，烘干，硬化化，再把超级级电容植入其其间。可以通通过叠加的方方式，将其做做成电池模块块，并做成车身面板的样子，，布置在车身框架之上。研究显示，这这种新型材料料电池的充电电速度比常规规电池组更快快，而且强度度更好，适用用性更强，可可以取代车身面板，从而节节省电池组所所需空间。这这种新型电池池面板可以取取代车门、后备厢盖、、发动机罩、车顶等。。如果用这种种新材料来代代替传统的钢钢板车身，整整个汽车的重重量将会减少少15%。这样不仅可可以减轻电动动汽车的重量量，同时也能能够存储更多多能量。沃尔沃汽车已经制造了两两辆S80试验车来检验验这种电池材材料的效果。。试验车的行行李舱盖采用用了这种材料料取代当前的的汽车标准电池，甚甚至还用这种种材料取代了了车辆前端的的稳定杆以及及起停电池组组。【补充材料4】无线充电技技术据国外媒体报报道，美国知知名电动汽车车厂商特斯拉拉(Tesla)目前正在大力力研究城市区区域内针对电电动汽车的无无线充电技术术。无独有偶偶，一个由沃沃尔沃集团、、法国阿尔斯斯通公司(Alstom)和瑞典能源局局(SwedishEnergyAgency)所联合领导的的项目则正在在测试有关在在快速道路上上为电动汽车车充电的系统统。这一项目的主主要内容是在在道路中铺设设两条电缆，，并允许电动动汽车在通过过时进行持续续充电。沃尔尔沃集团在去去年就在自己己位于瑞典Hallered的测试中心建建设了一条长长约0.25英里的测试道道路，该测试试道路内部铺铺设了电缆。。之后，一台台拥有集电器器(currentcollector)的测试用卡车车在经过这段段道路时会同同电缆自动展展开连接，750V的直流电将对对车辆进行充充电，并将经经过一个车载载水冷装置。。沃尔沃集团团表示，“电网道路系统统”的设计方案将将比所谓的“铺设空中电缆缆”的方法更为经经济。其他解决方案案，比如德国国博世公司将将为美国日产产聆风和雪佛佛兰沃蓝达用用户安装家庭庭无线充电桩桩，每个售价价3000美元，由Evatran公司研发，包包括一套组合合壁橱、接地地充电器和与与车辆连接的的充电接口，，通过自动感感应系统为电电动汽车充电电。博世方面面称，还将为为除聆风和沃沃蓝达之外的的其他电动车车开发无线充充电设施。另另外，5月中旬，博世世曾推出一款款最低售价仅仅为449美元的电动汽汽车家用充电电桩(有线)，而电动汽车车消费者安装装家用充电桩桩的平均价格格约为1000美元。在日前召开的的汽车技术会会议“2013年春季大会”上，丰田公司司及日本汽车车研究所就电电动车无线充充电技术发表表了演讲。丰丰田方面称，，“与纯电动汽车车相比，无线线充电技术对对混合动力车车更重要”，丰田也将在在各国大力开开展标准化活活动。据日本本媒体报道，，丰田技术统统括部主管川川久保淳史表表示，向该公公司的混合动动力汽车用户户询问对充电电操作的评价价时，近一半半的人表示“有不满的地方方”。在作出这种种回答的人当当中，对充电电线缆不满的的人占了绝大大部分，他们们觉得充电线线过重，用起起来不方便。。丰田认为，，消除用户对对充电线不满满的无线充电电技术对混合合动力车更为为重要。要使无线充电电技术实用化化，国际标准准化非常重要要。公共基础础设施设置充充电设备的情情况居多，这这时必须采用用标准技术，，这样才能够够用一个充电电设备为多家家厂商的车辆辆充电。事实实上除了电动动车，混合动动力车对无线线充电需求外外，还有车内内充电对无线线充电的需求求。韩国现代代汽车研发出出可对智能手手机进行无线线充电的新款款汽车，目前前已进入最后后测试阶段。。现代有望以以一般智能手手机使用者为为突破口，打打开无线充电电新市场。据报道，现代代汽车的这款款新型汽车将将于2013年10月问世，装有有“劳恩斯”后续模型的磁磁性诱导式无无线充电器。。装置在接收收研发汽车搭搭载的智能手手机无线充电电器技术将会会是无线充电电市场大众化化的一个起点点。目前，作作为一般用途途的无线充电电器价格过高高，而消费者者优先选择购购买装有无线线充电器的汽汽车，生产企企业提