電動車目前用的都有哪些電池技術(shù)?
來源:寶鄂實業(yè)
2019-05-23 11:20
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目前國內(nèi)的純電動商用車幾乎都是使用鋰離子電池,主要有兩種不同的類型,分別為三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池,兩者的區(qū)別在于正極材料的不同。
三元鋰電池:
三元聚合物鋰電池是指正極材料使用鎳鈷錳酸鋰(Li(NiCoMn)O2)三元正極材料的鋰電池,是以鎳鹽、鈷鹽、錳鹽為原料,里面鎳鈷錳的比例可以根據(jù)實際需要調(diào)整。三元鋰電池能量的優(yōu)勢是密度大,同等重量的電池,能為車輛提供更長的續(xù)航里程,這也是純電動貨車所需要的。因此有不少的純電動貨車裝三元鋰電池,例如陜汽軒德E9、福田歐馬可純電動輕卡等車型搭載的是三元鋰電池。而在純電動乘用車上更為常見。但即使如此,三元鋰電池還是受到的不少人的懷疑,特別是安全性方面。
在安全性方面,三元鋰材料會在更低的200度左右發(fā)生分解,而磷酸鐵鋰材料是在800度左右。并且三元鋰材料的化學(xué)反應(yīng)更加劇烈,會釋放氧分子,在高溫作用下電解液迅速燃燒,發(fā)生連鎖反應(yīng)。說簡單點,就是三元鋰材料比磷酸鐵鋰材料更容易著火。
不過需要注意的是,這里說的僅僅是材料,不是已經(jīng)成為成品的電池,在真實使用中,三元鋰電池組配合BMS電池管理系統(tǒng),包括過充/過放保護、過溫保護、過流保護等功能,一旦電池發(fā)生意外,系統(tǒng)能夠立刻切斷電流,保證電池的安全。
磷酸鐵鋰電池:
磷酸鐵鋰電池在大量純電動客車上以及部分純電動貨車上都有搭載,它的材料性質(zhì)與三元材料相比更加的穩(wěn)定;同時國內(nèi)磷、鐵的原材料豐富,制造成本也比三元鋰電池低;電池可快速充電、且循環(huán)壽命長;工作溫度范圍廣等優(yōu)點。
但缺點是能量密度要比三元鋰電池低得多,并且低溫環(huán)境下,電池衰減嚴(yán)重。雖然磷酸鐵鋰電池在同等重量的情況下能量比三元鋰電池低,但勝在成本低,安全性高,因此也有不少的車型采用這種電池技術(shù),例如江淮帥鈴i5、比亞迪T5、吉利遠程E200等。
貨車上除了使用鋰離子電池以外,還有少量車型使用其他類型的電池,例如銀隆汽車的鈦酸鋰電池,但由于搭載量不大,還不算主流電池。鈦酸鋰電池具有充電快、安全性高的優(yōu)點,但缺點同樣明顯,相比于其他類型的鋰離子電池,它的電池能量密度要低。
隨著技術(shù)的發(fā)展,純電動車型上的電池除了鋰離子電池外,最有可能發(fā)展起來的應(yīng)該是燃料電池。近幾年來,燃料電池技術(shù)已經(jīng)取得了重大進展,例如通用集團、豐田汽車、福特等汽車廠家都已經(jīng)研發(fā)車燃料電池的車型,并已經(jīng)非常接近量產(chǎn)。但燃料電池的應(yīng)用依然存在著各種障礙,例如燃料的生產(chǎn)制造成本、運輸、儲存等問題,都還在妨礙著燃料電池的大規(guī)模使用。
就目前的純電動貨車的發(fā)展而言,歐洲市場或許是一個參考,在歐洲市場已經(jīng)投入測試或者使用的純電動貨車中,由于續(xù)航能力的原因,基本都是針對城市配送的廂式車、11噸-15噸級的載貨車或者碼頭貨柜轉(zhuǎn)運車型,大都對續(xù)航里程要求不大。而真正的長途重卡車型,發(fā)展的重點依然是以天然氣等清潔能源為主,既保證了優(yōu)秀的續(xù)航能力,同時也減少了污染物的排放。目前提出的關(guān)于新能源汽車的技術(shù)路線比較多,就未來的發(fā)展趨勢來看,混合動力汽車的發(fā)展空間是最大的,特別是油、電混合用汽車,這項技術(shù)與目前世界汽車行業(yè)發(fā)展趨勢最為相近,所以發(fā)展?jié)撃茏畲?。隨著人們對這項技術(shù)研究的不斷加深,未來新能源電動車勢必成為主流。
a、純電動汽車
由于石油使用量的急劇增加,不僅造成了不可再生能源儲量的降低,燃油燃燒過程中還產(chǎn)生了大量的溫室氣體,對環(huán)境造成了污染。而人們將新能源應(yīng)用于汽車領(lǐng)域之后,汽車則是靠電力驅(qū)動,在這一過程中不會產(chǎn)生對環(huán)境有害的物質(zhì),這也是目前解決溫室效應(yīng)最重要的途徑。
純電動汽車的動力是靠電池提供,所以汽車的性能很大程度上取決于電池的性能,電池儲能的多少將直接影響到汽車的續(xù)航能力。電動汽車的發(fā)電機還配置了相應(yīng)的控制裝置,在電動機和控制裝置的共同作用下會產(chǎn)生扭矩,直接對汽車進行驅(qū)動,車輛行駛時,扭矩的大小會對汽車的速度、加速度以及拉力因素產(chǎn)生直接的影響。此外,人們對電動汽車的電機也進行了調(diào)整和重新設(shè)計,即使電機的運轉(zhuǎn)速度較低,也能輸出較大的扭矩,配合IGBT控制單元完成汽車的控制,這一點則是傳統(tǒng)的內(nèi)燃機無法實現(xiàn)的。
b、混合動力汽車
混合動力汽車就是在汽車行駛過程中使用多種能源進行驅(qū)動的汽車,目前可見的主要驅(qū)動方式為汽油和電力共同驅(qū)動。雖然電力驅(qū)動能夠減少對環(huán)境的污染,但很多時候也會有動力不足的情況出現(xiàn),所以人們將電力和燃油混合使用,既能夠減少溫室氣體的排放,還能夠解決電池功率不足的問題。
憑借這一優(yōu)勢,混合能源汽車技術(shù)獲得了大多數(shù)人的認可,成為了重要研究方向之一。目前在市場上使用比較多的混合模式為插電式混合動力汽車,這種汽車不僅配備了容量比較大的動力電池,還為電池配置了專用的充電設(shè)備;除了電池,汽車還帶有燃油驅(qū)動系統(tǒng)。當(dāng)電池的容量比較充足時,可使用電能驅(qū)動汽車,當(dāng)電池電能低于一定的水平后,則可轉(zhuǎn)換為燃油驅(qū)動。
c、燃料電池汽車
燃料電池汽車使用的是燃料電池,這是一種不同于充電電池的新技術(shù)。燃料電池汽車在運行過程中,主要依靠的是燃料電池系統(tǒng)、驅(qū)動電機、動力蓄電池和儲氫系統(tǒng)。電池在工作過程中,會發(fā)生化學(xué)反應(yīng),將物質(zhì)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,從而驅(qū)動汽車,目前使用比較廣泛的燃料電池為氫氧燃料電池,H2和O2發(fā)生氧化反應(yīng)生成H2O,這一過程會放產(chǎn)生大量的熱量,將熱量收集起來形成電能,汽車即被驅(qū)動。












