6.2 锂离子动力蓄电池
锂离子蓄电池对充放电的要求，与铅酸等可逆电化学反应类蓄电池完全不同。由于锂离子蓄电池成组应用技术、系统集成关键技术和关键零部件及产品研究，严重滞后于锂离子蓄电池的发展，电池成组后发生过充电、过放电、超温和过流等问题，致使成组锂离子蓄电池使用寿命大幅缩短，安全性大幅下降，甚至发生燃烧、爆炸等恶性事故，已经成为制约锂离子蓄电池产业发展的主要问题，也是当前节能与新能源汽车产业发展的技术瓶颈。
我国电动汽车技术发展到今天，在车用动力电池、电机、电传动等领域，已经取得了一批不错的成果。车用动力电池技术虽然还不是很成熟，但发展的速度与发达国家相比并不算慢。对电池单体进行测量时，显示出的各项指标基本达到设计要求。但是，真正集成为一个动力总成，或者集成到整车上的时候，却发现与单体测量时的情况有很大出入。车用动力电池总成并非将一个个单体电池串联或并联在一起就行了那么简单。将数10个甚至上百个电池集成在一起，并将它们集成到车上，在世界范围内都是一项高新技术，绝不是看起来那么容易的事情，有能力解决这一难题的单位或个人也不是太多。锂离子蓄电池系统主要包括电池系统、充电系统、放电系统和维护管理系统，是一个函括多个技术领域和行业的高技术集成系统{6}。
综上所述，就目前电力电子技术而论，锂离子动力电池的应用仍处于研发阶段，还没有形成一个商业运营的系统，在可预见的将来，也不可能形成市场。
6.3 千网水平蓄电池
鉴于世界能源危机即将来临，鉴于千网水平蓄电池相对于传统蓄电池的强大优势，鉴于锂离子动力电池应用技术的研究现状，现在正是千网水平蓄电池异军突起的大好时机。全世界生产千网水平蓄电池只有两个地方，一个在美国，一个在包头，但市场需求却是无限的，电动汽车动力、智能电网贮能、清洁能源系统贮能等等，这些都关系到一个国家的战略、命运、未来，千网水平蓄电池能在包头落地生根，则中国幸甚，人民幸甚。
表1 千网水平电池与传统电池比较
千网水平蓄电池具有以下的优势。
⑴ 因为极板采用水平放置，可以避免电池的电解液浓度差的极化现象，而电解液浓度差的极化现象是传统铅蓄电池容量下降及寿命缩短的主要原因之一。
⑵ 极板阴阳直接连通，因此内阻小，极板活物质利用比较均匀，且节省极群并联铅材，大电流放电，电压降比较小。
⑶ 采用铅网替代传统的栅板﹝grid﹞，减轻电池重量节省耗材，让电池的重量比能量大为提高﹝≧40wh/kg﹞，同时电池的充电接受率也提高，因此有利于快速充电。
⑷ 因为铅网抗拉强度大，能耐充放电循环中极板活物质的形状变化，因此循环寿命次数也相对提高。
⑸ Horizon使用专有的材料与制造设备，可快速的连续性生产Horizon高功率环保铅酸电池，从包铅、织网至组装成品约仅需4h，最后化成充电时间约3d。而传统电池的制造时间必需耗费7d，最后化成最长需15d时间。
⑹ 本产品过去经过多个独立单位测试，其整个电池的生产技术及表现应无问题。唯公司导入自动化量产设备，设厂后仍然需要时间调整以提高效率。
⑺ 产品环保。采用玻璃纤维复合材料板栅极大地降低了电池极板的重量，比普通铅酸蓄电池轻约30%。
⑻ 生产环保。水平电池采用的复合玻璃铅丝挤压成型和编织工艺，过程中没有铅蒸汽产生;采用完全的内化成，避免了外化成酸雾的产生;整条生产线在封闭环境内，生产线空气经过严格高效的净化处理，极板干燥所产生以及冲洗设备产生的废水都经中和、沉淀、过滤净化后循环使用，对环境没有污染。
⑼ 千网水平电池的制程本身完全可回收，以目前工厂的报废品也都可以回收。
⑽ 1颗高功率环保铅酸电池可抵4颗 Group 31 传统电池，可减少卡车重量负荷 200 P以上，重量减轻可减少燃油耗损、提高启动能力的可靠性并增加负载能力。
⑾ 电池具备质量轻、高电流容量、深度放电及快速充电特性。
7 直流逆变器
直流逆变器采用简单的电容网络，实现了直流电压的逆变。其最大特点是，电路简单，所有器件工作在工频，不产生EMI干扰，因此，功耗极小而寿命极长，安全可靠，节能环保，成本低，制作安装容易。
7.1 直流逆变器工作原理
图11是微功耗直流逆变器工作原理示意图，工作过程如下。
⑴ 正弦波前10ms面积沿Y轴N等分，此处以4等分为例。
⑵ 每个等分以下底为一边作4个长方形，堆累成塔形如图示。
⑶ 利用电容网络由输入直流电压产生塔形波，这是实施直流逆变的第一步。
⑷ 用正弦波从内部切割此塔形，正弦波的幅值选择原则，是使得正弦波在内部刚好和塔形波的直角边相切。
