混合動力車" title="混合動力車">混合動力車進入鋰離子時代(上)" height="534" src="http://files.chinaaet.com/images/20110825/3e2faa18-22d6-457d-8665-7a3626468877.jpg" width="400" />　　

　　混合動力車（HEV）采用鋰離子充電電池（以下簡稱鋰電池）的趨勢開始擴展開來。鋰電池與以往的鎳氫（Ni-MH）電池相比可實現小型輕量之外，還可提高電池的輸出功率，由此增加HEV的動力性能正是鋰電池的魅力所在。雖還存在成本高的課題，但近來已下降到了與Ni-MH電池相當的程度，促使汽車廠商加速采用。

　　本田在2011年4月舉行的紐約車展上，發布了第9代新款“思域”。新款思域目前尚無在日本上市的計劃，但其之所以備受關注，是因為該車的混合動力款——思域混合動力車是該公司首次配備鋰電池的混合動力車。

　　隨后在5月份，豐田上市了以“普銳斯”為原型、擴大了室內空間的HEV旅行車“普銳斯α”。普銳斯α有7座款和5座款兩種車型，其中7座款采用了鋰電池。

　　豐田除了在2003年上市的“威姿”怠速停止機構車型上作為發動機重啟電源采用了鋰電池外，還在2009年12月限量上市的插電式混合動力車（PHEV）“普銳斯插電式混合動力”上配備了鋰電池。但在量產型混合動力車的動力用途上采用鋰電池還是首次。

　　小型輕量化是鋰電池魅力所在

　　日產汽車已經于2010年11月上市了配備鋰電池的HEV“風雅混合動力車”。日本的三大汽車廠商在2010年底至2011年上半年期間相繼上市了配備鋰電池的HEV（表）。

　　與Ni-MH充電電池相比，鋰電池的魅力在于可實現電池的小型、輕量化。三公司在HEV上采用的鋰電池，均為每單元的電壓為3.6V，是單元電壓1.2V的Ni-MH充電電池的3倍。另外，鋰電池與Ni-MH充電電池相比，正極和負極的活性物質容易以較薄的厚度涂布在極板上，由此可降低內部電阻。電動汽車（EV）使用的電池，可利用這一特點來提高重量能源密度，作為HEV的電池也可用來提高輸出密度。

　　此次各公司在HEV上配備的鋰電池的單位重量輸出密度為3550～4000W/kg，比原來的Ni-MH電池的約1200W/kg提高到了約3倍以上（表）。也就是說，僅從數值來看，輸出功率相同時，電池的重量就可以減小至1/3。另外，表中雖沒有給出單位體積的輸出密度，但如果輸出功率相同，則鋰電池的體積也可縮小至Ni-MH充電電池的一半以下。

　　不過，在實際商品中如何發揮這些特性，此次三家公司的思路完全不同。日產為實現高動力性能和燃效，采用了“輸出重視型”電池；而豐田需要在有限的空間內配備電池，因此采用了“小型輕量化”的設計；本田則采用了在實現電池小型輕量化的同時，還能提高輸出功率的“均衡型”。下面看一下三家公司電池的實際情況。

　　IPU尺寸未變

　　本田的新款思域混合動力車上的IPU（Intelligent Power Unit）集電池、逆變器及DC-DC轉換器等為一體，其尺寸與用于原思域混合動力車的IPU相同（圖1）。新款思域混合動力車是該公司首款使用鋰電池的車型，采用了重視車輛碰撞時安全性的設計。同時還考慮到了萬一開發時間出現延誤，可立即替換為原來使用Ni-MH電池的IPU。不過，正如下文將要觸及的，內置的鋰電池比原來的Ni-MH充電電池大幅實現了小型輕量化。

　　圖1：新款“思域混合動力車”的IPU（Intelligent Power Unit）

　　集成有充電電池、逆變器和DC-DC轉換器等。尺寸與原來的思域混合動力車IPU相同。

　　負責新款思域混合動力車混合動力系統開發的本田技術研究所汽車研發中心第3技術開發室第2部主任研究員藤木有司就采用鋰電池的理由，提到了“兼顧燃效和動力性能”的特點。

　　新款思域混合動力車不但較老款提高了燃效，還確保了動力性能，不必再辯解說“因為是混合動力車，所以……”。為此本田將發動機排量由原來的1.3L提高到了1.5L。但排量增加會導致燃效降低。為彌補這一點，通過提高電池和馬達的輸出功率，加大了馬達的輔助量以及制動時的能源回收量。

　　新款思域混合動力車的市區燃效、高速燃效及混合模式燃效均為44英里/加侖（18.7km/L），與原思域混合動力車的40、43、41英里/加侖（17.0、18.3、17.4km/L）相比，混合模式燃效提高了7％，“實現了轎車中的頂級燃效”（藤木）。同時，動力性能也“不輸給2.0L發動機車”（藤木）。

　　電池成本與原來相同

　　本田在思域混合動力車上采用的鋰電池是外殼材質使用鋁（Al）合金的方形單元，正極采用Li（Co-Ni-Mn）O2（鈷·鎳·錳酸鋰）3元類材料（圖2）。負極材料采用硬碳（Hard Carbon）。單元由本田與GS Yuasa Power Supply（GS湯淺的全資子公司）的合資建立的Blue Energy公司生產。（未完待續 記者：鶴原 吉郎）

　　圖2：新款思域混合動力車使用的方形單元

　　上部可以看見集電極。

--來源：技術在線