未来的汽车的铅酸蓄电池应该是怎么样的?第一部分

859年Gaston Planté推出铅酸电池150多年后，铅酸电池仍然是所有可充电电池系统中使用最多的，它占全球需求的一半以上。多年来，随着用户需求的增加，铅酸技术的性能稳步提高，已成为全球标准化的商品产品。

20世纪70年代阀门调节型锂酸蓄电池（VRLA）的发展被证明是一个重大突破。最终，在20世纪90年代，这种激进的新设计找到了一种要求汽车应用的方法。在2004年Elsevier出版的《阀控铅酸蓄电池》一书中，回顾了使VRLA蓄电池在汽车和工业应用中取得成功的科学技术的进展，我们三人共同编辑和撰稿。我们决定出版一本针对汽车用铅酸蓄电池发展的新书，而不是修订版。

经过改进的电池设计和材料最近已导致增强型充液电池（EFB），其性能和耐久性几乎与汽车VRLA电池的性能和耐久性相匹配，且成本大大降低。这两种技术都允许发达国家和新兴道路运输市场的入门级动力系统大量电气化，从而显著减少CO2排放。例如，超级电容器集成了超电容功能。

进一步减少排放仍然是汽车工业的重点，而新的努力是针对自主驾驶。后者将需要建立全新的舒适性和安全性功能。有趣的是，这两种技术趋势都依赖于电力化，无论是动力系统还是底盘系统和车辆控制，都将为汽车电池增加新的技术要求。随着新车技术带来的挑战，汽车用铅酸也面临着来自其他电池化学领域的竞争，特别是鉴于锂离子技术在这一要求很高的应用中的发展成熟。在确定该新出版物的范围时，我们试图在电池本身的技术和与车辆集成相关的工程方面之间建立平衡。

在汽车的早期，不清楚内燃机（ICE）是否会成为未来世纪的主导推进技术。在二十世纪的第一个十年，电池电动汽车（BEV）的销量迅速超过早期的蒸汽动力汽车。大约在1900年，像费迪南德·保时捷（Ferdinand Porsche）这样的年轻工程师受雇于一家名为Lohner的汽车制造商，他们开发了由铅酸电池驱动的电动汽车。为了克服可充电蓄电池的射程限制和重量损失，保时捷的下一个发展，Lohner-Porsche混合动力车（1902），是世界上第一台在轮毂电机和缩小的电池上增加戴姆勒发动机和发电机的系列混合动力车。经济上，这一概念受到两个动力系统的高成本的影响，仍然是一个奢侈的利基产品。

在未来1910年至1930年间，汽油（和柴油）汽车（ICEV）迅速获得市场份额。这种发展部分是由于汽油的低价格、丰富度和高比能量。其他重要的成功因素进行一些技术上的创新，提高了舒适性和可靠性的ICEVs可以看作是最小的电气化的介绍。手动起动变得不必要的电起动马达的介绍后（凯迪拉克，1912），和磁电机点火是由低成本电池点火取代（博世，1925）所需的发电机和充电电池。一旦电力可用，其他组件，如前照灯和挡风玻璃刮水器也被电气化。汽车生产的先驱，如福特，继续建立实验系统（在这种情况下，采用爱迪生的nickeleiron电池在1913年以与leadeacidbatteries节省重量）也没有找到一个商业上可行的替代现在称为常规动力传动系

在汽车史上第一次，leadeacid技术范式转变为新的动力系统和舒适性功能实现了。从牵引电池到开始点火点火（SLI）电池的彻底瘦身已经最小化了它的重量负担。其他电化学存储系统，虽然在具体的能源优势，无法竞争在稳健经营方面，简单的控制，通常成本。更高的发动机曲轴扭矩要求和附加电功能如燃料点火，转向和制动辅助加热座椅仍然从根本上同一供电系统处理，系统电压倍增至12 V的年代和产生较高的交流发电机效率高于早期直流电机。与交流发电机和起动器一样，SLI电池已经发展成为一种广泛标准化的商品部件。技术进步还发生了与聚乙烯隔板，聚丙烯容器，无锑板栅合金吸收玻璃垫（AGM）分离器，只列出几个。必要时，创新被应用于汽车的耐久性和可靠性增长保持同步能力需求。一个同样重要的和经常被忽视的leadeacid创新动力是降低成本，导致很多流程优化的连续制板可能是在技术最新进展。

一个世纪之后，随着全球每年生产超过6700万辆汽车和2200万的商用车、社会需求限制汽油的消耗和二氧化碳（CO2）的排放已成为汽车发展的主要驱动力。新的电机技术和电力电子技术，以及并行和功率分流混合动力配置降低了电池带动的点和混合动力电动动力系统经济性能不足。nickelemetal氢化物（镍氢电池）和最近的锂离子电池技术到混合动力车和电动车的批量生产。

同时，大量的舒适性和安全性功能正在电气化，不仅还针对自主驾驶。这种新的电气功能需要新的峰值功率、电压质量和电荷吞吐量水平。此外，可靠性和供电系统安全的概念作为一个整体来设计这样的应用，对存储系统的要求，显著影响。

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