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姜武新能源汽车用什么电池

姜武新能源汽车用什么电池

  随着新能源汽车的发展,新能源汽车电池的创新也越来越多。新能源汽车电池就是使用新能源技术减少“温室气体”排放污染的新型汽车电池。那么新能源汽车用什么电池?

  新能源汽车电池可以分为两大类,即蓄电池和燃料电池。蓄电池适用于纯新能源汽车,可以归类为铅酸蓄电池、镍基电池(镍一氢及镍一金属氢化物电池、镍一福及镍一锌电池)、钠?

  电池(钠一硫电池和钠一氯化镍电池)、二次锂电池、空气电池等类型。而燃料电池专用于燃料电池新能源汽车,可以分为碱性燃料电池(AFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、质子交换膜燃料电池(PEMFC)、直接甲醇燃料电池(DMFC)等类型。

  新能源汽车电池组由多个电池串联叠置组成。一个典型的电池组大约有96个电池,充电到4.2V的锂离子电池而言,这样的电池组可产生超过400V的总电压。尽管汽车电源系统将电池组看作单个高压电池,每次都对整个电池组进行充电和放电,但电池控制系统必须独立考虑每个电池的情况。

  如果电池组中的一个电池容量稍微低于其他电池,那么经过多个充电/放电周期后,其充电状态将逐渐偏离其它电池。

  如果这个电池的充电状态没有周期性地与其它电池平衡,那么它最终将进入深度放电状态,从而导致损坏,并最终形成电池组故障。为防止这种情况发生,每个电池的电压都必须监视,以确定充电状态。此外,必须有一个装置让电池单独充电或放电,以平衡这些电池的充电状态。

  新能源汽车用什么电池?

  1、铅酸电池

  代表企业或车型:长安汽车、北汽集团、长城汽车、吉利汽车、上汽通用等传统燃油车,一般采用铅酸电池作为车辆供电装置,目前市面上大部分低速电动车也采用铅酸电池。

  第一代电动汽车EV1采用的就是铅酸电池,是由美国通用汽车公司在1996年生产,而铅酸蓄电池由 Gaston Plante在 1859 年发明,从发明到被应用在电动汽车历经137年。所谓铅酸蓄电池是以氧化铅为正极板,以海绵铅为负极板,硫酸水溶液作为电解液。铅酸蓄电池是目前在汽车领域应用最为广泛的电池,主要作为内燃机汽车内部各种电器和电子设备的供电电源。

  铅酸蓄电池分封闭式和非封闭式两种。封闭式不须维护,允许深度放电,可循环使用,价格低廉,已成为大多数传统燃油汽车供电装置。例如,别克威朗就使用的免维护式铅酸蓄电池。不过铅酸蓄电池能量小和功率低是其致命弱点。

  业内专家指出,一个单格铅酸电池的标称电压是2.0V,能放电到1.5V,能充电到2.4V;在实际应用中,经常用6个单格铅酸电池串联起来组成12V的铅酸电池,还有24V、36V、48V等,使用寿命一般为3年。

  “功率、密度是可以通过增大电极的表面积来提高的,但是将会增加侵蚀速度从而缩短电池的使用寿命。”清华大学电机系副教授胡泽春表示,“充放电方式也会严重影响它的使用寿命,长期过度充电和过度放电都会导致电池寿命缩短。”

  铅酸蓄电池之所以在过去 50年被广泛应用,除有成熟的技术、可以大批量生产、生产成本低外,可换性及价格便宜也占主导性因素。尽管新电池技术不断地产生,但铅酸蓄电池至今仍作为动力源,主要应用于旅游观光车、电动叉车或者一些短距离行驶的公交车上。

  2、碱性电池

  代表企业或车型:一汽丰田混动车型、长安福特混动车型、雷克萨斯RX400h、保时捷Cayenne等,一般使用镍氢电池作为动力电源。

  所谓碱性电池由镍基和碱性溶液电解液构成,主要有镍镉电池、镍锌电池和镍氢电池 3 种,其中镍氢电池相对于镍镉、镍锌电池,比能量较高并对环境无污染。

  业内专家指出,镍氢电池是由氢离子和金属镍合成,电量储备比镍镉电池多30%,比镍镉电池更轻,使用寿命也更长。镍氢电池的缺点是价格比镍镉电池要贵好多,性能比锂电池要差。据悉,1999年通用汽车研发的第 2 代电动汽车就是以镍氢电池为动力源,但最终因无竞争力而退出市场。不过日本丰田汽车公司利用镍氢电池技术制造了将内燃机和电动机相结合的第 3 代电动汽车,即混合动力车(HEV)。

