中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：鎳氫電池（Ni-MH）曾經(jīng)在電動(dòng)汽車（主要是HEV）應(yīng)用中有著統(tǒng)治性的地位，占據(jù)了電動(dòng)車80%以上的市場份額，搭載鎳氫電池的HEV全球累計(jì)銷售量也超過1000萬輛。特別是以豐田Prius為代表的HEV車型，以良好的經(jīng)濟(jì)性、舒適性、安全性獲得了普遍的市場認(rèn)可。而隨著PHEV、BEV的普及，鋰電池已經(jīng)完全取代了鎳氫電池的市場地位，在投入動(dòng)力領(lǐng)域應(yīng)用后的短短幾年里就成為了電動(dòng)汽車最主要的動(dòng)力儲(chǔ)能單元。而鎳氫電池在僅有的HEV領(lǐng)域也面臨著鋰電池的挑戰(zhàn)。不僅第四代Prius推出了搭載鋰電池和鎳氫電池的兩個(gè)版本（鋰電池版本的Pack重24.5Kg，電壓207.2V，由56個(gè)3.6Ah的Cell串聯(lián)／鎳氫電池版本的Pack重40.3Kg，電壓201.6V，由168個(gè)6.5Ah的Cell串聯(lián)）：
Prius Prime版本還采用了鋰電池實(shí)現(xiàn)了Plugin功能，由288個(gè)Cells（32cells*3stacks*3packs）組成345.6V的電池系統(tǒng)：
那么鎳氫電池在電動(dòng)汽車領(lǐng)域是否還有機(jī)會(huì)呢，還是將完全被鋰電池取代。若要回答這個(gè)問題我想在技術(shù)上大致需要從電芯特性和集成控制方式兩個(gè)方面做進(jìn)一步了解。
1.電芯特性
能量／功率密度
鎳氫電池有著不錯(cuò)的功率密度，1.3度電的Pack就可實(shí)現(xiàn)20多千瓦的輸出，使其足以滿足車輛的功率需求。但鎳氫電池能量密度一般在40～70wh／kg，差不多只有磷酸鐵鋰電池的一半，三元材料的三分之一。在目前磷酸鐵鋰都被邊緣化，三元電池還在追求更高能量密度的大環(huán)境下，作為儲(chǔ)能單元鎳氫電池的劣勢就更為明顯了。
壽命
鎳氫電池的壽命和鋰電池差不多在同一個(gè)數(shù)量級，都能夠?qū)崿F(xiàn)2000+以上的循環(huán)和10年以上的日歷壽命。不少Prius車主都表示在長達(dá)10多年，20萬以上的里程使用后電池都無需更換。
安全性
鎳氫電池的安全性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于鋰電池，由于了采用水溶性電解液，當(dāng)電池出現(xiàn)過充、過放、過溫、甚至短路的極端情況下或許會(huì)出現(xiàn)漏液漏氣的情況，但電池內(nèi)部物質(zhì)依舊可保持較好的穩(wěn)定性，不會(huì)引起起火、爆炸。而鋰電池在上述這些極端情況下都可能造成極其嚴(yán)重的危害。
一致性
鎳氫電池的一致性也顯著優(yōu)于鋰電池，因此也為集成控制帶來了更多的便利。首先良好的一致性可減少單體電壓采集通道數(shù)量，并且均衡電路也成了非必要的功能。
工作溫度范圍及特性
鎳氫電池和鋰電池也有著類似的工作范圍-30～60℃，低溫充電時(shí)鎳氫電池略微優(yōu)于鋰電池，鋰電池在低溫下充電的析鋰現(xiàn)象會(huì)造成不可逆的損傷。
2.集成控制方式
集成方式
上面提到了鎳氫電池有著較好的一致性和安全性，因此在集成時(shí)可將多節(jié)電池串聯(lián)作為一個(gè)block進(jìn)行統(tǒng)一管理，而無須對每一節(jié)電池都進(jìn)行單體電壓采集。其它方面和鋰電池相似程度較高。
熱管理
絕大多數(shù)鋰電池系統(tǒng)都采用了水冷方案，一方面是因?yàn)檫^溫將導(dǎo)致電池壽命的加速衰減，另一方面是由于鋰電池的一致性和安全性問題較為突出，水冷的必要性就更加突出了。而鎳氫電池系統(tǒng)普遍采用風(fēng)冷即可滿足使用要求。
BMS狀態(tài)估算及控制策略
鎳氫電池在管理上似乎更為復(fù)雜，首先鎳氫電池一般應(yīng)用于小容量的Pack，而容量越小采用安時(shí)積分來進(jìn)行SOC估計(jì)的誤差則更大，且HEV沒有通過外部充電過程進(jìn)行校正的可能。其次，鎳氫電池還是有著一定的記憶效應(yīng)的，需要通過算法不斷調(diào)整使用SOC區(qū)間。
鎳氫電池在1C的倍率下充電還有一個(gè)有意思的現(xiàn)象，當(dāng)電池快被充滿時(shí)，電池電壓會(huì)有一個(gè)小幅的下降（5～10mV）。必要時(shí)可以通過這個(gè)特性來識(shí)別電池是否滿電。
總的來看，鎳氫電池與鋰電池相比最為明顯的缺點(diǎn)在于能量密度上的劣勢，況目前鎳氫電池的成本是鋰電池的兩倍甚至更高，因此在PHEV、BEV的應(yīng)用場景下該劣勢將會(huì)無限被放大。而鎳氫電池的優(yōu)勢在于集成成本低、安全性高，在滿足HEV使用要求的小容量Pack領(lǐng)域還有著一定的空間，但最終還是會(huì)被能量密度更高的產(chǎn)品所取代。
