牵引电池（也称为电动车辆电池，下文中驱动电池或循环电池）是能量存储器，用于电动车辆的驱动并且组成多个互连元件（因此“电池”）。 它由几个到几千个并联和串联连接的累加器单元或单元块组成。 而且，当多个电容器或机械飞轮蓄电池组合以为车辆提供动力时，超级电容器或机械飞轮蓄电池可被称为牵引电池。

一般
电动汽车中的牵引电池通常具有350至400伏的标称电压，对应于通常的三相交流电。 对于智能电动车和电动滑板车，电压通常为24,36和48伏。 在带电驱动的叉车中，通常使用的是额定电压为80 V的铅酸蓄电池。 这里使用牵引电池来均衡重量。

对于轻型，挡风玻璃刮水器，收音机，遥控器等，通常不是直接使用电动车辆的高压牵引电池，而是使用传统的12伏或48伏电气系统，其电能储存类似于传统车辆中的起动电池。

历史
在19世纪初用于传输信息的电力之后，大约在1837/1838年也是已知的电动机驱动的基础并开发了电动机。 1854年由Wilhelm Josef Sinsteden开发，由GastonPlanté于1859年建造，是铅酸电池。

这些电池中的六个电池的额定电压为2伏，并且由GustaveTrouvé在Trouvé三轮车中于1881年形成螺旋缠绕的铅板，第一个牵引电池（额定电压12伏）用于驱动没有轨道的自给式电动车或扎带。 它仅通过闭合或打开电路来调节。 然而，Trouvé三轮车仍然以三轮车的曲柄作为基础。

几个月后，在1882年，Ayrton＆amp; 佩里电动三轮车不仅没有曲柄和电灯，还有改进的牵引电池。十个铅电池以额定电压20伏1.5千瓦时存储，并且可以单独接通和断开，这允许功率和速度调节。 在第一辆车上，重型牵引电池的布置尽可能低，以提高稳定性和操控性。

但是，虽然电池仍然是在第一辆电动汽车（1888年）制造的第一辆汽车中公开放置，但牵引电池已经装在特殊的房屋中或伪装成它。 蓄能器工厂Tudorsche系统Büsche＆amp; MüllerOHG（现称为VARTA）是德国第一家在1888年生产铅酸蓄电池的公司。 在铁路部门是Wittfeld蓄电池轨道运行这些电池。 大约在1900年，成功尝试使用蓄能器电动推进驳船。 因此，研究公司的继任者Watt-Akkumulatoren-Werke AG在Zehdenick成立了Ziegel-Transport-Aktiengesellschaft（ZTG）。 超过100艘驳船的电动机由电池供电，并为柏林提供砖块。

随着1900年左右开发的镍铁蓄电池（Thomas Edison）和瑞典Waldemar Jungner开发的镍镉蓄电池，可提供用于牵引电池的替代电池化学品。 NiFe电池已被证明可用于各种汽车并具有很长的使用寿命。美国的Jay Leno拥有Baker Electric，其中镍铁电池在将近100年后仍然可以使用。 亨利福特开发了Ford Model Talso作为电动汽车。 当他的电动车部门起火时，他已经从爱迪生订购了15万枚镍铁电池。

发动机的发明，通过启动电池，发动机可以在没有体力的情况下启动，引发电动汽车的第一个全盛时期的衰落，结果蓄电池和蓄电池的发展停滞不前。 到20世纪末，深循环铅酸蓄电池几乎成为牵引应用的标准。 其中包括潜艇，电池动力车，工业车辆，如叉车和手推车，还有电动轮椅。 20世纪90年代，法国制造商生产了数千辆含有镍镉电池的街道合法车辆。 在加利福尼亚州CARB立法的1990年，汽车制造商应该被迫逐步零排放车辆（美国=零排放车辆），Akkumulatorforschung再次获得强大的冲动。

例如，虽然通用汽车EV1的第一个牵引电池仍然使用可用的低成本铅酸电池（26个块，总容量为16.3kWh，标称电压为312伏），但在第二个实施例中，斯坦福的那些R. Ovshinsky准备用于系列开发的镍氢电池。 牵引电池牢固地安装在车辆地板的中央通道中，这有助于提高碰撞安全性和非常好的操作特性。

