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地球主要污染是“三廢“，即廢氣、廢水和固體廢棄物。廢氣是指人類在生產(chǎn)和生活過程中排出的有毒有害的氣體。特別是火力發(fā)電廠、化工廠、鋼鐵廠、制藥廠，以及煉焦廠和煉油廠等，排放的廢氣嚴(yán)重污染環(huán)境和影響人體健康?，F(xiàn)在的燃油汽車排放的尾氣含有鉛、苯和酚等碳?xì)浠衔?。空氣污染是世界上最大的威脅,除了盡量減少使用煤﹑石油外，還應(yīng)大力發(fā)展風(fēng)電、光伏發(fā)電、水電等綠色能源。其中，發(fā)展純電動(dòng)汽車、禁止銷售燃油車將有助于快速解決空氣污染問題。
據(jù)悉，中國燃油車禁售燃油車的時(shí)間已經(jīng)出臺(tái)，將在2035年實(shí)施統(tǒng)一，車企不允許對外銷售高污染燃油型汽車，禁令私自上路行駛。長安汽車已經(jīng)提出，會(huì)在2025年禁止銷售燃油車，比亞迪表示會(huì)在2030年讓旗下的汽油車全部退出汽車市場，北汽汽車隨后表示，最晚直到2025一定會(huì)和其他車企看齊，包括上海通用汽車公司也做出了相應(yīng)的策略，會(huì)大力研發(fā)完善新能源技術(shù)。海南計(jì)劃在2030年前實(shí)現(xiàn)全島使用新能源汽車。至此，海南成為我國首個(gè)宣布禁售燃油車的省份。
英國計(jì)劃2035年前禁售汽油和柴油汽車。法國2040年前或禁售汽油車和柴油車。德國2030年后禁售傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車。挪威與荷蘭2025年禁售燃油汽車。印度2030年全面禁售燃油車。禁售燃油汽車后，純電動(dòng)汽車將會(huì)有長足的發(fā)展。
如果純電動(dòng)汽車發(fā)展足夠成熟，續(xù)航里程可以超過燃油車，并且充電問題得到很好解決，電池壽命和汽車壽命一致，并且足夠安全，那么純電動(dòng)車型完全取代燃油車才有政策上實(shí)施的可能性。
談及電動(dòng)汽車，很多人還是心中彷徨:電動(dòng)車充滿電了能跑多遠(yuǎn)啊?別是去趟郊區(qū)就報(bào)警了啊;再說充電也慢啊;另外，想充電時(shí)，如果10分鐘內(nèi)不能找到充電站也是要急死人啊!如果需要充電幾個(gè)小時(shí)才能在上路，那也太耽誤事了……。這些如果是真的,這電動(dòng)車還真就不敢買了。但是，在技術(shù)突飛猛進(jìn)的今天，這一切問題都是可以解決的。
如果充電站已經(jīng)合理部署了，充電已經(jīng)不是問題了，那么，剩下來的問題就是充電時(shí)間了。車主肯定是希望快速充電，最好能在十分鐘內(nèi)充滿電，甚至充電比加油還快，那么，一切都會(huì)OK了!
一.電動(dòng)汽車采用的電池
目前市面上主流的新能源電動(dòng)汽車電池種類大致歸為鉛酸電池、鎳氫電池、鈷酸鋰電池、錳酸鋰電池﹑磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池（(鎳鈷錳酸鋰電池)等幾大門類。
鉛酸電池:成本低﹑低溫性好﹑性價(jià)比高;但能量密度低、壽命短、體積大、安全性差。由于能量密度和使用壽命很低，作為動(dòng)力的電動(dòng)車無法擁有良好的車速和較高的續(xù)航里程，一般用于低速車。
鎳氫電池:成本低、技術(shù)成熟、壽命長、耐用;但能量密度低、體積大、電壓低﹑有電池記憶效應(yīng)。由于其超強(qiáng)耐用性,被豐田混動(dòng)車型普銳斯長期采用。與鋰電池相比，電池單體電壓僅為1.2v，為鋰電池的1/3，因此需求電壓一定的情況下，鎳氫電池體積比鋰電池大不少。雖然性能優(yōu)于鉛酸電池，但是含有重金屬，遺棄后對環(huán)境將造成污染。
鋰離子電池:是目前最技術(shù)最先進(jìn)的電池之一。這種電池能量密度高，能存的電就多;循環(huán)壽命長，能充放電的次數(shù)就多，用的年頭也長?，F(xiàn)在用在電動(dòng)汽車上的鋰電池，主要是兩種磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池(三元鋰電池的“三元”指的是包含鎳(Ni)、鈷(Co)、錳（Mn)或鋁（A1)三種金屬元素的聚合物,在三元鋰電池中做正極。)
磷酸鐵鋰電池
