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行業(yè)資訊

能量密度比鋰電池低四成,為什么鎳氫電池還能成為豐田混動(dòng)的首選?

來源:寶鄂實(shí)業(yè)    2019-03-02 19:46    點(diǎn)擊量:
 

盡管我國的新能源汽車名錄中并不包括眾多非插電的混合動(dòng)力汽車,但無可否認(rèn),這種既無需改變用戶用車習(xí)慣,又能帶來顯著的燃油經(jīng)濟(jì)性以及駕乘高品質(zhì)感的混合動(dòng)力汽車,正越來越受到用戶歡迎。

說到混合動(dòng)力,除了本田這個(gè)后來者外,在國內(nèi)市場靠譜的就是最早將這一技術(shù)帶到中國的豐田。顯然豐田正是吃了這個(gè)甜頭,2019年1月,第八代凱美瑞銷量達(dá)到了19720輛,其中混合動(dòng)力車型占比為21%。而售價(jià)更為親民的緊湊級車型雷凌,1月銷量達(dá)26681輛,其中混合動(dòng)力車型占比也達(dá)到了20%。

  

但對于混合動(dòng)力汽車,不少消費(fèi)者依舊存在一個(gè)疑問,為什么在絕大多數(shù)新能源汽車(如特斯拉、蔚來、比亞迪等)都使用鋰離子電池,豐田還一味專注于使用鎳氫電池?在我們?nèi)粘J褂玫纳钣闷吩缫咽褂娩囯x子電池的今天,使用鎳氫電池是否顯得過時(shí),這是出廠出于降低生產(chǎn)成本的做法嗎?事實(shí)上,混合動(dòng)力汽車使用鎳氫電池有著相當(dāng)大的優(yōu)勢,不僅豐田,包括福特、通用等諸多品牌的混合動(dòng)力汽車大多選擇鎳氫電池作為電能的存儲(chǔ)介質(zhì)。

我們?nèi)粘J褂玫碾妷簽?.2V一節(jié)的充電電池,就是鎳氫電池。

1,電池千萬種,安全第一條

鎳氫電池之所以能成為一眾汽車的首選,中重要的是其具有無可比擬的安全可靠性能。一方面,鎳氫電池電解液為不可燃的水溶液。另一方面,鎳氫電池的比熱容、電解液蒸發(fā)熱相對較高、而能量密度相對較低,這意味著即使發(fā)生短路、刺穿等極端異常情況,電池溫升幅度也不大不會(huì)引起燃燒。最后,作為一款較為成熟的電池產(chǎn)品,鎳氫電池的產(chǎn)品質(zhì)量控制難度低,良品率較高。

  

截至2014年底,全球超過73%的混合動(dòng)力汽車采用鎳氫電池,總數(shù)超過800萬輛,這些混合動(dòng)力汽車在使用過程中,并出現(xiàn)過因電池引起的嚴(yán)重安全事故。而作為商業(yè)化混動(dòng)汽車的代表——豐田普銳斯,得益于出色的充放電程序,這些車在使用十年后電池也沒有出現(xiàn)明顯的壽命衰減。因此,成熟的鎳氫電池,是目前最具商業(yè)應(yīng)用價(jià)值的電池。

  

國外有測試人員對普銳斯的電池組進(jìn)行人為的不斷電充電測試,電池組也沒有因此而引起嚴(yán)重的安全事故。

2“淺充電”造長壽命

其次是鎳氫電池具有良好的快速充放電性能?;旌蟿?dòng)力汽車的電池容量都不大,例如最新的第八代凱美瑞雙擎,電池容量僅有6.5千瓦·時(shí),相比插電混動(dòng)動(dòng)輒10千瓦·時(shí)以上的電量,容量少了一半以上。而由于混合動(dòng)力系統(tǒng)的工作方式,需要不停地對電池進(jìn)行快速充放電,而在這種工況下,鎳氫電池相比鋰離子電池更有優(yōu)勢。

盡管鎳氫電池的能量密度只有鋰離子電池的60-80%(鋰電池為100J/m³),但由于鎳氫電池的特點(diǎn)對安全保護(hù),溫度控制等要求更低,因此無需大體積就能輕松在混合動(dòng)力汽車上找到自己的容身之所。

  

混合動(dòng)力汽車特殊的動(dòng)力系統(tǒng),在合理的動(dòng)力輸出策略之下,在行駛過程中一般只會(huì)用到電池容量的10%,即使最極端的情況,電池最大用量大概只能是40%。換言之,電池有約60%的電量是永遠(yuǎn)動(dòng)用不到,這種稱為“淺充電”的電池管理策略,這對于從鎳鉻電池改善而來的,電池記憶效應(yīng)大幅改善的鎳氫電池而言,能極大地延長其使用壽命,充放電循環(huán)次數(shù)可達(dá)10000次以上。

美國《消費(fèi)者報(bào)告》曾對調(diào)查了超過3.6萬位普銳斯車主,得出的結(jié)論是,車輛可靠性高,而且使用成本非常低。對此,《消費(fèi)者報(bào)告》用一輛行駛10年33萬公里的第一代普銳斯和十年前僅行駛3200公里的第一代普銳斯新車進(jìn)行相同標(biāo)準(zhǔn)的油耗測試以及性能測試。結(jié)果顯示,使用了10年行駛33萬公里的舊車與新車無論是在油耗性能還是動(dòng)力性能都保持在同一水平,說明鎳氫電池組和混動(dòng)系統(tǒng)仍然工作正常。


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