针对Hotzenblitz宣布的用于BMW E1或锌溴电池的钠硫电池从未达到批量生产准备，而钠 – 氯化镍电池（Zebra Battery）不仅在200公里以上的实用范围内，而且还应用于应用在军事和太空中。 这种车辆的另一个有趣之处在于紧凑的排列装置，它可以将整个牵引电池从下面安装成一体，也有助于提高汽车应用的安全性。

在此期间，还奠定了锂离子电池的电池化学基础。 然而，在CARB法律放宽后，汽车行业停止了这些活动，因此锂离子电池在21世纪才成为重要的牵引电池。 今天，各种变体都有望大幅改进功率重量比和承载能力。

物理技术特性
与便携式电池或消费电池相比，牵引电池的电池具有更高的容量。 此外，它们由各种制造商以各种设计开发和制造，部分根据客户要求。 标准尺寸不存在。 常见的是圆形电池，其中电极是杆状和杯状的，例如A123系统的产品，以及具有板状电极布置的棱柱形电池，例如来自Winston Battery的电池。

使用高电流电阻，深循环电池系统，其能够根据驱动条件输送或接收电能，并经受许多充电 – 放电循环。 与起动电池不同，铅酸电池可以通过引线栅格和隔板的特殊设计在不损坏的情况下放电至80％深。

对于12 V或24 V容量36-80安培小时（Ah）的汽车起动电池块，必须连接在一起，用于容量从100到1000 Ah的叉车电池到工作电压，例如24到96伏特，对于电动汽车可以达到几百伏。 因此尺寸相当大。 较高的电压会降低流过的电流，从而减少线路中的欧姆损耗和充电和放电期间的热损耗，并减轻重量（电缆）。

通过单个电池的串联互连产生驱动电压或牵引电压。 通过增加电池的尺寸或通过并联连接电池，可以增加存储容量和载流量。 并联连接的单电池/电池的牵引电压（V）和电荷/电流容量的乘积（Ah）给出了牵引电池的能量含量。

车辆使用要求
与固定使用相比，牵引电池的移动应用需要更高的安全要求。 最重要的是，必须证明机械动作的安全性。 这是通过使用具有通常较差的电气特性的安全电池化学物质（例如，磷酸铁锂蓄电池），车辆中的调节的安全设计（例如，底土中经过碰撞测试的电池托盘）或两者的组合来实现的。方法。 牵引电池的安全要求的影响有多强，可以通过追踪的欧宝Amperabe的生产延迟开始来举例说明。 原因是在相同车型雪佛兰Volt的火灾牵引电池碰撞试验后（仅仅几周）。

全电动和混合动力汽车的不同要求
由于全电动车辆存储了行驶所需的所有电能，因此使用高容量电池单元来最小化所需能量的空间和重量。 由于电池的必要容量（电池或模块尺寸），通常给出用于放电和充电过程的电池的载流容量。 与混合动力车辆相比，负载也更均匀并且相对于电池容量具有更低的电流。

在混合动力电动车辆中，驱动能量的主要部分以化学能（燃料）的形式携带。 牵引电池的容量要小得多。 它存储用于运动的电能并吸收再生制动器的回收能量。 为此目的，使用高电流电池，尽管它们具有较低的电容，但可以实现必要的（通常是短期的）高电流负载，具有良好的效率和所需的使用寿命。

标称容量，负载能力，制造商信息
标称容量是制造商在规定标准下可以提取的能量。 对于容量比较，遵守这些标准很重要。 因此，具有规格12V / 60Ah C3的蓄电池具有比具有名称C5或C20的相同尺寸的可再充电电池更高的容量。 规范Cx表示指定容量的放电持续时间，以小时为单位。 在C3 60 Ah可以在3小时内均匀放电，即可能比C5或C20更高的电流，这对于用作牵引电池很重要，因为电流通常用于测量电流（参见C-率和Peukert方程）。