磷酸鐵鋰電池?zé)岱€(wěn)定佳、安全、成本低、壽命長;但能量密度低、怕低溫。熱穩(wěn)定性是動(dòng)力鋰電池中最好的。電池溫度處于500-600℃時(shí)，其內(nèi)部化學(xué)成分才開始分解，并且穿刺﹑短路﹑高溫都不會(huì)燃燒或者爆炸，因此比松下的鉆酸鋰電池的安全性更高，使用壽命也較長。但能量密度低，導(dǎo)致電池重量更重，體積也更大，車輛續(xù)航里程一般。而其最大的痛點(diǎn)在于低溫充電問題，當(dāng)溫度低于-5℃時(shí)，充電效率低，不適合北方在冬天充電的需求。
三元鋰電池
再過幾年，就要看固態(tài)鋰離子電池了。固態(tài)鋰電池，電解質(zhì)由液體變成了固體，電容量大、充電速度快，又沒有電解液泄漏起火的風(fēng)險(xiǎn)，可謂理想的動(dòng)力電池。全球已經(jīng)有幾家公司推出了固態(tài)電池的原型電池，也許三五年之內(nèi)，這種電池就會(huì)異軍突起。
燃料電池被認(rèn)為是未來理想的清潔能源之一。它是一種把燃料所具有的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)裝置。將燃料和空氣分別送進(jìn)燃料電池，通過一系化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生出電能，驅(qū)動(dòng)車輛使用。而且，因?yàn)槿剂想姵赜萌剂虾脱鯕庾鳛樵?同時(shí)沒有機(jī)械傳動(dòng)部件，故沒有噪聲污染，排放出的有害氣體極少。由此可見，從節(jié)約能源和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的角度來看,燃料電池具有較大的發(fā)展前景。目前，燃料電池汽車主要集中在商用車領(lǐng)域，主要是因?yàn)槿剂想姵卦诤突瘜W(xué)電池同樣能量下，體積要大出幾倍。
在快速充電方面，據(jù)國外媒體報(bào)道，新加坡的南洋理工大學(xué)的研究人員最近發(fā)明了一種新型的快速充電的鋰電池，使用壽命長達(dá)20年。這種電池的創(chuàng)新在于使用二氧化鈦納米管而不是傳統(tǒng)的石墨材料作為電池的陰極。這種新型電池尚沒有投入大規(guī)模生產(chǎn)和走向市場的明確時(shí)間表，但它所使用的鈦納米管是一種易于加工的且成本相對較低的原料，所以前景十分光明。想象一下你可以用幾分鐘而不是幾個(gè)小時(shí)給一輛電動(dòng)汽車充滿電，而且可以一直開到車被淘汰都不需要更換電池的情景是多么的誘人。
另外，一家以色列名為StoreDot 的公司近來宣布成功研發(fā)出一種汽車超級充電鋰電池技術(shù)，其中包括電池組和專用充電樁。介紹顯示，StoreDot 公司的超級充電技術(shù)可在5分鐘內(nèi)為電動(dòng)汽車補(bǔ)充能夠續(xù)航480公里的電量，這與傳統(tǒng)汽車加滿一箱油的時(shí)間相差無幾。
StoreDot公司的CEO Doron Myersdorf指出，這項(xiàng)超級充電技術(shù)中所利用的電池采用了一種新的技術(shù)——多功能電極(multifunction electrode，MFE)。MFE使用了導(dǎo)電聚合物和金屬氧化物作為電池材料。前者允許電池接收快速充電,而后者則用來把迅速聚合的鋰離子慢慢流進(jìn)電極。這一快一慢兩個(gè)過程既保證了充電的快速性，又避免了電極崩潰或者壽命變短。
Doron Myersdorf強(qiáng)調(diào)，這種快速充電電池內(nèi)部的電阻非常小，在充電過程中產(chǎn)生的熱量非常少，其壽命是普通鋰電池的三倍左右。當(dāng)然，對于消費(fèi)者來說，才懶得管你電池內(nèi)部用的是什么新技術(shù)，更多人更關(guān)心的是性能與價(jià)格。對此， Doron Myersdorf表示快速充電電池的造價(jià)將比鋰電池高出20%-30%，但由于壽命更長，所以均攤下來反而會(huì)比使用鋰電池更便宜。
二.電動(dòng)汽車電池的充電方式
電池標(biāo)稱容量一般用C表示。例如100AH的電池標(biāo)稱容量就是一個(gè)c (1c) , 200AH的電池標(biāo)稱容量也是一個(gè)C。充電時(shí)間的計(jì)算:理論上的鋰電池充電時(shí)間是電池標(biāo)稱容量C與電流之比:
即為:鋰電池充電時(shí)間(h)=電池容量C (Ah)÷充電電流(A)
由于鋰電池有內(nèi)阻，實(shí)際充電時(shí)刻要大于上述理論充電時(shí)間，為了使鋰電池充電時(shí)間滿足滿電要求,一般要依據(jù)充電電流所占電池容量C比值的大小設(shè)定一個(gè)大于1的系數(shù)。
比如:當(dāng)充電電流小于等于電池容量C的5%時(shí)系數(shù)為1.6，此刻:
