冬季就要來(lái)了，你知道冬季會(huì)對(duì)汽車電池帶來(lái)哪些影響嗎？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-02 09:33
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隨著新能源汽車的普遍，以及國(guó)家的提倡，越來(lái)越多的消費(fèi)者在購(gòu)買汽車的時(shí)候都會(huì)吧新能源汽車放在考慮范圍之內(nèi)。但是不考慮汽車本身的性能問(wèn)題，現(xiàn)在消費(fèi)者最為關(guān)心的是新能源電動(dòng)汽車的售后服務(wù)跟電池動(dòng)力跟續(xù)航。
關(guān)于新能源汽車的售后服務(wù)，國(guó)家也已經(jīng)慢慢重視起來(lái)，開(kāi)始大力建設(shè)，所以未來(lái)全國(guó)新能源電動(dòng)汽車的售后服務(wù)應(yīng)該會(huì)得到大幅度的提升。好了，我們解決了售后方面的問(wèn)題，最為關(guān)心的就是汽車的電池使用率和壽命。今天我們來(lái)探討一下質(zhì)量問(wèn)題。
這就好比家里買菜用的兩輪電動(dòng)車，它在出廠的時(shí)候自帶的原裝電池壽命并不是很好，所以消費(fèi)者在后期自己的愛(ài)車出現(xiàn)了電池壽命減半，汽車動(dòng)力大不如以前，就必須以更換電池來(lái)提升動(dòng)力以及延長(zhǎng)壽命。同樣消費(fèi)者在看到新能源電動(dòng)汽車的時(shí)候，首先想到的肯定是這輛車的電池怎么樣，這好比發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，電池就是新能源電動(dòng)汽車的心臟。
大部分廠家使用的是蓄電池和燃料電池兩大類，但是廠家不同，車型也不同，這讓大部分廠家在采用電池上面都有很大的差別。就國(guó)產(chǎn)比亞迪汽車來(lái)舉例，比亞迪公司一直以來(lái)專注研究磷酸鐵鋰電池，這種電池在性能上可能會(huì)不如三元鋰電池，但是價(jià)格相對(duì)來(lái)說(shuō)比較便宜，性價(jià)比也非常高，在符合比亞迪公司的產(chǎn)品定位上還能保證電動(dòng)汽車的質(zhì)量。新能源汽車在汽車行駛高速運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，電池的使用頻率就會(huì)提高，伴隨著汽車不斷往前，電池的溫度同事會(huì)提升很多。而磷酸鐵鋰電池相較于鈷酸鋰電池來(lái)說(shuō)熱穩(wěn)定性就會(huì)好很多。
那么除了新能源電動(dòng)汽車的電池穩(wěn)定性，每年到冬天其電池會(huì)受到天氣影響嗎？答案肯定是會(huì)的，因?yàn)樵跉鉁丶眲∠陆档亩炖?，電?dòng)汽車的電池會(huì)因?yàn)闅鉁赝瑫r(shí)造成百分之二十到百分之三十的儲(chǔ)電率下降，但是儲(chǔ)電率下降并不會(huì)影響新能源電動(dòng)汽車的正常行駛，畢竟電池本來(lái)就是一個(gè)消耗品，本身不耐寒。不過(guò)就天氣原因來(lái)說(shuō)，各大廠家已經(jīng)在想辦法研究新的電池模板，所以在以后新能源電動(dòng)汽車的電池會(huì)比現(xiàn)在提高很多，同時(shí)增加了使用率和儲(chǔ)電率。
目前電動(dòng)車的封裝形式無(wú)非就是三種，圓柱，方形和軟包電池三，那么每種不同封裝形式電池的優(yōu)勢(shì)劣勢(shì)又有哪些呢？
其實(shí)提到圓柱電池首先想到車型就是特斯拉。當(dāng)然圓柱電池的應(yīng)用很廣，型號(hào)也很豐富，只不過(guò)有著特斯拉的大名為前提，我們最熟悉的也就是它的18650和27100兩種型號(hào)。拿18650舉例來(lái)說(shuō)，18代表的是電池的直徑，65代表的是電池的高度，0則代表它是圓柱電池，那么27100自然也同理。
18650電池的歷史最早可以追溯到1992年，那個(gè)時(shí)候的18650大部分被應(yīng)用在數(shù)碼產(chǎn)品上。所以最主要的優(yōu)勢(shì)就是技術(shù)成熟，所以18650擁有著更高的良品率，且PACK的成本也能得到有效控制。而且當(dāng)時(shí)18650的能量密度就已經(jīng)達(dá)到了現(xiàn)在寧德時(shí)代NCM811的水平，所以對(duì)于剛剛起步期的特斯拉來(lái)說(shuō)，18650無(wú)疑就成為了最佳的選擇。
相較于方形硬殼電池，圓柱電池的空間利用率明顯更差，不過(guò)好在可以利用圓柱體中間的空隙流通冷卻液，也算是“廢物利用”的一種。
當(dāng)然18650的劣勢(shì)也不能忽視，一個(gè)是18650電池采用了金屬外殼加上單體電池容量較小，為了滿足容量需求只能通過(guò)數(shù)量的大幅度增加來(lái)彌補(bǔ)，那么更大的數(shù)量對(duì)于BMS電池管理系統(tǒng)要求更高。拿特斯拉上7000節(jié)18650來(lái)說(shuō)，目前也只有特斯拉的BMS電池管理系統(tǒng)才能滿足如此數(shù)量的運(yùn)算要求。這也是國(guó)內(nèi)沒(méi)有廠家用18650的原因之一。