对于重型锂离子电池，载流量相对于容量的说法已经占上风。 在这种情况下，例如，对于标准放电在0.5 C（或甚至0.5 CA）下的电池3.2 V 100 Ah，这意味着电容是在50 A的放电电流下确定的。通常电容规格为0.5 C或如图1C所示，允许的连续负载容量为3℃或更高（在3℃即300A的例子中），短期负载甚至更多（此处为20 CA，即2000 A）。

越来越多的是，牵引电池的容量不再以单电池的安培小时数给出，而是以瓦时为单位。 因此，由于包括电压，所以不同类型彼此相当。 起动电池的能量含量为496.8-960 Wh，叉车的牵引电池为4,800-28,800 Wh，丰田普锐斯II为1,310 Wh。

电池成本
2010年，丹麦技术大学的科学家支付了10,000美元购买了25千瓦时的认证电动车电池（即每千瓦时400美元），没有退款或附加费。 15个电池生产商中有2个可以提供有关质量和消防安全的必要技术文件。 据估计，在电池价格下降到1/3之前，最多10年才会过去。

根据国家研究委员会2010年的一项研究，锂离子电池组的成本约为1,700美元/千瓦时的可用能源，考虑到PHEV-10需要约2.0千瓦时，PHEV-40需要约8千瓦时PHEV-10电池组的制造商成本约为3,000美元，PHEV-40的电池组成本高达14,000美元。 麻省理工学院技术评估估计，到2020年，汽车电池组的成本将在每千瓦时225美元至500美元之间。美国能源效率经济理事会2013年的一项研究报告称，电池成本从每千瓦时1,300美元下降2012年，美国能源部为其赞助电池研究制定了成本目标，2015年每千瓦时300美元，到2022年每千瓦时125美元。通过电池技术的进步和更高的产量来降低成本将允许插入式电动车辆与传统内燃机车辆更具竞争力。 2016年，全球的锂离子电池产能为41.57吉瓦时。

电池的实际成本受到很多争论和猜测，因为大多数电动汽车制造商拒绝详细讨论这个话题。 然而，2015年10月，汽车制造商通用汽车在其年度全球商业会议上透露，他们预计2016年进入锂离子电池的价格为每千瓦时145美元，远低于其他分析师的成本估算。 通用汽车还预计，到2021年底，每千瓦时的成本将达到100美元。

根据Bloomberg New Energy Finance（BNEF）于2016年2月发布的一项研究，电池价格自2010年以来下降了65％，2015年仅下降了35％，达到每千瓦时350美元。 该研究得出的结论是，到2022年，电池成本正处于使大多数国家没有政府补贴的电动汽车成为内燃机汽车价格可承受的轨道.BNEF预计，到2040年，远程电动汽车的成本将低于2016年的22,000美元美元。 BNEF预计到2030年电动汽车电池成本将远低于每千瓦时120美元，并随着新化学品的推出而进一步下降。

电池成本估算比较

电池类型	年	成本（$ / kWh）
锂离子电池	2016	130-145
锂离子电池	2014	200-300
锂离子电池	2012	500-600
锂离子电池	2012	400
锂离子电池	2012	520-650
锂离子电池	2012	752
锂离子电池	2012	689
锂离子电池	2013	800-1000
锂离子电池	2010	750
镍金属氢化物	2004年	750
镍金属氢化物	2013	500-550
镍金属氢化物		350
铅酸		256.68

电池寿命估算比较

电池类型	估计年份	周期	万里	年份
锂离子电池	2016	> 4000	百万	> 10
锂离子电池			100000	五
锂离子电池			60000	五
锂离子电池	2002年			2-4
锂离子电池	1997年	> 1000
镍金属氢化物	2001年		100000	4
镍金属氢化物	1999年	> 90000
镍金属氢化物			200000
镍金属氢化物	1999年	1000	93,205.7
镍金属氢化物	1995年	<2000
镍金属氢化物	2002年	2000
镍金属氢化物	1997年	> 1000
镍金属氢化物	1997年	> 1000
铅酸	1997年	300-500

