近年来，具有节省燃油消耗与降低二氧化碳排放优势的混合动力汽车保有量不断增加，从乘用车到公共交通领域，均已实现批量应用。
1997年问世的丰田普瑞斯混合动力轿车目前全球累计销量达287万辆;混合动力公交客车也已在伦敦、巴塞罗那等欧洲城市运营；在国内公共交通领域，混合动力公交客车在各示范运营城市的保有量已占到”十城千辆工程”示范车辆总量的85%以上。
混合动力汽车可使用更小排量的发动机，在汽车怠速等情况下关闭发动机，采用电池或电容作为储能单元回收制动能量，更有效地提高燃油经济性；与相比，电机功率较小，可以减少车载动力电池组容量，续驶里程较长。而汽车采用较大容量的电池组，行驶里程更长更节能，也是国家《节能与新能源产业规划》中提到的与纯电动汽车并列的发展对象。
在混合动力技术发展过程中，随着系统对储能系统要求的不断提高，储能单元也经历了从铅酸电池、镍氢电池、超级电容到锂离子电池的跨越。目前，混合动力汽车尤其是插电式混合动力汽车，大多采用锂离子电池作为储能系统，而超级电容在混合动力公交客车领域也有着较为广泛的应用。
1.混合动力车与插电式混合动力车对储能系统的要求
动力电池是混合动力汽车的基本储能单元，其性能直接影响到驱动电机的性能，从而影响整车性能。混合动力汽车动力电池使用情况不同于纯电动汽车，在工作时常处于非周期性充放电循环中，且通常装载的电池组容量较小，电池需具备高充放电倍率和效率，以及较高的比功率密度；此外，混合动力汽车需要频繁对电池进行充电与放电，充放次数因此较多，对大充放倍率下的循环寿命也提出更高要求。对插电式混合动力汽车而言，由于同时具有纯电动行驶工况及混合动力行驶工况，对电池的比能量密度与比功率密度均有要求。
2.常用储能单元对比
国内混合动力公交客车早期使用镍氢电池作为储能单元，但其在高温放电效率、”记忆效应”、循环寿命、热管理及电池组管理等方面都存在着较难解决的问题;超级电容理论上充放电循环寿命长，可快速充电，也可提供很高的放电电流，但其缺点是能量密度低，混合动力公交客车在山地城市或者频繁起步加速的工况中，常出现电能耗尽情况，影响车辆动力和节油率;锂离子电池具有比镍氢电池更高的电压平台、能量密度、功率密度及更长的循环寿命，相对超级电容具有更高的能量密度与性价比，然而由于混合动力工况条件严苛，锂离子电池系统寿命，以及在极端情况下的安全问题均面临挑战。
3.LpTO锂离子电池特性及应用前景
钛酸锂材料用于电池开发始于上世纪90年代，作为负极材料应用，相对碳负极有较大优势，近年来倍受关注。LTO是一种零应变材料，锂离子在嵌入与脱出时，晶格常数与体积变化都很小，循环性能极佳。LTO材料不与电解液发生反应，无SEI膜形成，LTO的电势也比锂金属高，不易析出锂枝晶，相比石墨负极锂离子电池具有更高的安全性能。
LpTO电池与其他混合动力汽车用储能单元主要性能参数对比：
镍氢电池超级电容磷酸铁锂电池LpTO电池电压平台1.22.53.22.3单体重量能量密度4569075单体体积能量密度14010200140峰值比功率密度80020,0001,8002,300单体循环寿命600500,0002,00025,000d高低温性能差好一般好安全性能一般好一般好
资料来源：国内知名厂家混合动力镍氢电池数据、韩国知名厂家混合动力用超级电容数据、国内知名厂家
混合动力用磷酸铁锂电池数据，6C充/6C放，100%DOD，室温循环至80%。
微宏动力对现有LTO材料进行改性，并同时对正极材料、隔膜以及电解液进行了相应的改性开发，经过系统整合，开发出了更安全与超长循环寿命的LpTO电池。LpTO电池技术应用在混合动力与插电式混合动力汽车领域有以下的优势：高倍率充放条件下的长循环寿命，可与车辆同使用寿命;功率密度较高，同时满足混合动力与插电式混合动力对电池组能量密度的要求;更安全的负极材料使得电池组整体安全程度更高;能够经济地满足车辆动力需求及能量回收的各种复杂工况;系统成本也更低。
相对与磷酸铁锂电池而言，LpTO电池具有高倍率充放电条件下十倍的循环寿命、更高的低温充放电效率以及更高的安全性能。长循环寿命使得电池组可以与车辆同寿命，降低车辆的后期维护成本。相对超级电容而言LpTO电池具有十倍以上的能量密度，可避免出现山地及频繁起步加速时电能容易耗尽的情况，同时相对更低的成本也增加了其竞争力。
目前，LpTO电池已经批量应用在插电式混合动力公交客车上。表2列出了一款采用LpTO电池的12米插电式混合动力公交客车的基本参数，这款车型可采用集电弓从车顶充电，利用电池可快速充电的特性，在车辆停靠的间隙充电，充分利用纯电模式行驶，以达到高节油率目标。
采用LpTO电池组的插电式混合动力公交客车基本参数：
车辆长度12米混合动力形式并联插电式发动机CNG发动机，170kW电机94kW永磁同步电机电池组20kWhLpTO电池组，334V60Ah
混合动力汽车与插电式混合动力汽车的初始投入和燃油消耗较低，日益受到市场青睐。随着电池技术的不断进步，新的LpTO电池可望与车辆同寿命，兼顾锂离子电池与超级电容的优点，这能够弥补现有锂离子电池体系在使用寿命、安全方面的不足，同时具有比超级电容更高的能量密度与性价比，是混合动力汽车与插电式混合动力汽车储能系统更佳的选择。
LpTO电池组已在重庆经过长时间严冬与酷暑的严格考验，在快速充电纯电动公交客车上单车累积里程超过60,000Km，循环次数超过2,500次。其在插电式混合动力公交客车上也正开始规模化的应用。
本文作者系微宏动力系统有限公司市场部经理
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