我國汽車新型電池研究：續(xù)航幾千公里充電十分鐘并且可用100多年
來源：寶鄂實業(yè)
2019-03-11 11:54
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當前新能源汽車發(fā)展的瓶頸在于電池。
一輛純電動汽車，一年至少能節(jié)省幾千元的油錢，并且無污染。但是電動汽車卻很少能被人們接受，一方面人們感覺充電不靠譜還麻煩，另一方面就是電池不耐用造成車輛使用年限大打折扣，歸根結底就是電池問題。
隨著我國新能源汽車制造業(yè)的發(fā)展，對新型電池的需求越來越迫切。
我國在新型電池的研究方面走在世界的前端。在2018年年中，浙江大學高超團隊曾實驗過鋁-石墨烯電池，該團隊實驗非常成功，實驗數據達到了非常理想得效果。石墨烯是近年來研究得比較多的材料，該種材料強度遠大于鋼鐵，柔韌性也極好。用它制造的充放電材料，可以實現在幾秒鐘內充滿電，并且電池損耗非常微小。數據顯示，25萬次充放電后電池容量為91%，也就是說每天充電5次，還能用137年。
石墨烯制造的電池容量很大，在電動汽車應用上可以大大提高汽車的續(xù)航里程，若技術成熟，充電十分鐘續(xù)航幾千公里，造價在技術成熟的情況下，不一定比鋰電池造價高。鋰電池被人們詬病還有個安全問題，鋰電池被稱為不定時炸彈，在高溫長時間放電工作中有爆炸危險，汽車上的鋰電池都較大，其爆炸威力不容小覷。而新型石墨烯電池可在零下40度到120度內穩(wěn)定工作，即是放在明火中也不會爆炸，這極大地提高了汽車電池的安全性。
石墨烯電池在耐久性方面也值得一提，我們知道普通電池一般不能承受較大壓力或擠壓變形等，若受到外力可能發(fā)生爆炸或者影響電池性能。但是石墨烯在承受上萬次的彎折測試后，電量無變化，良好的耐久性應用于電動汽車，無非是電動汽車的一大福音。但是從實驗到技術成熟應用還需要較長時間，雖然有些國家已經生產出石墨烯電池甚至應用，但是都很難發(fā)揮石墨烯電池的真正性能，若石墨烯技術成熟，還需要時日。
對于傳統(tǒng)汽車來說核心技術無非就是發(fā)動機、變速箱、后驅動橋，這三樣基本決定了傳統(tǒng)汽車的經濟性和動力性，但是對于新能源物流車來說，其核心技術就是電池、電機、電控，這三大件決定著新能源物流車的續(xù)航里程和動力性兩個核心指標。
電池技術是電動車最基礎和最重要的技術之一，是破解電動汽車諸多難題，特別是里程焦慮、成本過高、性能提升的關鍵要素。目前搭載在新能源物流車上的電池主要是三元鋰電池和磷酸鐵鋰這兩大類。從單體能量密度上來說，磷酸鐵鋰電池通常在90-120Wh/kg之間，而三元鋰電池可以達到200Wh/kg左右。從安全性來說，三元鋰電池正極材料的分解溫度在200℃左右，磷酸鐵鋰電池正極材料的分解溫度在700℃左右。
從環(huán)境溫度適應性來說，常溫情況下，磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池差不多，但是在低溫情況下，磷酸鐵鋰電池衰減比三元鋰電池表現差很多，這也是為什么冬天搭載磷酸鐵鋰電池的電動車續(xù)航里程縮減比較厲害的原因。從電池壽命上來說，磷酸鐵鋰電池循環(huán)壽命大約2000次以上，三元鋰電池循環(huán)壽命大約在1000次左右。
三元鋰電池對比磷酸鐵鋰電池主要的優(yōu)點就是能量密度大，缺點就是安全性低，壽命短。而目前我們的電動物流車市場上一般都為輕卡及以下車型，對電池重量相對沒有乘用車那么敏感，所以搭載的以價格略低的磷酸鐵鋰電池為主，其次為三元鋰電池，但隨著國家以及運營者對新能源物流車長續(xù)航的要求，三元鋰電池的裝載量正在快速增加。
電機技術雖然在中國已經是一個很成熟的技術了，但是不同廠家搭載的電機依然有所區(qū)別。永磁同步電機以其效率高、功率因數高、啟動力矩大、功率密度大等優(yōu)點，力壓其他種類電機，目前大約7成的新能源物流車均搭載的是永磁同步電機，大約2成搭載的是交流異步電動機。永磁同步電機因為其效率高，使得電池能量利用更充分，增加了車輛的續(xù)航里程，其搭載率正逐漸向100%攀升。
電動汽車電機控制器通過對轉矩、轉速和轉向進行控制，一方面可以提高電動汽車的驅動控制水平，保證電動汽車的高效、穩(wěn)定運行，增加電動汽車的行駛里程。在新能源汽車領域，電機控制系統(tǒng)IGBT應用于逆變器中，占整個控制器成本的40-50%，是電控核心模塊。電控器是用來匹配電動機的，他們存在一個相輔相成的關系。整車生產企業(yè)購買動力系統(tǒng)，通常是采購成套式的電機電控，少數將電機電控分開采購，這是由于分開采購不容易達到優(yōu)良的匹配。
新能源電動物流車其核心技術就是動力電池、電機和電控，目前只有比亞迪能夠自身生產這三大件，其他廠商無一例外的都是外購，然后自己做的匹配。