EV平价
2010年，电池教授Poul Norby表示，他认为锂电池需要将其比能量翻倍，并将价格从500美元（2010年）降至每千瓦时100美元，以对汽油车产生影响。 花旗集团表示230美元/千瓦时。

丰田普锐斯2012插件的官方页面声称自动行驶21公里（13英里），电池容量为5.2千瓦时，比例为4公里（2.5英里）/千瓦时，而Addax（2015款）多功能车已经达到110公里（68.5英里）或7.5公里（4.6英里）/千瓦时的比率。

电池电动汽车可达到约5英里（8.0千米）/千瓦时。 在辅助动力装置（小型车载发电机）上运行时，雪佛兰Volt预计将达到50 MPGe – 热效率为33％，即50英里（80公里）或每英里约240瓦时的12 kWh。对于使用各种不同电池技术的1 kWh电量的价格，请参阅可充电电池产品的“可充电电池技术表”部分中的“能源/消费者价格”栏。

美国能源部长Steven Chu预测，40英里范围电池的成本将从2008年的12,000美元降至2015年的3,600美元，并在2020年进一步降至1,500美元。锂离子电池，锂聚合物，铝空气电池和锌空气电池已经展示出足够高的特定能量，可以提供与传统化石燃料车辆相当的续航里程和充电时间。

成本平价
不同的成本很重要。 一个问题是购买价格，另一个问题是总拥有成本。 截至2015年，电动汽车最初购买成本较高，但运行成本较低，至少在某些情况下，总拥有成本可能较低。

根据Kammen等人，2008年，如果电池价格从1300美元/千瓦时降至约500美元/千瓦时（因此电池可以自行支付），新的PEV将成为消费者的成本效益。

据报道，2010年日产Leaf电池组的生产成本为18,000美元。 因此，日产在推出Leaf时的初始生产成本约为每千瓦时750美元（对于24千瓦时的电池）。

2012年，麦肯锡季刊基于5年汽车总拥有成本将电池价格与汽油价格挂钩，估计3.50美元/加仑相当于250美元/千瓦时。 2017年，麦肯锡估计电动汽车在电池组成本为100美元/千瓦时（约2030年）时具有竞争力，预计到2020年电池组成本将达到190美元/千瓦时。

2015年10月，汽车制造商通用汽车在其年度全球商业会议上透露，他们预计2016年进入锂离子电池的价格为每千瓦时145美元。

范围平价
行驶里程奇偶校验意味着电动汽车的范围与普通的全燃烧汽车（500公里或310英里）相同，电池容量超过1千瓦时/千克。 更高的范围意味着电动车辆将在没有充电的情况下行驶更多公里

日本和欧盟官员正在谈判共同开发用于电动汽车的先进可充电电池，以帮助各国减少温室气体排放。日本电池制造商GS Yuasa Corp. Sharp Corp和GS Yuasa是可能从合作中受益的日本太阳能电池和电池制造商之一开发一种能够为单次充电500公里（310英里）的电动汽车供电的电池是可行的。 。

AC Propulsion tzero中的锂离子电池每次充电可提供400至500 km（200至300 mi）的范围（单次充电范围）。 该车于2003年发布时的定价为220,000美元。
在配备74千瓦时锂离子电池的大发米拉车上驾驶，日本电动车俱乐部创造了电动车世界纪录：1,003公里（623英里），无需充电。
位于中国江苏的Zonda Bus为Zonda Bus New Energy提供了仅500公里（310英里）的电力范围。[需要澄清]
特斯拉Model S配备85千瓦时电池，续航里程为510公里（320英里）。 特斯拉Model S自2012年开始建造。售价约为100,000美元。
超级跑车Rimac Concept One拥有82千瓦时的电池，续航里程为500公里。 该车自2013年开始建造。
配备60千瓦时电池的纯电动汽车比亚迪e6的续航里程为300公里。

对可用容量的影响
在牵引操作中，不能使用总额定容量。 一方面，可用容量减小，直到它在去除高电流时下降到设定的最终电压（参见Peukert效应），另一方面在串联互连中确定，具有最小容量的电池/电池块，可用容量不破坏深度放电。

