電動(dòng)汽車動(dòng)力電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-03-27 12:24
點(diǎn)擊量：次
1、純電動(dòng)汽車 BEV（Battery powered EV)
純電動(dòng)汽車—由可充電電池（如鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池或鋰離子電池等）提供動(dòng)力源的汽車。優(yōu)點(diǎn)：零排放、無污染、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：能量密度低、成本高、續(xù)航里程有限。
2、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車 HEV (Hybrid EV)
混合動(dòng)力電動(dòng)汽車——車上裝有兩個(gè)以上動(dòng)力源，包括有電機(jī)驅(qū)動(dòng)，符合汽車道路交通、安全法規(guī)的汽車。一般是指內(nèi)燃機(jī)車發(fā)電機(jī)，再加上蓄電池的電動(dòng)汽車。串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)、綜合式；輕度和混合，中度混合和重度混合。優(yōu)點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)的最佳配合、可方便回收能量、市區(qū)可零排放、可解決空調(diào)、取暖等問題、可利用現(xiàn)有加油站、可延長(zhǎng)電池壽命。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、依賴原油。
3、燃料電池電動(dòng)汽車 FCEV (Fuel cell EV)
氫燃料電池電動(dòng)汽車——利用氫氣和空氣中的氧在催化劑的作用下在燃料電池中經(jīng)電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電能，并作為主要?jiǎng)恿υ打?qū)動(dòng)的汽車。優(yōu)點(diǎn)：燃料電池汽車具有安靜、高效、能量密度較高和零污染（或低污染）排放的特點(diǎn)，同時(shí)續(xù)駛里程完全可以和內(nèi)燃機(jī)汽車相媲美，具有結(jié)束內(nèi)燃機(jī)汽車百年統(tǒng)治地位的潛能。缺點(diǎn)：成本高，可靠性和壽命有待改進(jìn)、氫的來源、氫的存儲(chǔ)、核心材料成本高、推廣使用需要一定的時(shí)間。
新款固態(tài)鋰離子電池可借用了太陽能電池制造所采用的薄膜技術(shù)，由于使用了新的制造工藝，各電池的電芯內(nèi)部存在多個(gè)堆積層。相較于常規(guī)電芯，其表面積達(dá)到了前者的27倍，從而使得其能量密度達(dá)到了傳統(tǒng)鋰離子電池的2倍。
該公司表示：“目前已解決了固態(tài)電池電芯的生產(chǎn)精度、可重復(fù)性并提升了生產(chǎn)速度。常規(guī)的鋰離子電池制造，通?？杀粍澐譃?8道工序。從原料入場(chǎng)到發(fā)貨，整個(gè)生產(chǎn)周期約為50－60天，這是相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間。然而，目前采用新薄膜技術(shù)后，整個(gè)生產(chǎn)周期只有不到10天。”
該公司還列舉了新電芯制造工藝及部件精密制造的相關(guān)明細(xì)，表示將與“其選定的（selected）”車企商討該項(xiàng)技術(shù)。菲斯克還提到，許多大品牌的電池制造商可能也有量產(chǎn)該款固態(tài)電池電芯的意愿。
但特斯拉CEO埃隆·馬斯克卻表示：“這一切都停留在PPT的理論階段，實(shí)際是否能奏效尚不知曉。”至于該款固態(tài)鋰離子電池能否在明年被用于菲斯克的新款車型中，讓我們拭目以待吧。
德國(guó)尤利希研究中心專家日前開發(fā)出一種新型固態(tài)電池，充電率比現(xiàn)有文獻(xiàn)記錄的固態(tài)電池高出十倍。新電池組件由磷酸鹽化合物制成，材料經(jīng)過化學(xué)和機(jī)械性能的最佳匹配，實(shí)現(xiàn)了電池持續(xù)良好的可通性。
固態(tài)電池因?qū)岵幻舾?，不含任何可能泄漏或著火的液體部件，因此被認(rèn)為比傳統(tǒng)鋰離電池更安全、可靠和耐用。影響固態(tài)電池發(fā)展的關(guān)鍵因素之一是通過的電流低，這會(huì)導(dǎo)致電池充電時(shí)間較長(zhǎng)。一般固態(tài)電池再次充滿需要約10—12個(gè)小時(shí)，而這款新型電池不到1個(gè)小時(shí)就能充足電。
項(xiàng)目負(fù)責(zé)人坦普爾博士介紹說，在傳統(tǒng)鋰離電池中使用液體電解質(zhì)，能非常好地接觸電極，具有紋理表面的電極像海綿一樣吸收液體，形成一個(gè)大的接觸區(qū)域；而兩種固體材料不能這樣相互結(jié)合，電極和電解質(zhì)之間的接觸電阻相應(yīng)更高，影響電流的通過。
為了使電流在固體層邊界處獲得最大的流動(dòng)性，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的固態(tài)電池電極和電解質(zhì)采用非常類似的材料組分，由不同的磷酸鹽化合物制成。固體電解質(zhì)作為穩(wěn)定的載體材料，是在磷酸鹽電極兩側(cè)通過絲網(wǎng)印刷工藝制成，使用的材料價(jià)格合理并容易加工。新型固態(tài)電池基本上不含有毒或有害物質(zhì)。
坦普爾稱，他們?cè)O(shè)計(jì)的固態(tài)電池主要是基于材料的最佳組合，這項(xiàng)設(shè)計(jì)證明固態(tài)電池實(shí)現(xiàn)高充電率和快速充電是完全可行的，并因此獲得了專利。
參與項(xiàng)目的中國(guó)學(xué)者石城宇博士介紹說：“在最初的測(cè)試中，新電池的充放電循環(huán)相當(dāng)穩(wěn)定，經(jīng)過500次充放電仍能保持原始容量的84%。當(dāng)然，新電池還有改進(jìn)空間，理論上做到低于1%的損耗也是可行的。”
尤利希能源和氣候研究所所長(zhǎng)艾歇爾教授表示：“新電池目前能量密度為每克約120毫安小時(shí)，已經(jīng)非常高了，即使它們?nèi)陨缘陀诋?dāng)今市場(chǎng)上的鋰離電池。”
