電池は一般に、化学電池、物理電池、生物電池の 3 つの主要カテゴリに分類できます。その中で、化学電池と物理電池は量産電気自動車に適用されており、生物電池は将来の電気自動車電池の重要な開発方向の 1 つとみなされています。-現在の実用化状況を考慮し、化学電池についてのみ詳しく紹介します。
I. リチウム電池
リチウム電池は、電気自動車で最も一般的に使用される電池の種類の 1 つです。これらは 1970 年から登場したばかりですが、その高いエネルギー密度と長いサイクル寿命により、急速に電気自動車用バッテリー市場を支配しました。現在、電気自動車に使用されているリチウム電池には、主にリン酸鉄リチウム電池とニッケルマンガンコバルト酸リチウム電池があり、これら2種類の電池はそれぞれの特性に大きな違いがあるため、詳細な説明と比較が必要です。
(1) リン酸鉄リチウム電池
初期のリチウムマンガン酸化物電池と比較して、リン酸鉄リチウム電池のエネルギー密度には大きな違いはなく、約 100 ～ 110 Wh/kg です。ただし、熱安定性は現在の車両用リチウム電池の中で最高です。内部化学成分は電池温度が500〜600度に達して初めて分解し始めますが、同じリチウム電池であるコバルト酸リチウム電池の内部化学成分は180〜250度ですでに不安定な状態にあります。つまり、リン酸鉄リチウム電池はリチウム電池の中で最も安全性が高く、このため電気自動車の主力電池の一つとなっています。
(2) リチウムニッケルマンガンコバルト酸化物電池
リン酸鉄リチウム電池と比較して、テスラ モデル S で使用されているリチウム ニッケル マンガン コバルト酸化物電池は、重量あたりのエネルギー密度がはるかに高く、約 200 Wh/kg です。これは、同じ重量のリチウムニッケルマンガンコバルト酸化物電池の方が、リン酸鉄リチウム電池よりも航続距離が長いことを意味します。ただし、それらの欠点も明らかです。バッテリー温度が 250 ～ 350 度になると、内部の化学成分が分解し始め、バッテリー管理システムに非常に高い要求が課せられます。各バッテリーセルには個別の安全装置を装備する必要があります。さらに、各セルのサイズが小さいため、1 台の車両に必要なバッテリーセルの数が非常に多くなります。
II.ニッケル-水素電池
ニッケル水素電池は、リチウム電池に加えて電気自動車の動力用電池のもう 1 つの主流タイプです。{0} 1990 年代から徐々に発展してきました。トヨタ プリウスなどの多くのハイブリッド車は、このタイプのバッテリーをエネルギー貯蔵コンポーネントとして使用しています。エネルギー密度は通常のリチウム電池のエネルギー密度とあまり変わらず、約 70-100 Wh/kg です。しかし、単電池セルの電圧はリチウム電池の1/3の1.2Vしかないため、同じ電圧を必要とする場合、電池パックの体積はリチウム電池に比べて大きくなります。
リチウム電池と同様、ニッケル水素電池にも電池管理システムが必要ですが、電池の充電と放電の管理により注意が払われます。{0}この違いの理由は主に、ニッケル水素電池の「メモリー効果」によるものです。これは、充電と放電のサイクル中に電池容量が低下することを意味します。過充電または過放電によっても、バッテリーの容量損失が加速する可能性があります (リチウムバッテリーのこの特性はほとんど無視できます)。したがって、メーカー向けに、ニッケル水素電池の電池制御システムは、総容量の一定割合以内で充放電範囲を人為的に制御して容量低下率を低減するなど、過充電と過放電を積極的に回避するように設定されています。