電動(dòng)汽車電池有哪些種類?
來源:寶鄂實(shí)業(yè)
2019-10-20 14:19
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目前電動(dòng)汽車市場非?;鸨妱?dòng)汽車電池技術(shù)的研究也非?;鸨?。電池作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力源,成為電動(dòng)汽車更好發(fā)展的關(guān)鍵。電動(dòng)汽車蓄電池如何分類?讓我們了解一下電池。
從廣義上講,電池可分為三類:化學(xué)電池、物理電池和生物電池?;瘜W(xué)電池和物理電池已廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車的批量生產(chǎn),而生物電池則被認(rèn)為是電動(dòng)汽車電池未來的重要發(fā)展方向之一。
化學(xué)電池
目前,化學(xué)電池是電動(dòng)汽車領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的電池,如鎳氫電池、鋰離子電池、鋰聚合物電池、燃料電池等,從結(jié)構(gòu)上可以進(jìn)一步分為電池和燃料電池兩大類。我們現(xiàn)在看到的大部分電動(dòng)車都是由電池技術(shù)驅(qū)動(dòng)的,比如豐田普銳斯、特斯拉S型(匹配、圖片、詢價(jià))等,當(dāng)然這里提到的電池并不是我們每天談?wù)摰钠囯姵兀强沙潆婋姵氐目偡Q。汽車蓄電池中常用的鉛酸蓄電池只是其中的一個(gè)子類。
一。鋰電池
鋰電池是電動(dòng)汽車中最常用的電池類型之一。雖然從1970年誕生不久,但憑借其能量密度高、循環(huán)壽命長等特點(diǎn),迅速占據(jù)了電動(dòng)汽車電池市場的大部分份額。目前市場上銷售的電動(dòng)汽車用鋰電池有兩種:磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池,它們各自的特性有著顯著的差異。因此,我們有必要做一個(gè)詳細(xì)的解釋和比較。
2.為什么磷酸鐵鋰電池是安全的?
大多數(shù)人對電動(dòng)汽車的電池可能知之甚少,所以讓我們舉個(gè)例子來幫助你理解。近日,由比亞迪和戴姆勒共同出資打造的全新電動(dòng)車品牌騰時(shí)(匹配、圖片、詢價(jià))即將上市,其搭載的磷酸鐵鋰電池也即將上市。與早期的鋰錳電池相比,磷酸鐵鋰電池的能量密度相差不大,約100-10Wh/kg,但目前汽車用鋰電池的熱穩(wěn)定性最好。當(dāng)電池溫度在500~600℃時(shí),其內(nèi)部的化學(xué)成分開始分解,而屬于同一鋰電池的鋰鈷電池的內(nèi)部化學(xué)成分在180~250℃時(shí)不穩(wěn)定。固定狀態(tài)。也就是說,磷酸鐵鋰電池的安全性在鋰電池中排名第一。正因?yàn)槿绱?,它已成為電?dòng)汽車電池的主要類別之一。
三。為什么特斯拉選擇三元鋰電池?
