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文檔簡介

隨著國家對新能源汽車行業扶植力度的加大,越來越多的新能源汽車走進大眾的視野。很多汽車品牌強勢進軍新能源汽車領域,使得新能源汽車技術不斷成熟、供消費者選擇的車型也越來越多,加上新能源汽車經濟實用、綠色環保的特點,越來越多的家庭和企業將新能源汽車作為買車、換車的第一選擇。新能源汽車江湖有句話:“新能源汽車,得電池者得天下”。動力電池技術成了關乎一臺新能源汽車性能的關鍵,因此本期文章,知科君為大家普及一下新能源電動汽車最重要的核心部件---汽車動力電池首先我們了解下電池,總稱為化學電池,現階段我們將總類的化學電池可以分為;一次電池,也稱干電池,即不能夠再充電的電池,如生活中常用的5號堿性電池;二次電池,即可充電的電池,這也是汽車動力電池最基本的要求;燃料電池,指正負極本身不含活性物質,活性材料連續不斷從外部加入,如氫燃料電池;化學電池一次電池二次電池(新能源電動汽車主要發展方向)燃料電池對于新能源汽車動力電池,我們主要關注化學電池中的二次電池和燃料電池,也就是有兩條技術路線。一條是以鋰電池為主要研究方向的二次電池,目前發展迅速可謂“炙手可熱”;另一條是一直被寄予厚望的以氫燃料為主要研究方向的燃料電池,氫燃料電池,目前與二次電池比起來,有一個很大的優勢,就是可以在很快時間(五分鐘左右)給電池加滿燃料,而不是等上幾個小時來充滿電。氫燃料電池充入的是氫氣,而最終產生水分,也沒有廢舊電池回收的問題,可以說是真正的新能源汽車,但由于氫的來源問題還未實現大規模量產和工業化應用、以及最重要的安全、儲存等方面因素,目前發展還是很大的瓶頸,不如二次電池發展的成熟。在二次電池中,就目前鋰電池無論在能量密度,循環壽命和環保性能上都具有很大的優勢,是目前動力電池的首選,動力電池技術成了關乎一臺新能源車型性能的關鍵,因此很多車企紛紛押寶在新能源電池領域。目前市面上主流的新能源電動汽車電池種類大致歸為鉛酸電池、鎳氫電池、鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰以及三元鋰(鎳鈷錳酸鋰)等幾大門類。今天知科君就帶大家從目前市場上動力電池的主流技術路線。去研究研究關于動力電池中的各種門道,看看這些電池都有什么優缺點!哪種才是適合咱們家用的電池類型。二次電池鉛酸電池鎳氫電池鋰電池鈷酸鋰錳酸鋰磷酸鐵鋰三元鋰(鎳鈷錳酸鋰)鉛酸電池優點:成本低、低溫性較好,價比高不足:能量密度低、比功率低、壽命特別短、體積大、安全性差作為比較成熟的技術,因其成本較低,而且能夠高倍率放電,性價比高、依然是可供大批量生產的電動車用電池、如電動自行車、摩托車、低速電動車及老年代步車。但是鉛酸電池的比能量、比功率和能量密度及使用壽命都很低,以此為動力源的電動車不可能擁有良好的車速及較高的續航里程、因此一般只能用于低速車的使用。鉛酸圖片鎳氫電池優點:價格低廉、技術成熟、壽命耐用性長總計8142顆18650電池組合成的電池組擁有超過85kWh的總容量,從而保證了特斯拉MODELS超過400公里的續航能力。斯拉這種高密度的電池組合方式雖然帶來了可觀的電池總容量,但是鈷酸鋰電池熱穩定性差,再加上將集成電池板平鋪于車輛的底盤位置,這樣就對電池的散熱與安全性提出了更高的要求,為此特斯拉不得不設計出了復雜的電池保護程序以及獨特的液冷散熱系統來保證這套電池組的正常運作。這一方面不僅加大了車身質量,對車輛的續航里程有一定的影響,當然最明顯的則是無形中推升了車輛的制造成本,因此特斯拉賣出這樣的售價也是有原因的,從最新的特斯拉所有車型開始采用三元鋰電池也可以看出來,由于\o"鈷酸鋰電池"\t"/2017-03/_blank"鈷酸鋰電池其循環壽命和安全性都較低,事實證明其并不太適用作為汽車動力電池。特斯拉18650圖片錳酸\t"/20171016/_blank"鋰電池,優點:成本低、低溫性能好不足:能量密度不高、安全性一般、壽命短成本低、低溫性能好的正極材料,但是其材料本身并不太穩定,容易分解產生氣體,因此多用于和其它材料混合使用,以降低電芯成本,但其循環壽命衰減較快,容易發生鼓脹,高溫性能較差、壽命相對短,主要用于大中型號電芯。該電池最先由電池企業\t"/20171016/_blank"AESC提出,這個\t"/20171016/_blank"AESC來頭可不小,是\t"/20171016/_blank"日產和日本電氣股份有限公司(NEC)的合資。錳酸鋰代表車型是為早期\t"/20171016/_blank"日產聆風,沒錯就是大名鼎鼎的日產聆風,自2010年全球上市之后,累計銷量已經超過了30萬輛,是純電動汽車界毫無爭議的世界第一。