牵引电池的电池具有与生产相关的使用效果以及容量和电流输出（内部电阻）的差异。 结果，在操作期间，电池被充电不同，存在漂移，这降低了整个电池的可用容量。 虽然最好的电池的容量永远不能被充分利用，但弱电池经常过载，过放电或过度充电。 此外，为了减少或避免这些影响，现代牵引电池包括使用的平衡器和电池管理系统。 较低的温度还会降低牵引电池释放高电流和增强Peukert效应的能力，因为电子的迁移率通常会降低。 为了抵消这种影响并且随着各种电池技术在较低温度下变得不可用，牵引电池通常还配备有额外的加热。 这在接入电网，温度控制或从其能量本身加热时接管。虽然即使在冬天也可以使用牵引电池的可用能量，但是这种以及额外的消费者，例如电动内部加热或空调减少了冬季范围。

电池单元的放电深度通常受到电池管理系统（BMS）的限制，通常为额定容量的60-80％。 特别是在消耗计算和不同牵引电池的比较中，必须考虑这些情况。 这种“有用容量”很少被汽车制造商报告，但被描述为可用的额定容量范围。 因此，雪佛兰Volt或欧宝Ampera给出了30-80％的可用电池窗口，其（有利于耐久性）仅为16kWh的标称容量的50％。

寿命和周期稳定性
Plug in America对Tesla Roadster的驾驶员进行了一项关于已安装电池寿命的调查。 结果发现，在160,000千米后，电池的剩余容量仍为80％至85％。 这与车辆移动的气候区无关。 特斯拉跑车于2008年至2012年间建成并销售。

根据制造商的说法，也用作牵引电池的磷酸铁锂电池可达到5000次以上，放电深度为70％。

最畅销的电动车是日产Leaf，自2010年开始投入生产。日产在2015年宣布，由于缺陷或问题，只有0.01％的电池必须更换，而且只是因为外部造成的损坏。 偶尔车辆已行驶超过20万公里。 这些电池没有问题。

加载时间
特斯拉Model S，雷诺ZOE，宝马i3等电动车可在30分钟内为快速充电站充电80％。 2013年7月，特斯拉首席技术官JB Straubel宣布下一代增压器只需要5到10分钟，他希望在未来几年内付诸实践。 截至2016年11月1日的增压器在欧洲的最大充电功率为120千瓦，通常表示80％充电40分钟，充满充电75分钟。

根据制造商比亚迪的说法，e6电动车的磷酸铁锂电池在快速充电站15分钟内充电80％，40分钟后充电100％。

应用实例
由封闭式铅酸蓄电池制成的牵引电池用于电动叉车，并用作堆叠货物的配重，以便能够在配重的帮助下运输一定（更大）的物理质量。 它们仍然用于无人驾驶运输系统，甚至用于应用。 高重量和强烈的温度依赖性对高度差异或梯度以及冬季操作具有不利影响。 因此，它们不太适合用于电动自行车，电动滑板车和电动车。

在现代电动自行车/电动自行车中，由于空间和重量的原因，几乎只使用基于锂和锂的可充电电池。 最初使用的铅酸电池尚未得到证实。

当电动滑板车作为牵引电池使用时的各种电池系统。 同样，铅酸电池被认为是过时的，NiCd被证明是和锂基电池一样强大。

当用于混合动力车辆如Toyota Prius或Honda Civic IMA（2012）时，使用电压为几百伏特且小于10安培小时的牵引电池型镍氢电池。 能力的限制源于严格限制生产和进一步发展的专利法规。 新开发通常配备锂基牵引电池。

在太阳能车辆中，出于重量和体积的原因，仅使用现代的高性能锂基电池。 世界上最大的太阳能汽车TûranorPlanetSolar双体船目前拥有世界上最大的锂电池牵引电池，功率为1.13兆瓦时。 细胞来自图林根细胞生产商Gaia Akkumulatorenwerk GmbH。

