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混能車電池組的進步

發表： 2016年06月09日

（大紀元記者玉山綜合編譯報導）電池組可以說是混合動力汽車毫無爭議的最重要的部份之一。如你所知，混合動力汽車結合內燃機和電動機的動力，兩者協同工作。為汽車的汽油引擎提供能量的汽油儲存在燃料箱裡，而電動機則從不同的渠道，也就是電池組，獲得能量。

電池組存儲並提供必要的能量來驅動混合動力汽車的電動馬達。沒有電池內部發生的化學反應，也就不可能存在混合動力技術，也就沒有混合動力汽車。

但是，儘管電池組對混合動力汽車的突出性和重要性不言而喻，但它們同時也有亟待改善的空間。正是汽車電池組的一些尚待克服的缺點，成為了混合動力技術懷疑論者的論據。例如，它們不能夠提供足夠的電力，因此混合動力汽車啟動較慢；電池太重，一定程度上抵消了混合動力車所謂的燃油經濟性；許多電池所使用的材料是鉛，對環境有害，違背了大家熟悉的「環保」效應。

然而可喜的是，這並沒有阻止生產廠商研發技術，改進產品的努力。正是這種持續不斷地努力帶來的技術和材料方面的進步，使得汽車電池組已經在許多方面有了極大的改善。下面是混合動力電池組已經取得顯著進步的五個方面。

1) 成本更低，價錢更便宜

使得潛在的混合動力汽車購買者最終作出決定的最大障礙是更換電池組的成本太高。電池組的成本通常約$3,000，在整車成本中佔有很大的比例。對於擔心電池組失效而導致的更換電池組所帶來的高昂費用，導致許多司機在作出購買混合動力汽車時止步不前。

但是，電池價格，以及電池的故障率，與十幾年前相比已經大幅下降。簡單地說就是，相較於十年前，現在的電池價錢更便宜，持續無故障時間更長。舉例來說，2001年，可更換電池組在混合動力汽車上的成本約為$10,000。而最近Honda已經將更換電池的價格從$3,400下調到$1,968。在不久的將來，Toyota也計劃大幅削減更換電池組的成本，而現在Toyota混合動力汽車更換電池組的費用大約為$3,000。此外，豐田第一代普銳斯的電池故障導致更換電池的比例約為1％，而驟降到第二代的0.003%。

2) 鋰離子電池

大多數混合動力汽車的電池組使用鎳金屬氫化物（NiMH）電池。目前，鎳氫電池是混合動力汽車的可靠能源，而且使用壽命長，價格相對低廉。事實上，一些低功耗的電池組的成本可以低至$600。當然，如果要求更大的能源輸出，其電池的成本也會上升，而且由於鎳的價格昂貴，降低成本的潛力也相對有限。對於大功率的混合動力汽車電池，必須使用其他的電池技術。

鋰離子（Li-ion）電池是就是這類技術中比較成熟的一個。現在我們許多人所使用的各種電子設備多數都是使用鋰離子電池技術。如果你擁有一台筆記本電腦或MP3播放器的音樂，很可能它們就是使用的鋰離子電池。鋰離子電池小且輕，使其在可充電電池市場上極具吸引力。對於混合動力汽車，相對於鎳金屬氫化物電池而言，鋰離子電池可以以較低的重量和較小的體積提供更高的功率和能量。

使用在混合動力汽車上的鋰離子電池技術還需要進一步改善，因為其可靠性仍有待提高，並且其成本比鎳氫電池技術高。但是，如果目前在鋰離子電池技術方面的努力繼續下去，您應該會看到更小，更輕的鋰離子電池組應用在混合動力汽車上。

3) 新型鉛酸蓄電池的技術進步

雖然鋰離子電池有替代鎳氫電池潛力，但是目前大規模用在混合動力汽車上仍然有價格過高，且有可靠性問題。現在的鎳氫電池可能也不便宜，但它們的成本有進一步下降的空間。那麼降低電池成本的渠道和技術在哪裏呢？

你可能會感到驚訝的是，鉛酸蓄電池是降低電池成本的潛在解決方案。這個結論之所以令人驚訝，是因為製造這種電池的材料不僅非常重，而且是對環境有害的物質。

但是，鉛酸蓄電池已經存在了很長一段時間。這種蓄電池是由法國物理學家加斯頓普蘭特於1859年發的。澳大利亞和日本的研究人員對這種電池進行了長時間的研究，並找到了改進的辦法。這些研究人員發明了所謂的超級電池。所謂的超級電池就是使用超級電容器和電池一起為汽車提供動力。這種超級電容可以短時間內給混合動力汽車提供必需的加速能量而不降低電池的儲能特性。

雖然汽車行業整體來講仍然不是特別願意將鉛酸電池技術用在混合動力汽車中，這種電池系統確實有成本上的優勢，一組電池可能只需$1,000或更少，2010年之前一些日系車已經使用了這種超級電池技術。

4) 電池壽命更長

多年來關於電池壽命短，而且失效率高的謠言確實已經嚇跑了不少潛在的混合動力汽車買主。很多混合動力車買主詢問他們是否最終需要更換電池組，已經需要多長時間，4年？5年？或者7年？

事實是，汽車公司保證他們的混合動力電池組的壽命和汽車整車的壽命一樣長。最近幾年這個數字一直是約10萬英里（160934公里）以上。在某些情況下，電池的質量保證一般是8年甚至更長的時間。換言之，如果電池在汽車質保期內由於某種原因失效，那麼汽車整車的質保仍然包括電池在內，因此更換電池的費用仍然在汽車的整車的質保內，製造商將支付更換費用。例如2010年的Toyota Prius的電池，其質量保證是10年，15萬英里（341402公里）。

5) 重量更輕

沉重的電池，對於有環保意識，在乎汽車油耗的司機而言是一個巨大的障礙。您的車的重量越重，要駕駛你的汽車前行就需要更多的燃料。這就是為甚麼人們一再提醒你，如果你想省下更多的汽油錢，就把你汽車後備箱裡，或者後座上的不必要的物品般出來。

研究人員當然也知道這個問題。因此許多研究人員已經在減輕混合動力汽車的電池組的重量方面做了大量的研究。例如，麻省理工學院（MIT）一個研究小組已經找到了一種方法，使鋰離子電池更輕，放電速度也更快。鋰離子電池原來的問題是其放電速度相對比較緩慢，科學家們最初認為是由於鋰原子通過電池材料的速度過於緩慢。但是麻省理工學院的研究人員認為這可能是納米級水平上的某種原因減緩了離子移動的速度。

磷酸鋰塗層有助於加速離子移動，使它們更容易地快速到達電池端子。新電池材料也終止了電池的降解，這意味著相比於以前，製造商可以將電池尺寸減小很多。◇