动力铅酸蓄电池的应用

动力铅酸蓄电池是古老的二次电池，有近150年的历史，在很多工业领域有广泛的应用，如汽车、摩托车的启动，点火、照明(SLI电池)，通信行业、电力工业的后备电源，铁路内燃机车的牵引电池等。特别是阀控式密封铅酸蓄电池的出现，由于其良好的密封性、不漏液及相对传统开口式电池有较高的能量密度，更因其性价比优势和安全性，成为车载动力的首选。动力型VRLA电池已广泛应用于高尔夫车、家庭割草机、电动自行车、电动摩托车、轻型电动车和混合动力汽车等。

图2-23 电池的组装过程

2.14.1 电动自行车

中国政府将环境保护作为实施可持续发展战略的重要内容，燃油汽车不仅对环境造成污染而且资源相对紧张，因此1996年中国启动了电动车重大科技产业化工程项目。作为电动车动力的电池包括铅酸蓄电池、MH-Ni电池、锂离子电池和燃料电池。1991年国家将电动车铅酸蓄电池研究列为重点项目。当时，为迎接2008年北京奥运会，国家投入28亿元用于电动公交车的开发。我国新设计的概念车将会使用24只12V/55A·h电池组，平均功率18k W，峰值功率51k W，电池的尺寸为386mm×116mm×175mm。

鉴于中国国情的客观因素，电动助力自行车是介于机动车和非机动车之间的代步工具，更突出了它的许多优点和实用性。电动自行车是中国百姓的代步工具，电池的好坏，决定电动自行车业能否走向成熟并保持稳定的发展。中国的电动自行车的发展自20世纪60年代以来经历了三起三落，主要原因就是电池性能不能满足要求。阀控式铅酸蓄电池(VRLA电池)的出现给电动车行业带来了生机。20世纪80年代，VRLA电池在我国通信行业得到成功应用，称为工业电池。20世纪90年代末，我国一些企业和高校开始研究将VRLA电池作为动力电源应用在电动自行车上并获得成功，作为民用电池被广大用户所接受。图2-24所示是应用VRLA电池的电动摩托车和电动自行车。目前电动自行车采用的动力电池99%是VRLA电池，极少采用MH-Ni电池和锂离子电池。表2-2是电动自行车对电池需求量的情况。

2.14.2 电动牵引车

电动牵引车是制造工厂、物流中心等作为搬运产品的常用运输工具，主要采用富液管式铅酸蓄电池或胶体VRLA电池作为动力电源，具有无污染、无噪声的优点。图2-25所示是采用胶体铅酸蓄电池的电动牵引车。

图2-24 应用动力VRLA电池的电动摩托车和电动自行车

表2-2 电动自行车电池需求量

图2-25 采用胶体铅酸蓄电池的电动牵引车

2.14.3 电动车和混合电动车

电动车采用VRLA电池作为电源是首选的方案，主要是因为VRLA电池价格低、安全、铅的回收率高等原因。美国GM公司于1997年推出的EV-1计划就是采用VRLA电池作为动力电源，如图2-26所示。

汽车采用36V电池和现在汽车用12V电池有本质的区别，现在车用的12V电池的功能只是燃油汽车的启动、照明和点火，所以称为SLI电池，目前国内外大多数采用富液式铅酸蓄电池和富液式免维护铅酸蓄电池。采用36V电池的汽车，已经是一种微混合的混合电动车，电池不仅起到燃油引擎的启动、点火和照明作用，还有直流电动系统的动力电源、刹车时能源的回收储存，因此又是汽车的动力电池。国外已经开发的36V电池，主要是阀控式密封铅酸蓄电池。日本GS公司开发的36V阀控式密封铅酸蓄电池，采用了2×9单体的电池结构以及改性的AGM隔板，电池性能达到了36V/42V体系汽车的要求。

图2-26 EV-1电动车及其充电器