新型电动工业车辆蓄电池开发可行性分析
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摘要：影响电动工业车辆发展的关键是蓄电池技术，目前广泛使用的铅酸蓄电池已不能适应电动工业车辆的发展需求，急需研制高效、寿命长、比能高、安全可靠的新型环保蓄电池。
能源和环保问题是当今世界经济发展的两大难题，近几年的国际石油价格大幅攀升、《京都议定书》的生效以及世界经济高速增长所引发的石油危机带来的压力，必将促进电动工业车辆的广泛使用。
从技术角度看，影响电动工业车辆发展的关键是蓄电池技术。目前广泛使用的铅酸蓄电池存在体积大、质量大、衰退严重、寿命短以及严重的重金属污染等突出问题，已不能适应电动工业车辆的发展需求，急需研制高效、寿命长、比能高、安全可靠的环保新型蓄电池。同时，解决制约电动车辆推广使用的蓄电池问题，又能够极大地释放市场需求。
技术可行性分析
目前，电动工业车辆应用最广泛的电源是铅酸蓄电池，但随着电动汽车技术的发展，铅酸蓄电池由于比能量较低、充电速度较慢、寿命较短，逐渐被其他类型的蓄电池所取代。正在发展的电源主要有钠硫电池、镍镉电池、锂电池、燃料电池、飞轮电池等，新型电源为电动工业车辆的发展开辟了广阔的前景。
总体上，电动工业车辆对动力源系统的要求体现在：高比能量、高比功率、快充和深放电能力；寿命长；安全性好，且成本低廉；对环境无危害，可回收性好。
表1为现有的蓄电池系统简单比较，可以看出，磷酸铁锂蓄电池能很好地适应电动工业车辆使用要求。与铅酸蓄电池相比，磷酸铁锂蓄电池在电动工程车辆中应用时，存在以下突出优势：
1 大幅提高了蓄电池的使用寿命
在合理充放电的情况下，磷酸铁锂蓄电池的循环使用寿命是铅酸蓄电池的3～4倍，是替代铅酸电池的理想能源。
2 充电快速，提高整机使用效率
可快速充电，同时，磷酸铁锂电池无记忆性，可随充随用，无需先放完再充电，用户可根据自己的使用要求随充随用，大大提高了电动车辆的实用性和方便性。
3 高比功率、高比能量
高比能量的磷酸铁锂蓄电池的工作时间是同等质量铅酸电池的3～4倍，同时减少了工业车辆运行作业的“虚功”。高比功率摆脱了电池体积、重量的限制，外观设计更加灵活，使电动车更具个性化、人性化，因为质量小，平时可随车携带备用电池，如此一来，工业车辆的使用率几乎可达100％。
4 输出特性好
铅酸蓄电池会因电容量的下降而影响到输出电压，导致驱动系统运行能力降低；磷酸铁锂蓄电池完全没有这一顾虑，因为它只有在电容量剩余10％左右时，电压才会开始下降，而在此之前，电压都是保持稳定。
5 绿色环保
磷酸铁锂材料无任何有毒有害物质，且在生产及使用中均无污染，是真正意义上的绿色环保产品，被世界公认为绿色环保电池，因此被列入“十五”期间的“863”国家高技术研究发展计划。
风险分析
虽然磷酸铁锂蓄电池拥有很多优势，但同时也存在使用安全性及可靠性的问题。由于磷酸铁锂蓄电池的比能量很高，在电动工业车辆多变的环境下使用时，容易出现着火等危险。此外，还需解决各单体电池之间的均衡电压控制，以及在颠簸的作业路面上运行时，各单体电池间的连接可靠性等问题。
目前，市场上采用铅酸、镍氢、镍镉等动力电池居多，但随着近几年的使用推广，这些曾经风靡一时的电池逐渐暴露出各自的弊端，例如，铅酸电池的比能量低，循环寿命短，比功率低，需经常维护；锰酸锂、钴酸锂电池滥用测试时容易导致热失控(同时释放助燃剂氧)，进而起火、爆炸。由此可见，选用适合的蓄电池作为动力电源非常重要。经济性分析
目前，铁锂电池的价格为3125元／kVA，而铅酸蓄电池的价格为764／KVA。随着工艺技术的提高，铁锂电池的价格下行空间很大，而铅酸蓄电池技术已没有上升空间，而且铅的价格一直呈上行趋势，因此其成本亦无下调空间。
提高电动工业车辆的市场份额不是一个临时的短期措施，而是长远的战略考虑。预计到2012年，磷酸铁锂蓄电池将成为电动工业车辆的主流配置，届时因其产量的提高，价格将接近甚至低于原有的铅酸蓄电池，电动工业车辆的能源系统将达到最佳的性价比，市场需求会有较大增幅和持久性，最终实现制造商与用户双赢的局面。