在今天的电动汽车（1/2016）中，几乎只使用锂离子电池（参见特斯拉Model S，BMW i3，雷诺ZOE，日产Leaf，VW e-up！等）。 在法国Bolloré集团的车辆Blue Car和Bluebus中，采用了锂聚合物蓄电池的另一种技术。 在法国和魁北克生产这些电池的Batscap公司也属于Bolloré集团。

在潜艇中，牵引电池已经并且正在用于水下巡航，因为这通常禁止使用产生废气的内燃机。

环境方面
牵引电池由单个电池组成，其大小（容量）和单个电池的数量（电压）明显高于设备电池。 因此，它们含有较大量的单个原料，因此在使用后返回物料循环（再循环）在经济上和生态上是合理的和必要的。 对于起动电池和牵引电池作为铅酸电池，因此德国引入了7.50欧元/片的电池存放电池调节。 退货率超过90％。

对于现代锂离子电池，这种沉积溶液尚不存在。

超级电容器
电动双层电容器（或“超级电容器”）用于某些电动车辆，例如AFS Trinity的概念原型，以高比功率存储快速可用的能量，以便将电池保持在安全的电阻加热限制内并延长电池寿命。

由于商业上可获得的超级电容器具有低比能量，因此没有生产电动汽车仅使用超级电容器。 但是使用配备电池和超级电容器的电动汽车可以减少两者的局限性。

奖励政策
正如美国总统巴拉克奥巴马宣布的48项新的先进电池和电力驱动项目，将根据“美国复苏与再投资法案”获得24亿美元的资金。 这些项目将加速美国电池和电力驱动部件制造能力的发展以及电动车辆的部署，帮助建立美国在创造下一代先进车辆方面的领导地位。

该公告标志着有史以来对混合动力和电动汽车的先进电池技术的最大投资。 行业官员预计，这笔24亿美元的投资，加上获奖者另外24亿美元的成本份额，将直接导致美国电池和汽车行业创造数万个制造业岗位。

新的奖项包括向美国制造商提供15亿美元的赠款，用于生产电池及其组件，并扩大电池回收能力。

美国副总统乔拜登在底特律宣布向密歇根州的公司和大学提供超过10亿美元的资助。 为了反映该州在清洁能源制造方面的领导地位，密歇根州的公司和机构正在获得任何州的最大拨款。 两家公司A123 Systems和江森自控将获得总额约5.5亿美元的资金，用于在该州建立先进电池制造基地，另外两家公司Compact Power和Dow Kokam将获得总额超过3亿美元用于制造电池细胞和材料。 总部设在密歇根的大型汽车制造商，包括通用汽车，克莱斯勒和福特，将获得超过4亿美元的电池和电力驱动部件。密歇根州的三所教育机构 – 密歇根大学，底特律的韦恩州立大学和位于上半岛的霍顿的密歇根理工大学 – 将获得超过1000万美元的教育和劳动力培训计划，以培训研究人员，技术人员和服务提供商，并进行消费者研究，以加快向先进车辆和电池的过渡。

能源部长朱棣文访问位于北卡罗来纳州夏洛特市的Celgard公司，宣布拨款4900万美元，以扩大其分离器生产能力，以满足美国制造工厂对锂离子电池日益增长的需求。 Celgard将扩大其在北卡罗来纳州夏洛特和北卡罗来纳州康科德附近的生产能力，该公司预计新的分离器生产将于2010年上线.Celgard预计可以创造大约数百个工作岗位，其中第一个就是工作最早始于2009年秋季。

EPA管理员Lisa Jackson在佛罗里达州圣彼得堡宣布向Saft America，Inc。拨款9550万美元，用于在前Cecil Field军事基地的杰克逊维尔建造一座新工厂，以生产锂离子电池，模块和军用，工业和农用车辆的电池组。

交通部副部长John Porcari访问了位于宾夕法尼亚州里昂车站的East Penn制造公司，授予该公司3250万美元的拨款，以增加其阀控铅酸蓄电池和铅酸蓄电池UltraBattery的生产能力。结合碳超级电容器，用于微型和轻度混合应用。