科华蓄电池12V38AH
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国内电动汽车动力电池及BMS发展
1.动力电池技术路线
动力电池是为电动汽车动力系统提供能量的蓄电池，主要包括锂离子电池、镍氢电池和铅酸电池等。
(1)不同电池类型技术路线a.铅酸电池由于安全性好，成本低，在微混和城市型纯电动汽车上具有一定优势。但由于能量密度低，无法在其它类型电动汽车上应用。
b.镍氢电池技术成熟、安全性好，在近几年内占据混合动力的主流地位，尤其是在轻混、中混和重混等车型上。但由于能量密度低，成本高，技术发展已接近极限，性能进一步提高的余地不大。
c.锂离子电池性能优良，适用范围广，具有良好的应用前景，将逐步占据未来市场的主流地位。但由于安全性和成本问题，日前尚处于发展期。
(2)锂离子电池技术路线锂离子动力电池的正极材料主要包括锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂等。
a.锰酸锂安全性较好，成本低，但高温性能较差，寿命较低。
b.三元材料能量密度高，性能比较均衡，但成本较高。
c.磷酸铁锂安全性最好，循环寿命长，但低温特性较差、能量密度较低。
目前国外多数电池企业，如松下、三洋、SBL、LG、JCS等，主要选择锰酸锂和三元材料；国内多数电池企业和美国A123，主要选择磷酸铁锂。从近期来看，锰酸锂和三元材料更为成熟，将首先产业化。从长期来看，磷酸铁锂可能逐步占据未来市场的主流地位。
2.国外发展情况
(1)国外主要材料企业技术先进，拥有相关发明专利，生产规模较大，材料售价较高。加拿大Phostech拥有磷酸铁锂原始专利，产品售价约为30万～40万元／吨。
(2)国外主要电池企业技术水平先进，尤其是动力电池一致性较好，使用寿命长，能满足整车要求，但成本较高。销售量已超过200万辆的丰田Prius采用镍氢电池，在欧洲保用8年，在美国保用10年，电池成本约为15～21元/Wh。
(3)国外汽车巨头和专业汽车配件公司纷纷选择与专业电池公司合作，利用电池企业的电芯专业制造能力，结合自身整车或配件的电控设计和系统集成能力，共同开发动力电池系统。如丰田和松下组建了PEVE公司，博世和三星组建SBL公司，日产和NEC组建AESC公司，JCI和SAFT组建JCS公司等，这一动向特别值得我们关注。
(4)政府重视动力电池与相关材料的研发，积极投入巨资资助企业开发。美国2009年投入24亿美元支持电动汽车的研发与产业化，主要涉及动力电池、材料及系统等。日本计划从2007年起，5年内投资245亿日元，用于研发车用动力电池。
(5)国外企业投入巨资扩大动力电池产能。日本企业如AESC计划投资1000亿日元，三洋计划投资800亿日元；美国企业如JCS计划投资2.2亿美元，A123计划投资6亿美元，以扩大锂离子动力电池生产规模。
(6)国外相关机构和企业已启动下一代新型动力电池开发项目。日本于2007年启动“发展新一代汽车和燃料计划”，目标是2030年后，将动力电池的质量能密度提高到日前的7倍，成本降低到目前的1/40。
3.我国发展现状
(1)动力电池材料
a.我国动力电池主要原材料资源丰富，产业化发展有保障。
动力电池主要原材料资源包括锂、石墨、稀土、铅等，这些资源在我国都有丰富的矿藏，都位居世界前三位，为动力电池产业化提供了有效保障。
b.锂离子电池负极材料已实现国产化，产品性能处于国际先进水平。
我国负极材料主要包括天然石墨、人造石墨和MCMB中间相碳微球等，产品基本覆盖国内市场，部分产品销量已进入全球前三位。
c.磷酸铁锂材料生产企业众多，能满足动力电池使用的较少。
国内有一百多家企业能制造磷酸铁锂材料，但只有少数厂家的产品能基本满足车用动力电池要求，且尚未完全解决产品稳定性问题。
d.锂离子动力电池隔膜材料已研发出样品，性能有待改进。
国内隔膜产品在传统锂离子电池市场已经部分替代进口产品，但动力电池隔膜全部采用进口，国产动力电池隔膜尚在样品开发阶段。
(2)动力电池a.锂离子动力电池已形成产品系列，主要为1～50Ah产品，部分厂家已开发50Ah以上产品，能支持样车和示范车型配套，但尚未形成产业化生产能力。镍氢动力电池也已形成产品系列，主要为6～100Ah产品，部分产品可与量产车型配套。
b.国内锂离子电池企业技术水平己取得一定进步，尤其是安全性指标进步明显。但企业技术水平参差不齐，产品一致性较差，总体与国际先进水平存在一定差距，且存在差距继续扩大的趋势。
在售后服务方面，国内多数锂离子电池厂家只提供1年质量保证期，个别厂家能提供3年质量保证期，而国外部分锂离子电池厂家能提供10年质量保证期。在产品价格方面，国内产品具有优势，镍氢电池成本约为10元/Wh左右，锂离子电池成本约为2.5～5元/Wh。
c.国内动力电池成组技术较落后，离产业化尚有较大差距。
个别厂家在电池成组技术方面已有一定基础，初步得到整车企业的认可。但与国际先进水平相比，在热管理、均衡、空间利用率等方面还存在较大差距。
d.国内企业规划扩大投资，积极进行产业化准备。