與磷酸鐵鋰電池相比,特斯拉S型三元鋰電池的重量能量密度要高得多,約為200wh/kg,這意味著相同重量的三元鋰電池比磷酸鐵鋰電池的續(xù)航時(shí)間更長。然而,它的缺點(diǎn)也是顯而易見的。當(dāng)其自身溫度為250-350℃時(shí),內(nèi)部化學(xué)成分開始分解。因此,對電池管理系統(tǒng)要求極高,每個(gè)電池都需要配備單獨(dú)的安全裝置。另外,由于單體電池體積小,單體電池?cái)?shù)量很大。以S型為例,三元鋰電池有7000多塊18650塊。為了滿足汽車的裝配要求,這無疑進(jìn)一步增加了電池管理系統(tǒng)的控制難度。因此,特斯拉是市場上唯一使用三元鋰電池的公司。
四。鎳氫電池更注重充放電控制
鎳氫電池是除鋰電池以外的另一種主要電動(dòng)汽車動(dòng)力電池。20世紀(jì)90年代以來,以豐田普銳斯為代表的許多混合動(dòng)力汽車都采用鎳氫電池作為儲能元件。其能量密度與普通鋰電池相差不大,約為70-100wh/kg。但電池電壓僅為1.2v,是鋰電池電壓的1/3,因此在需求電壓一定的情況下,電池組的體積比鋰電池的體積大。
與鋰電池一樣,鎳氫電池也需要電池管理系統(tǒng),但更注重電池的充放電管理。造成這種差異的原因主要是由于鎳氫電池的“記憶效應(yīng)”,即電池在循環(huán)充放電過程中容量會下降,而過充或過放電可能會導(dǎo)致電池容量下降。
5。燃料電池是未來汽車最理想的能源
燃料電池不是“電池”,而是一個(gè)大型的發(fā)電系統(tǒng)。由于其能量轉(zhuǎn)換效率高、無污染、壽命長、運(yùn)行穩(wěn)定等特點(diǎn),被公認(rèn)為未來汽車工業(yè)的最佳能源??傊?,燃料電池是一種通過化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,其能量主要取決于燃料和氧化劑的連續(xù)供給。
從理論上講,燃料電池可以使用多種燃料,甚至是傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)所使用的燃料。然而,只有氧化劑中的氫和氧才能產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)。因此,氫燃料電池是目前燃料電池的研究核心。
在今天的市場上,燃料電池汽車離我們不遠(yuǎn)。根據(jù)此前的報(bào)道,全球首款量產(chǎn)燃料電池汽車豐田FCV將于明年3月在日本正式銷售。該車配備2臺70mpa高壓燃料堆,輸出功率122ps(90kw),續(xù)航里程700km(日本JC08工況)。此外,加燃料只需3分鐘,比傳統(tǒng)電動(dòng)汽車的充電時(shí)間要快得多。目前,日本已經(jīng)制定了相關(guān)的各種政策,但在中國什么時(shí)候能買到還不知道,只能等一段時(shí)間。
物理電池
顧名思義,物理電池是指依靠物理變化來提供和儲存電能的電池的總稱,如超級電容器、飛輪電池等都屬于物理電池的家族成員。
超級電容器功率密度高,但電池容量小
超級電容器是介于傳統(tǒng)電容器和蓄電池之間的一種供電元件。它主要依靠雙電層和氧化還原偽電容電荷來儲存電能,在儲存過程中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),因此被歸類為物理電池。與之前介紹的化學(xué)電池相比,超級電容器有三個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn):一是可以重復(fù)充放電幾十萬次(傳統(tǒng)化學(xué)電池只有幾十萬到幾千次),使用壽命遠(yuǎn)高于化學(xué)電池;二是,超級電容器在充放電過程中的功率密度很高,可以瞬間放電大量電能,可以滿足車輛更廣泛的功率需求;三是工作環(huán)境的適應(yīng)性更好。一般情況下,當(dāng)室外溫度為-40℃-65℃時(shí),能穩(wěn)定正常工作(傳統(tǒng)電池一般為-20℃-60℃)。
當(dāng)然,如果有好處,也會有壞處。低能量密度是制約超級電容器發(fā)展的主要瓶頸。因此,目前它主要應(yīng)用于車輛啟動(dòng)系統(tǒng)、軍用和少量公共交通車輛上。至于能否作為家用車的電源,需要在突破能源密度問題后才能知道。
飛輪電池目前僅作為輔助電池使用。
飛輪電池是20世紀(jì)90年代提出的一種新概念電池,也是一種物理電池??傊?,它利用飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的能量原理來實(shí)現(xiàn)自身的充放電。在2010年10月勒芒系列的最后一輪中,911 GT3混合動(dòng)力車首次正式采用飛輪電池技術(shù),這是著名保時(shí)捷918 Spyder的前身。然而,這兩種模型的飛輪電池僅用作輔助能量,它們的功能與我們常用的制動(dòng)能量回收系統(tǒng)相似。即便如此,我們?nèi)杂欣碛上嘈?,隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和價(jià)格的進(jìn)一步下調(diào),飛輪電池的應(yīng)用前景將非常廣闊。
