不過(guò)，目前18650礙于已經(jīng)發(fā)展到極限，隨之便誕生了最新的21700，未來(lái)特斯拉Model 3便會(huì)采用21700電池。相較于18650來(lái)說(shuō)，21700個(gè)體體積更大，電池能量密度提升近20%。同時(shí)隨著技術(shù)的發(fā)展，21700的成本也明顯低于18650。
當(dāng)然21700也并不完美，真正了解電池的朋友們肯定知道這樣一組數(shù)據(jù)，電池容量每上升10%，電池的循環(huán)壽命就會(huì)降低20%，充放電倍率就會(huì)下降30%-40%，電芯溫度會(huì)上升20%，所以這意味著需要運(yùn)算能力更強(qiáng)的BMS電池管理系統(tǒng)來(lái)對(duì)電池進(jìn)行有效的控制。就目前國(guó)內(nèi)BMS技術(shù)水準(zhǔn)來(lái)說(shuō)，想要用上21700電池著實(shí)還是需要一段路要走。
可以說(shuō)方形硬殼電池是目前國(guó)際領(lǐng)域應(yīng)用面最廣的電池PACK形式，國(guó)內(nèi)目前主流的蔚來(lái)，吉利等一系列新能源車企均采用方形硬殼電池，而國(guó)際傳統(tǒng)大廠如奧迪，寶馬等也均采用方形硬殼電池解決方案。方形硬殼電池應(yīng)用面廣的最主要原因之一就是其供應(yīng)商也更多且技術(shù)難度相對(duì)較低，國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)電池供應(yīng)商均選擇研發(fā)方形硬殼電池。比如大名鼎鼎的寧德時(shí)代就是主要提供方形硬殼電池的供應(yīng)商。
方形電池優(yōu)勢(shì)除了剛剛說(shuō)的供應(yīng)商豐富之外，它的可定制化程度也更高，同時(shí)方形的空間利用率相對(duì)圓柱電池也更高，但問(wèn)題在于外層的硬質(zhì)保護(hù)殼會(huì)明顯增加電池包的整體重量，所以國(guó)內(nèi)類似理想制造ONE都開(kāi)始以鋁材作為外層保護(hù)殼，有效的保證輕量化從而提升電池能量密度。
與此同時(shí)，方形電池的單體容量和體積都更大，單體數(shù)量自然隨之降低，那么對(duì)于BMS電池管理系統(tǒng)的要求也就更低。目前方形硬殼電機(jī)最有代表性就是由寧德時(shí)代推出的NCM811，電池密度達(dá)到了170kW/kg。
主要劣勢(shì)就在于可定制自由度高，導(dǎo)致制造工藝不統(tǒng)一，每塊電池的差異就會(huì)凸顯出來(lái)。相對(duì)于圓柱電池，方形硬殼電池對(duì)于冷卻系統(tǒng)布置的要求也更高。不過(guò)隨著國(guó)家對(duì)于電池標(biāo)準(zhǔn)政策的推出，未來(lái)方形電池的差異也會(huì)隨之減小。
軟包電池雖然在汽車市場(chǎng)上應(yīng)用的并不多，但我們對(duì)它并不陌生。我們的手機(jī)基本上采用的都是軟包電池。
軟包電池的外殼采用的是鋁塑膜材質(zhì)，跟采用鋁殼的方形和圓柱電池相比來(lái)說(shuō)重量更輕。在同等容量下，軟包電池的重量要輕20%，而在同等重量下，軟包電池的容量要比鋁殼電池高50%。所以軟包電池的理論能量密度要更高于方形電池和圓柱電池。
同時(shí)，軟包電池最大的優(yōu)勢(shì)在于可以進(jìn)行模塊化定制，對(duì)于電池放置空間的要求并不高，目前許多PHEV車型都采用的是軟包電池。
不過(guò)由于鋁塑膜材質(zhì)無(wú)法對(duì)電池本體起到保護(hù)作用，所以需要更堅(jiān)硬的“外殼”來(lái)保護(hù)，所以在視覺(jué)上軟包電池還是有硬殼包裹。不過(guò)定制的軟包電池在形狀上有著更多的想象空間，變化更多，不止局限于矩形。可以組成小型電池組放置在后備廂下方，也可以做成T字形布局。目前可查的也就只有日產(chǎn)軒逸純電和別克的Velite 5了。
由于內(nèi)部為疊片式的軟包電池，一片片軟包電池豎直疊放在一起，所以電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的布置就需要在每?jī)善姵刂虚g需要加上一層冷卻片，冷卻液通過(guò)注水口注入，填充冷卻片上的管路，循環(huán)流動(dòng)并帶走熱量，再一次提高了成本。
更主要的原因是軟包電池的工藝不是很成熟，主要技術(shù)都掌握在日韓電池供應(yīng)商手里。再加上可定制化豐富，所以生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)和工藝并不統(tǒng)一。更主要的原因國(guó)內(nèi)對(duì)于生產(chǎn)鋁塑膜外殼的技術(shù)較差，目前主要依賴進(jìn)口，所以成本更高。種種因素導(dǎo)致了軟包電池在市場(chǎng)中的應(yīng)用廣泛度較低。
