铅酸电池在电动汽车的应用

铅酸电池在现代纯电动汽车中已经基本被淘汰，但在特定类型和特定场景的电动汽车中，它仍然扮演着重要且不可替代的角色,我们可以从以下几个方面来理解它的应用。

铅酸电池的优缺点

要理解它的应用,首先要明白它自身的特性。

优点:

1. 技术成熟，成本低廉： 铅酸电池是历史最悠久、技术最成熟的电池体系，其制造成本远低于锂离子电池,是目前最经济的储能方案之一。
2. 高倍率放电性能好： 能够瞬间提供强大的电流,非常适合用于启动发动机。
3. 安全性高： 没有热失控的风险，即使被穿刺、过充或短路,也不会像锂电池那样起火爆炸。
4. 温度适应性强： 对工作温度的要求不如锂电池苛刻,在低温环境下性能衰减相对较小。
5. 可回收性高： 铅和塑料外壳的回收技术非常成熟，回收率高达95%以上,是循环经济的典范。

缺点:

1. 能量密度极低： 这是它最大的“硬伤”，同样重量下，铅酸电池储存的电能只有锂电池的1/5到1/6，这直接导致了电动汽车续航里程短、车身沉重。
2. 循环寿命短： 完全充放电的循环次数通常在300-500次左右，远低于锂电池（1000-3000次以上）,这意味着它需要更频繁地更换。
3. 笨重体积大： 由于能量密度低，要达到一定的续航里程，需要非常庞大和沉重的电池组，占用了大量车辆空间,增加了不必要的能耗。
4. 深度放电影响寿命： 如果经常将电量用到完全耗尽,会严重损害电池寿命。
5. 有记忆效应： 如果长期在未完全充满的情况下使用,电池容量会下降。

铅酸电池在电动汽车中的主要应用场景

基于上述优缺点,铅酸电池在电动汽车中的应用主要集中在以下领域：

启动电池 - 最广泛的应用

这是铅酸电池在所有电动汽车（无论是纯电、混动还是燃料电池车）中最核心、最普遍的应用。

• 作用： 提供车辆启动时所需的瞬时大电流，驱动车载12V系统（如车灯、音响、中控屏幕、门窗等）。
• 为什么必须用铅酸电池？
  • 高倍率放电： 启动电机需要瞬间几百安培的电流,这是铅酸电池的强项。
  • 成本与可靠性： 作为辅助电源，对能量密度和循环寿命要求不高,铅酸电池是性价比和可靠性的完美选择。
• 有趣的事实： 在很多纯电动汽车中，虽然主驱动电池是高压锂电池（如400V），但仍然会保留一个12V的铅酸电池来负责低压系统，有些新车则开始用小型的12V锂电池来替代,以减轻重量并实现更高的集成度。

低速电动汽车 - 主要应用领域

这是铅酸电池在“电动”领域最大的存量市场,尤其是在中国。

• 车辆类型： 老年代步车、场地车（如高尔夫球车、观光车）、巡逻车、短途物流车等。
• 应用原因：
  • 成本敏感： 这类车辆价格低廉，用户对价格非常敏感,铅酸电池的低成本是决定性因素。
  • 速度和里程要求低： 这类车辆设计时速通常低于50-70公里，续航里程要求在50-100公里左右,铅酸电池完全可以满足。
  • 法规限制： 在很多国家和地区，这类低速车不属于机动车范畴，不需要上牌、考驾照，监管宽松,为其市场提供了生存空间。
• 局限性： 由于续航短、寿命短、冬季性能衰减，用户需要频繁充电和更换电池,使用体验不佳。

混合动力汽车的辅助电池

在传统的混合动力汽车中,铅酸电池也常被用作辅助电池。

• 作用： 除了启动发动机和为低压系统供电外，它还负责回收车辆制动时产生的能量（再生制动），并将其暂时储存起来，在车辆起步或加速时辅助供电,以减少发动机的燃油消耗。
• 应用原因： 虽然丰田普锐斯等车型使用了镍氢电池作为主驱动电池，但辅助系统仍大量使用成本低廉的铅酸电池，HEV对电池的能量密度和深度放电要求不高,铅酸电池足以胜任。

历史上的早期电动汽车

在20世纪末和21世纪初，当锂电池技术尚未成熟时，铅酸电池是早期电动汽车（如通用EV1）的唯一选择。

• 现状： 由于其固有的缺陷（续航短、笨重），这些早期电动汽车都未能商业化成功，最终被市场淘汰,这段历史也凸显了铅酸电池作为主驱动电池的局限性。

铅酸电池 vs. 锂电池：在电动汽车中的对比

未来展望

尽管铅酸电池在主驱动电池市场已无竞争力,但它并不会很快消失。

1. 在启动电池和辅助电源领域的稳固地位： 在可预见的未来，12V铅酸电池或其替代品（12V锂电池）仍将是所有汽车的“心脏”。
2. 在低速EV市场的持续存在： 只要市场对超低价、短途代步工具有需求,铅酸电池就会有其生存空间。
3. 技术改良： 铅酸电池本身也在进化，如铅碳电池，它在传统铅酸电池中添加了碳材料，显著提高了循环寿命和部分荷电状态下的性能,使其在储能和混合动力辅助领域更具竞争力。
4. 被其他技术部分替代： 随着成本的下降，12V锂电池正在逐步取代铅酸电池，成为高端车型的标配,未来可能会向中低端市场渗透。

铅酸电池在电动汽车中的应用，是一个“在正确的位置做正确的事”的典型案例。

• 它不适合作为现代纯电动汽车的主驱动电源，因为其低能量密度和短寿命无法满足用户对长续航、轻量化和长寿命的期望。
• 但它在启动电池、低速电动汽车和混合动力辅助系统等领域，凭借其低成本、高可靠性和高安全性,至今仍然具有不可替代的价值。

可以说，铅酸电池是电动汽车生态系统中一个“接地气”的基石，支撑着从高端到低端、从乘用车到特种车辆的多样化需求。