混合動力汽車鋰離子電池的發展

混合動力汽車鋰離子電池的發展

1997年豐田推出了第一代普銳斯，這是全球首款專門設計開發并進行了量產的混合動力汽車。2003年和2009年推出的第二代和第三代普銳斯顯著提高了車輛性能和燃油經濟性。2011年登陸日本和歐洲的普銳斯α首次在深度混合動力車型上采用鋰離子電池，對于普銳斯α由于采用更加緊湊的鋰離子電池，使得乘員艙有充足的空間能夠容下第3排座椅的布置，同時車輛還能保持高的燃油經濟性。

豐田公司在1995年就開始研究鋰離子電池。2015年上市的第4代普銳斯發展和改進了車輛的動力系統，新的鋰離子電池除了保持上一代電池的關鍵性能和安全性以外，還引入新的技術提高了電池的功率輸出性能，而且電池更加緊湊，質量更輕。第4代普銳斯的鋰離子電池包被布置在第2排座椅的下方，電池包的質量和體積都有所減小，與第3代普銳斯的鎳氫電池包相比，體積減小了8.9L，質量減輕了16.8kg。

多年的混合動力汽車設計經歷為豐田公司積累了充足的經驗，鋰離子電池的設計通常要考慮以下4個原則：極端條件下的性能表現、長期的耐久性與可靠性、故障下的安全控制、高質量的生產制造。為了保證電池安全性，防止電池過充電，通過對電池單體材料、電極以及結構的設計使得溫度到達一定值后能夠切斷電流；為了避免電池內部發生短路的危險，電池陰極和陽極之間的熱障層能夠阻止電極的接觸，防止內部短路造成的溫度升高。

HirokiNagaietal.SAE 2016-01-1207.

編譯：張冬冬