汽车蓄电池的发展方向
纯蓄电池驱动汽车行驶的优点
蓄电池驱动的轿车就是用所携带蓄电池中的电 能代替燃油 （气） 汽车携带汽 （柴） 油燃烧的热 能。使用纯蓄电池驱动轿车的最大好处是无空气 污染，并且机动行驶能力与燃油 （气） 轿车是一 样的。如果纯蓄电池驱动的轿车在续驶里程（充满一 次电或加满一次油能够行驶的最大里程叫一个续驶 里程）、充电时间、动力性能、百公里费用、年折 旧费用、购车价格上与燃油（气）轿车基本相同的 话，消费者就能够愿意购买这种纯蓄电池轿车，用 来代替燃油（气）轿车，从而达到使用无空气污染 轿车的目的。这是最理想的要求，也是我国乃至全 世界科技工作者的奋斗目标。然而，实际情况与理 想还有很大的差距。
消费者对当前国产电动汽车的态度
当前，消费者对我国生产的纯蓄电池驱动的轿 车多持不满意的态度。所谓不满意之处，也就是当 前生产的纯蓄电池轿车的缺点。总体来说，广大消费者对我国当前生产的纯蓄 电池驱动的轿车是不满意的，具体表现在：当前国 家大力提倡使用纯蓄电池轿车，并且采用价格补 贴、减免购置税、设立配套充电站、对购置燃油 （气）轿车者按排量征收环保税费、规定行政事业 单位购轿车必须购买一定比例的纯蓄电池轿车等多 种措施。即使这样，购买纯蓄电池轿车的数量与购 买燃油 （气） 轿车的数量相比，仍然占很小的比 例，没有达到预计的目标（以携带燃油（气）发动 机为增程手段的新能源汽车不包括在内）。 那么，采取这么多的鼓励措施消费者仍然不愿 意买纯蓄电池轿车的原因是什么呢？经调查，原因 不在于车本身的质量、不在于电费高（蓄电池轿车 百公里耗电10度，电费是燃油（气）轿车油费的1/ 9左右）、也不全在于消费者没有环保意识，而在于 驱动轿车的蓄电池性能让消费者不满意，具体表现 如下。
（1）蓄电池电能储存量少 下面以与燃油（气)轿车满油箱汽（柴）油重量 相等的蓄电池相比较。 当前驱动轿车的铅酸蓄电池价格最低，其轿车 价格也最低，但跑完燃油（气)轿车的一个续驶里程 要充5次电 （铅酸蓄电池轿车的一个续驶里程是 50～120 km）。锂电池等新材料电池储存电量多一 些，但也只达到燃油（气）轿车一个续驶里程的1/ 3左右，即燃油（气）轿车每加一次油，则锂电池 轿车要充3次电 （锂电池轿车的一个续驶里程是 130～250 km）。
（2）蓄电池充电时间长 当前生产的驱动轿车用蓄电池 （也叫动力电 池），无论铅酸蓄电池还是锂电池等新材料电池， 充满电时间都在3～8 h之间，即快充满电需要3 h，慢充满电需要8 h。少于3 h的快充电对电池损 害极大，不能采用。假设蓄电池轿车按平均80 km/ h速度行驶，按以上数据计算，铅酸蓄电池轿车每 跑1～2 h要充3～8 h电；锂电池轿车每跑2～3 h要 充3～8 h电。这样慢的充电速度，对于需要跑长途 的消费者来说，是不能接受的。
如果在蓄电池轿车上加装燃油（气）发动机做 为增程手段（当前此类车比较多），就又回到了污 染空气的老路上，是最不科学最不合理的，从长远 看应该废止。即使当前有很大一部分消费者购买此 类汽车也应该废止。 即使用增加蓄电池重量的方法也行不通。若用 此法达到燃油（气)轿车的续驶里程，就不能坐人 了，就失去了轿车的作用。另外，这样做在经济上 也行不通。 如果用增设更换动力电池（用无电的电池换充 满电的电池，交一定的费用）服务站的方法增程也 行不通。这样做一则需要服务人员多、装卸机械 多，工作量太大；二则动力电池品种、型号太多， 每天的用量也不均衡，服务站很难备齐；三则新旧 好坏不等，很难做到双方都满意。总之，此方法很 难服务到位，很难让消费者满意。
（3）蓄电池使用寿命短 当前生产的动力电池，不论普通电池还是锂电 池等新材料电池，最长的使用寿命是4年。当前一 个续驶里程在200～250 km的蓄电池轿车，其蓄电 池价格在6万元左右。照此计算，每年蓄电池的折 旧损耗在1.5万元以上。也就是说，消费者每年用 蓄电池轿车节省的行驶费用（燃油轿车的油费减去 蓄电池轿车的电费之差，就是节省的行驶费用）， 需要减去约1.5万元的蓄电池折旧损耗，才是纯节 省的行驶费用。这也影响到消费者购买使用纯蓄电 池轿车的信心。