近年来，电池企业对产业化的投入急剧增加，如ATL、力神、比克、万向都计划超过10亿元的投资，以扩大锂离子电池产能。湖南神舟、湖南科霸、中炬森莱也都计划超过5亿元的投资，以扩大镍氢电池产能。但多数厂家在投入初期仍重点发展传统电池产品。
(3)电池管理系统a.经过“十五”和“十一五”的研究，我国在电池管理系统方
面已取得一定进展，产品功能较为完备，能支持示范车型配套，但尚未达到产业化程度。
b.电池和整车行业对电池管理系统都缺乏设计和生产经验，双方缺乏紧密合作。国内电池企业一般委托专业电子公司或高校开发相关系统，但对电池内部规律研究不够深入，缺乏数据积累，无法与设计公司进行深入沟通，影响产品性能。
c.目前产品功能较简单，虽具有基本的检测监控功能，但在数据采集的可靠性、SOC的估算精度、热管理、均衡、安全管理等方面与国外存在很大差距。
d.电子元器件多为非车用级，而且由于批量较小，多采用手工焊接的方式制造，产品电磁兼容性差，稳定性和可靠性低。
(4)动力电池回收与处理现状a.动力电池中所含的铅、强腐蚀溶液会对环境有严重的污染作用，废电池必须同收。而且动力电池中的铅、镍、稀土、锂等金属及其它材料具有回收价值，废电池回收有利于资源循环利用。
b.美、欧、日等发达国家已形成完整的回收体系。不仅制定了专门的法规制度，而且建立了专业性、规模性的电池回收再利用公司。国内尚未建立完善的回收制度与体系，部分回收公司不注意环保，造成二次污染。
c.由于车用动力电池的要求较高，部分动力电池虽然无法为车辆提供动力，但剩余容量还能满足一些储能装置的要求，所以采用梯级利用模式，能扩大部分动力电池的使用范围，降低使用成本。
4.我国动力电池及其管理系统存在的主要问题
(1)磷酸铁锂材料由于工艺控制困难，批次稳定性差，使电池制造工艺控制困难，造成电芯成品率低，导致电芯的制造成本高。且材料原始专利涉及核心问题，无法回避，面临较大风险。
(2)同前动力电池隔膜均采用进口，国内动力电池隔膜尚处于样品阶段，很难在短期内取代进口产品。
(3)隔膜和磷酸铁锂电池的关键生产设备依赖进口。
(4)动力电池单体样品的循环寿命可以达到较高水平，但由于产品一致性较差，电芯成组后，系统的循环寿命降低很多。
(5)在电池管理系统方面，缺乏熟悉电池和电池管理系统的复合型专业人员；产品系统功能简单，性能与国外存在很大差距；产品工程化设计能力较弱，产品可靠性差。
便携式设备的设计，很大程度上取决于电池的性能。
电池的关键指标当然是电池的使用寿命。从表面上看，这只是一个简单的规格，但它却涉及到了许多因素，其中包括：系统负载(满负荷电流的供电时间，部分电路或微安级电流供电时间)、电源效率、系统电源管理、电池类型和充电方式。
除了特殊的重要性之外，这些特性之间的相互影响还会增强或减弱最终用户的感受。一般情况下，当用户开始注意到电池的存在时，事情就变得比较棘手！好的产品设计既不需要频繁地更换电池(如电视遥控器)，也不需要频繁地给电池充电(电动牙刷)，使电池从用户的眼前“消失”掉。避免用户像关注设备的功能一样关注电池。
选择电池的化学性质
电池和系统之间的相互制约是设计中常常被忽视的问题，保证电池的容量与系统的需求相吻合非常关键。常用的电池类型有：碱性电池、镍氢电池(NiMH)和锂离子电池。它们之间是不可互换的，绝大多数产品都有一个最佳选择方案。
碱性电池
碱性电池是不可充电电池(近期的晚间电池广告中也一再强调这一点)，但他们具有极低的自放电率和成本(无需充电器或交流电源插座)。对于功耗较低的应用，碱性电池将是一个很好的选择，但须合理使用，静态电流或休眠电流都必需很低。
设计中一个常见的误区是：只关注工作效率，而忽视了“关闭”或“休眠”状态下的电流损耗，即使从电池消耗数十μA的电流也会导致电池的频繁更换。现在，许多设计中用软开关替代了机械开关(机械开关可以完全断开电池连接)，但是，这一设计误区与几年以前相比却更加普遍了。
可充电电池
当负载对于碱性电池而言过大时，需选用可充电电池，这对于笔记本电脑、PDA和蜂窝电话等便携式产品已经成为标准模式。可充电电池要尽可能少地“打扰”用户，对产品有促进作用，至少不会降低产品的性能。
有两种可充电电池的选择：镍氢电池或锂离子电池。 手机锂电池充电器电路
NiMH电池成本比锂离子电池低，当产品的正规使用状况对电池而言不安全时，这种选择将变得很敏感。这一问题对于缺少复杂的充电设计的低成本产品更为重要，因为NiMH电池适于完全充满和完全放电的过程。这对于常常会将电能完全耗尽的产品比较适合，如：电动工具。
另外一种适合NiMH电池的应用是替代碱性电池，电池能量耗尽时即从设备上移出电池，然后由外部充电器给电池充电。这种应用在数码相机中比较普遍，但需要用户的频繁干预。
许多便携式产品与上述情况不同，PDA、蜂窝电话需要定期充电，但它们只是偶尔消耗电量。这些产品最好选用锂离子电池，除了重量密度外，这种电池还具有两个重要优势：低自放电率，对于短时间的充-放电没有限制。消费者不用考虑“电池管理”问题，简化了产品使用。
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