  镍氢电池成为在电动汽车电池技术研究领域和市场应用中最受关注的电池,相对铅酸电池,镍氢电池在能量体积密度方面提高了 3 倍,在比功率方面提高了 10 倍。这项技术独特的优势包括:更高的运行电压、比能量和比功率,较好的过度充放电耐受性和热性能。

  “不过,镍氢电池应用也有一定的受限性,其在低温时容量减小和高温时充电耐受性不佳;此外,价格也是制约镍氢电池发展的主要因素,原材料如金属镍非常昂贵。镍氢电池虽比铅酸电池储存更多的能量,但过放电会造成永久性损伤,荷电状态必须被限制在一个较小的范围内,电池储存的大部分能量并没有被实际使用,如丰田 Prius 只能使用电池 20%的能量。”业内专家表示。

  3、锂离子电池

  代表企业或车型:本田混动、别克混动等,例如本田雅阁锐混动、别克君越混动。

  锂离子电池可分为锂离子电池和锂聚合物电池2 种。锂离子电池的阴极材料主要有锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、磷酸铁锂等,阳极材料主要有石墨、钛酸锂等。不同阴极材料的锂离子电池性能也不尽相同。

  4、磷酸铁锂电池

  代表企业或车型:比亚迪纯电动汽车(秦、秦EV、唐等),宇通新能源客车、厦门金龙新能源客车等。

  目前在电动汽车中,应用较多的锂离子电池是磷酸铁锂电池。比亚迪新能源就采用磷酸铁锂电池。它具有磷氧共价键结构,使氧原子不会被释放出来,因而热稳定性和安全性较好,同时价格相对便宜。这些因素使磷酸铁锂电池成为小型电动汽车和PHEV动力电池首选。

  业内专家指出,磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。其特色是不含钴等贵重元素,原料价格低且磷、铁,资源含量丰富。其工作电压为3.2V、单位重量下电容量大(170mAh/g)、高放电功率、可快速充电且循环寿命长,在高温与高热环境下的稳定性高。

  “不过在锂离子电池中,磷酸锂电池的比能量、姜武比功率以及运行电压相对较低,在大型纯电动车应用方面钴酸锂和锰酸锂电池等更具优势。”业内专家对此表示。

  5、三元锂电池

  代表汽车或车型:特斯拉、吉利帝豪、北汽EV200、江淮iEV5、艾瑞泽7e、荣威Erx5等。

  三锂电池就是正极材料使用镍钴锰酸锂三元正极材料的锂电池。据清华大学欧阳明高教授解释,所谓 “三元”,指的是正极是三元,负极是石墨。三元锂电池具有能量密度高,循环性能好于正常钴酸锂的优点。目前,随着配方的不断改进和结构完善,电池的标称电压已达到3.7V,在容量上已经达到或超过钴酸锂电池水平。

  特斯拉公司生产的电动汽车就是选用的三元锂电池,特斯拉电池技术总监 Kurt Kelty 给出的选用理由是:能量密度更大且稳定性、一致性更好;可以有效降低电池系统的成本;尺寸小,可控性和安全性都能不断提高。

  不过有业内人士指出,“三元锂电池主要有镍钴铝酸锂电池、镍钴锰酸锂电池等,由于镍钴铝的高温结构不稳定,导致高温安全性差,且pH 值过高易使单体胀气,进而引发危险,目前造价较高。”

  据悉,现有三元锂电池如果内部短路或是正极材料遇水,都会有明火产生。所以一般三元锂电池都会有一层钢壳保护,由于特斯拉的电池组是由7000块左右的18650电池组合而成,所以,虽然特斯拉给电池组进行了全方位的保护,但是在极端的碰撞事故中,起火隐患还是有的。


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