储能系统（ESS）在电动汽车、混合动力汽车和插电式混合动力汽车中发挥着重要的作用。这些汽车的性能很大程度上取决于储能系统。有几种不同类型的储能选择，可以用于不同的车辆应用。在过去十年中，镍金属氢化物电池曾在HEV中广泛应用。现在锂离子电池被认为是用在电动汽车和插电式混合动力汽车中的唯一可行方案。因为它的功率密度高、周期寿命长，超级电容也被研究应用在插电式混合动力汽车上。基于飞轮的混合动力汽车也曾被考察。包括高能锂离子电池和高功率超级电容的集成混合储能系统，可以为电动汽车和插电式混合动力汽车提供最好的解决方案。对电动汽车、混合动力汽车和插电式混合动力汽车储能系统的适当管理不仅能延长电池储能系统的寿命，还可以提高汽车整体的燃料效率。

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根据美国能源部插电式混合动力汽车会议总结报告（2006），电池保养成本被认为是阻碍插电式混合动力汽车向大众市场渗透的一个因素。特斯拉汽车公司只为他们的电动汽车电池提供3年的质保，超过3年用户要支付每年300美元的保养费。据估计，雪佛兰电池组的更换成本超过了10 000美元。在美国的“绿色国家”计划中，电动汽车和插电式混合动力汽车的电池有10年/15万mile（10年或15万mile，以较早发生者为准）的质保期，这是因为如果一辆插电式混合动力汽车电池有10年/15万mile的质保，CARB法规允许有3 000美元的奖励。同样，比保修成本更重要的是顾客对电池寿命的感知和对汽车转售价值（和剩余价值）的影响。