⑸ 塔形波被切去多余部份后的实体正弦波，刚好是输出的正弦波电压Va。
⑹ 塔形波切下来的多余部份打散、揉合，变换成正弦波电压Vb，与前述Va同时输出，产生输出电压Vo的前10ms波形。
⑺ 正弦波后10ms处理方法同上，产生输出电压Vo的后10ms波形。
图11 直流逆变器工作原理示意图
7.2 四阶塔形波产生电路
塔形波产生电路，实际上是一个电容升压网络，图12是4阶塔形波产生电路，为了简化说明，以电源V3、V5、V7、V9、V11、V13、V15、V17代表网络电容上的电压。图12中，MOS管Q4、Q6、Q8、Q10等组成4阶电容网络的正臂，MOS管Q2、Q5、Q7、Q9等组成4阶电容网络的负臂，其中Q6、Q5、V7、V9、D3、D4组成了电容网络的一阶，从下到上阶数递增。有关电容升压网络，参考文献[4]、[5]。
图12 塔形波(4阶)产生电路
前10ms，电容网络的正臂启动，各阶MOS管栅极驱动信号导通时间随阶数增加按每次2ms递减，各阶MOS管栅极驱动信号延时时间按每次1ms递增，第一阶MOS管Q10的驱动信号V16的导通时间为10ms，延时时间为0ms，依此类推。Q1、Q3栅极所加驱动信号是周期20ms的等幅方波电压，前10ms期间，Q1饱和导通。在V16高电平期间(脉宽10ms，延时0ms),Q10饱和导通，V15上的电压通过Q10的漏源极、D2、Q1的漏源极，在负载电阻R1上产生持续时间10ms、幅值为V15的方形电压S1;在V12高电平期间(脉宽8ms，延时1ms),Q8饱和导通，V11上的电压通过Q8的漏源极、D6、Q1的漏源极，在负载电阻R1上产生持续时间8ms、幅值为V11的方形电压S2，S2左右对称地堆在S1之上;在V8高电平期间(脉宽6ms，延时2ms),Q6饱和导通，V7上的电压通过Q6的漏源极、D3、Q1的漏源极，在负载电阻R1上产生持续时间6ms、幅值为V7的方形电压S3，S3左右对称地堆在S2之上;在V4高电平期间(脉宽4ms，延时3ms),Q4饱和导通，V3上的电压通过Q4的漏源极、D1、Q1的漏源极，在负载电阻R1上产生持续时间4ms、幅值为V3的方形电压S4，S4左右对称地堆在S3之上;在前10ms到来的最后时刻，在负载电阻R1上形成S1在下、S4在上、持续时间递减的宝塔波电压。
后10ms期间，电容网络的负臂启动，同样道理，在负载电阻R1上形成S1在上、S4在下、持续时间递减的负方向宝塔波电压。20ms到来的最后时刻，在电阻R1上形成了一个完整的宝塔波电压，图12右边是所产生的宝塔波电压的仿真波形。
7.3 宝塔波驱动信号产生电路
图13是16阶微功耗微分逆变器驱动信号的实际电路，电路由4片16个LM339比较器组成，参考电压V2是直流电压，阻值相同的16个电阻串联后与V2并联，16个比较器的反相端顺序、依次接在串联电阻上，第1个比较器接1个电阻，第2个比较器接2个电阻，余类推如图8。另有交流参考电压V1，全波整流后直接接到每一个比较器的同相输入端，同时设交流、直流参考电压V1、V2的幅值都是16V。
图13逆变器(16阶)宝塔波电压驱动信号实际电路
前10ms，当交流参考电压V1的幅值小于1V时，没有一个比较器的同相端电压大于反相端电压，所有比较器都输出低电平。当V1的幅值大于等于1V时，第1个比较器的同相端电压大于其反相端电压，输出高电平。当V1的幅值大于等于2V时，第2个比较器的同相端电压大于其反相端电压，输出高电平，其余类推。当最后一个，即第16个比较器输出高电平以后，交流参考电压V1将到达极值，随着时间的推移，V1将下降。当交流参考电压V1的幅值下降到小于16V时，第16个比较器的同相端电压小于其反相端电压，其输出端电压产生负跳变，电压由高变低，产生了第1个、也是持续时间最短的脉冲信号。当交流参考电压V1的幅值下降到小于15V时，第15个比较器的同相端电压小于其反相端电压，其输出端电压产生负跳变，电压由高变低，产生了第2个脉冲信号，其余类推。当交流参考电压V1的幅值下降到小于1V时，第1个比较器的同相端电压小于其反相端电压，其输出端电压产生负跳变，电压由高变低，产生了第16个、也是最后1个、同时是持续时间最长的脉冲信号。当第二个10ms到来的时候，重复上述工作过程。所产生的16个持续时间由短到长的脉冲驱动信号，也就是形成宝塔电压的各个微分电压，参考图14的仿真波形。
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