由于相比較鈷、鎳等稀有元素,錳元素儲量豐富,因此其價格低,能量密度中等,安全性也一般,具有所謂的較好綜合性能。所謂成也蕭何敗也蕭何,也是正因為這種不溫不火的特性,其逐步被新的技術所替代,\t"/20171016/_blank"日產聆風也慢慢轉向三元鋰電池,今年北京國際車展新\t"/20171016/_blank"日產新聆風也將閃亮登場,讓我們拭目以待。磷酸鐵\o"鋰電"\t"/2017-03/_blank"鋰電池優點:熱穩定性佳、安全、成本較低、循環壽命長缺點:能量密度低、怕低溫說到這,我們一定不得不說目前國內最具規模的新能源車企-比亞迪。這家以做手機鋰電池起家,現如今已經成長為涵蓋電池制造、傳統與新能源汽車生產制造的綜合大型企業。這其中,磷酸鐵鋰電池就是其最核心的產品,并且裝備于比亞迪旗下的絕大多數車型上。磷酸鐵鋰電池用磷酸鐵鋰(LiFePO4)材料作電池正極,它的放電效率較高,價格也相比其他鋰電池更有優勢。早年間,搭載比亞迪“鐵電池”的E6\o"電動車"\t"/2017-03/_blank"電動車成功為比亞迪打開了國內電動車市場,其投入深圳出租車市場運營的比亞迪E6電動車也是大獲成功。作為全球最先實現磷酸鐵鋰電池產業化的車企之一,比亞迪所采用的這類磷酸鐵鋰電池相比早期的\o"錳酸鋰電池"\t"/2017-03/_blank"錳酸鋰電池,雖然在能量密度上并未有太大差別,但其熱穩定性是目前\o"動力鋰電池"\t"/2017-03/_blank"動力鋰電池中最好的,當電池溫度處于500-600℃高溫時,其內部化學成分才開始分解,并且穿刺、短路、高溫都不會燃燒或爆炸,而相比上面所說的松下\o"鈷酸鋰電池"\t"/2017-03/_blank"鈷酸鋰電池(180-250℃時就內部化學成分就已處于不穩定狀態),顯然,磷酸鐵鋰電池的安全性要更高一籌。除了安全性更高之外,磷酸鐵鋰電池的使用壽命也有一定的優勢。從深圳出租市場投入運營的比亞迪E6使用效果上看,這些自2010年開始運營的850臺E6電動出租車累計總行駛里程已經突破3億公里,其中單車最高行駛里程超67萬公里,至今這些車輛仍然運行良好,這也說明了磷酸鐵鋰電池的可靠性。這樣成績也讓比亞迪E6成為我國電動出租車市場保有量最大的車型。不過除了熱穩定性這一突出的優勢之外,磷酸鐵鋰電池的能量密度較\o"三元鋰電池"\t"/2017-03/_blank"三元鋰電池以及鈷酸鋰電池仍有不小的差距,同樣的電池容量,磷酸鐵鋰電池的重量更重、體積也更大,這也導致采用該電池類型的車輛續航里程表現一般。當然,磷酸鐵鋰電池最大的痛點在于低溫下的充電問題,當溫度低于-5℃時,充電效率較低,不適合北方新能源汽車車主在冬天的充電需求,這也成為比亞迪目前最新的混動車型唐100、秦100暫時改用三元鋰電池的重要原因。目前主要運用于商用物流車及城市公交車大客車。\o"三元鋰電池"\t"/2017-03/_blank"三元鋰電池(鎳鈷錳酸鋰)優點:能量密度高、循環壽命長、不懼低溫不足:高溫下穩定性不足,最后是目前使用最為廣泛的\o"三元鋰電池"\t"/2017-03/_blank"三元鋰電池,也是國內裝車量最大的一類電池,作為冉冉升起的新星,能量密度可達最高,但高溫性相對較差,但對對于續航里程有要求的純電動汽車,其前景更廣,是目前動力電池主流方向,且適合北方的天氣,低溫時電池更加穩定。\t"/20171016/_blank"特斯拉最新發布的MODEL3,即采用松下的21700型的三元(NCA)圓柱形的電池。這類電池顧名思義是指電池是指正極材料中,除了鋰外,還有鎳鈷錳,或者鎳鈷鋁三種金屬。相比磷酸鐵鋰和\o"鈷酸鋰電池"\t"/2017-03/_blank"鈷酸鋰電池,三元\o"鋰電"\t"/2017-03/_blank"鋰電池的綜合表現更為平均,能量密度不低,體積比能量也較高,而且價格也相對合理些因而被越來越多的新能源汽車廠家所采用。三元鋰電池作為近兩年涌現出的一種新產品其特點在于其優點在于它具有能量密度高、循環壽命長、利于整車輕量化等優點對于提升車輛續航里程有很大幫助。此外更重要的原因則是隨著產能的提升,三元鋰電池的價格也進一步降低,密度不斷提高,正因為這些原因導致國內車企乘用車紛紛轉向使用三元鋰電池,例如北汽新能源的國民神車EV200和EX360兩款\o"電動車"\t"/2017-03/_blank"電動車就放棄了磷酸鐵鋰路線,換用了三元鋰電池。要說三元鋰電池的缺點的話,那就是三元材料的脫氧溫度是200℃,放熱能量超過800J/g,并且無法通過針剌實驗。這就表明了三元電池在內部短路、電池外殼損壞的情況下,很容易引發燃燒、爆炸等安

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