鋰電池充電時(shí)間=電池容量C÷充電電流×1.6
以此類推,依據(jù)充電電流所占電池容量份額的大小，鋰電池充電時(shí)間核算時(shí)的系數(shù)還有
1.5 (5%C<充電電流≤10%C),慢速充電
1.3 (10%C<充電電流≤15%C) ，慢速充電
1.2 (15%C<充電電流≤20%C) ,慢速充電
1.1 (20%C<充電電流)，快速充電
例如:一組100AH (=1C)的鋰電池,用5OA (=50%C)充電,需要2.2小時(shí):
2.2小時(shí)=100AH÷50A×1.1
充電電流在0.1C-0.2C之間時(shí)，我們稱為慢速充電。充電電流大于0.2c，小于0.8C則是快速充電。而當(dāng)充電電流大于0.8C時(shí)，我們稱之為超高速充電。這樣看來，充電電流越大，充電時(shí)間越短。但是，充電電流越大，電池內(nèi)阻發(fā)熱越嚴(yán)重，這將大大地縮短電池的壽命。
第一種就是常規(guī)的充電方式。這種充電方式充電時(shí)間較長，是慢速充電，采用恒壓、恒流的傳統(tǒng)充電方式對電動(dòng)汽車進(jìn)行充電。這種方式的充電電流不大，只有大約15A左右。相應(yīng)的充電器的工作和安裝成本比較低，簡單易操作。這種充電方式可用在電動(dòng)汽車家用充電設(shè)備和小型充電站上。由于在充電時(shí)只需要將車載充電頭插到停車場或者家用的電源插座上，因此，充電過程一般由客戶自己獨(dú)立完成。
第二種充電方式是快速充電。這種充電方式是以150到400A的高充電電流在短時(shí)間內(nèi)為蓄電池完成充電。相對于常規(guī)的充電而言，成本要高。所以快速充電又被稱之為迅速充電或者是應(yīng)急充電。其目的就是保證電動(dòng)汽車在短時(shí)間快速充滿電。這個(gè)時(shí)間通常與燃油車加油的時(shí)間是近似的。一般多用在大型充電站。
第三種方式是無線充電。這種充電方式的原理是將電能轉(zhuǎn)化成一種特殊的激光或者是微波束，在車頂安裝一個(gè)專用的天線接收即可。公路上行駛的電動(dòng)汽車可通過安裝在電線桿或其他高層建筑上的發(fā)射器快速補(bǔ)充電能，電費(fèi)從汽車上安裝的預(yù)付卡中扣除。目前還不能商業(yè)化。
第四種充電方式就是更換電池充電技術(shù)。這種技術(shù)主要是在蓄電池電量耗盡時(shí)，用充滿電的電池替換下已經(jīng)耗盡點(diǎn)亮的電池，蓄電池回歸服務(wù)站。電動(dòng)汽車只需要跑租借電池即可。這種方式已在北京等城市試用。
第五種充電方式就是移動(dòng)式充電方式。這是最理想的充電方式。主要的方式是在汽車巡航的時(shí)候就能給汽車充電?？蛻艟蜎]必要去尋找充電樁，并花費(fèi)時(shí)間去充電。移動(dòng)式充電是預(yù)先將充電裝置埋在一段路下面，即充電區(qū)。接觸式和感應(yīng)式的都可以實(shí)行。這種充電方式成本巨大，目前仍處在理論研究階段。但是前景十分廣闊。
三.電池監(jiān)控管理系統(tǒng)
電動(dòng)汽車的電池實(shí)際上是由很多節(jié)電池串聯(lián)在一起組成了電池組，這樣才能獲得足夠高的電壓。為了保證電池組工作的安全性與可靠性,必須隨時(shí)監(jiān)測電池組的電池電壓、充電電流、放電電流、電池溫度、每節(jié)電池的內(nèi)阻、電池組的剩余電量、判斷單節(jié)電池的健康狀態(tài)等等，所以，電動(dòng)汽車需要配置一套電池實(shí)時(shí)監(jiān)測管理系統(tǒng)。
電池實(shí)時(shí)監(jiān)測管理系統(tǒng)可以隨時(shí)隨地的監(jiān)測電池組及每節(jié)電池的電池電壓、電池內(nèi)阻、電池溫度等重要的參數(shù)，同時(shí)監(jiān)測電池充放電的充電電流和放電電流,保證電池充電時(shí)不會(huì)過充電，放電時(shí)也不會(huì)過放電,并且隨時(shí)隨地的報(bào)告每節(jié)電池的健康狀態(tài)，以便對電池進(jìn)行維護(hù)。
四.結(jié)束語
電動(dòng)汽車越來越成為人們所討論的話題當(dāng)然大家也非常關(guān)心電動(dòng)汽車的電池與充電方式。如今電動(dòng)汽車已逐步成熟，隨著電池技術(shù)與充電技術(shù)的不斷進(jìn)步，充電站問題的解決,燃油汽車將會(huì)很快的被淘汰，電動(dòng)汽車的春天即將來臨!
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