（4）电量剩1/4时，车速太慢无法行驶 动力电池的电量所剩不到一半时，车速会随着 电量的逐渐减少而逐渐降低直到停车。当车速低 于15 km/h以下时，因车速太慢消费者一般不使 用。因此，消费者应用的续驶里程是出厂标注的 3/4左右。 动力电池以上这4种缺点，是制约蓄电池轿车 业发展的技术瓶颈问题，此问题是世界性的难题。 而前3种难题是最主要的。就因为这3种难题没有 解决，才使得消费者对购买和使用纯蓄电池驱动的 轿车热情不高，国家即使采用了多种优惠政策，其收效也不太明显。 那么，动力电池的技术瓶颈问题就不能打破 吗？就不能有一个技术的飞跃吗？现在，对于动力 电池充电时间长和使用寿命短的问题，在技术上应 该得到了突破，至少看到了成功的希望。 1.3 电池充电时间长、使用寿命短的问题有望得到 解决 据2014年10月14日人民日报报道，新型电池 充满电仅需5分钟。 据该报报道：新加坡南洋理工大学研究人员表 示，他们经过三年努力，成功研制出一种超快速充 电电池，两分钟即可充电 70%，充满电仅需 5 分 钟，并且电池寿命长达20年。现在的电池一般可充 电500次，按每天充电一次计算，大约为两年使用 寿命。而新型电池可充电1万次，按每天充电一次 的假设，其寿命至少20年。 据介绍，传统锂电池的电极使用石墨，而该新 型电池使用二氧化钛的新型凝胶材料来代替，并且 使用新技术使材料形成微小纳米管，加快电池中的 化学反应速度，令电池可以极快速充电。 虽然上述报道内容没有提到已经研制成功的极 快速充电电池是否可以直接用于驱动汽车，但是， 蓄电池充电慢和使用寿命短的原理问题已经得到解 决。我国完全可以通过引进或自主研发，在这个基 础之上，通过我国广大科技工作者的不懈努力，应 该能够研制出极快速充电和使用寿命长的动力电 池，用来驱动汽车行驶。 作者认为，如果驱动汽车的蓄电池充满电时间 能够缩短到10～15 min，即使动力电池存电量少这 个技术瓶颈问题没有解决，消费者也能够接受这种 纯蓄电池轿车。也就是说，普通蓄电池驱动的轿车 每跑 50～120 km （1～2 h） 需要停车充电 10～15 min；锂电池驱动的轿车每跑130～250 km （2～3 h）需要停车充电10～15 min，那么，就可以解决 消费者停车充电等待时间过长的问题。同时，动力 电池的使用寿命能够加长的话，再加上国家对购买 蓄电池轿车的一系列优惠政策扶持，按现在的电价 不变，那么，消费者购买使用纯蓄电池轿车的积极性就必然极大提高，纯蓄电池轿车的销售量就必然 大幅度上升，就能够基本上达到用节能环保的纯蓄 电池轿车代替燃油（气）轿车的目的
目前实用的三种车型
设想了“蓄电池有线电 力两用轿车（简称A型车）蓄电池超级电容两 用轿（客）车（简称B型车”和“燃油（气）有线 电力两用大型货车（简称C型车）这三种车型，并 且分析了各自的优缺点，主张在动力电池的技术瓶 颈问题没有打破之前，为解决燃油（气）汽车的尾 气排放问题和减少燃油（气）消耗量，应该根据实 际情况，试用这三种车型。 A型车是蓄电池与有线电力两套动力系统，跑 短途用蓄电池驱动，跑长途进入有线电力车站后在 其公路上用有线电力驱动，相当于现在的“无轨电 车”。该车优点是蓄电池轿车用有线电力增程，纯 电驱动，无空气污染，无限续驶里程；缺点是有线 电力公路建设费较高。 B型车是蓄电池与超级电容两套动力系统，其 特点是两套动力系统可以根据充电站情况任意选择 使用。利用超级电容充电快（充满电仅0.5~1 min） 的特点，即充即走。超级电容的优点是充电快，动 力强劲，纯电驱动，无空气污染，有机动行驶能 力；缺点是续驶里程短（3~5 km），因此停车充电 频繁。 C型车是用现在的燃油（气）大型货车加装有 线电力驱动系统增程，优点是跑长途纯电驱动， 无空气污染，无限续驶里程。该型车虽然也用燃 油（气），但由于大型货车所跑路程主要是长途， 用有线电力系统跑长途，就可以大量节省燃油 （气）消耗，解能减排效果相当显著；缺点也是建 设费较高。综上所述，A型车和B型车都是纯电驱动，动 力强劲，无技术瓶颈问题，只是机动行驶能力都不如单纯蓄电池驱动的汽车。如果蓄电池汽车的充电 时间能够缩短到10~15 min，动力电池使用寿命能 够加长，消费者能够普遍接受蓄电池汽车时，还是 发展蓄电池汽车为第一选择。如果解决动力电池的 技术瓶颈问题遥遥无期，为解决我国燃油（气）汽 车的空气污染问题，应该优先考虑选择A型车和B 型车。 由于大型货车需要的驱动力很大，在动力电池 存电量少这个技术瓶颈问题没有解决之前，不论其 它技术瓶颈问题是否解决，都不能用蓄电池驱动行 驶，而只能用有线电力和燃油（气）系统驱动，所 以，要想解决燃油（气）大型货车的空气污染问题 （同时为大量节省燃油资源），现在就应该考虑应用 C型车。