從新能源汽車使用角度看,動力電池的應用應具備哪些特點

2022-02-13 16:54:52 字數 5949 閱讀 2603

1樓:吉林省萬通技工學校

不同電動車的續航、**以及充電時間不同,其中很重要的一個原因就是車輛的動力電池種類不同。至於種類是如何劃分的,各自種類有什麼特點,稍後再說,我們先來看看車輛動力電池的組成。

動力電池常被稱作是電池包,本質上來說,電池包就是靠一個個單個的電池芯組成的。首先,一定數量的電池芯會被組合到一起形成電池模組,然後多個電池模組再被組合到一起形成電池包。這樣的組成形式有利於對電池進行統一管理與監控,同時具有不錯的安全性。

電池芯、電池模組與電池包三者之間的關係。

對動力電池有了大概的認識之後,我們再聊電池的種類就比較清楚了。說是電池種類,其實嚴謹一些應該說是電芯的種類。前面講到電池包是由一個個電池芯組成的,電池芯的種類就決定了電池包的形態、續航能力、充放電效果等。

首先,按照結構劃分,電池芯可以分為圓柱電池、方殼電池以及軟包電池。目前這三種結構電池芯在新能源車型上都有應用,比如特斯拉旗下車型都採用圓柱電池,日產leaf(聆風)

則採用的是軟包電池。

圓柱電池、方殼電池與軟包電池典型形態。

圓柱電池應該是我們最容易想象到的結構,因為日常生活中我們最常接觸的電池形式就是這種圓柱形。同我們常見的5號、7號電池類似,車用圓柱電池也具有特定的規格型號,比如18650、21700型號等,其中前兩位數字表示圓柱電池的直徑,18即代表18mm。三四位表示圓柱電池的高度,最後一位「0」則表示電池為圓柱形態。

這種圓柱電池最早是由索尼(sony)公司設立標準並製造的,如今這種電池已經廣泛應用在了新能源汽車領域。

因為圓柱電池具有統一的規格,因此設計打包成模組非常方便,但是其能量密度因為規格限制會受到影響。

方殼電池通常指具有鋁製或鋼製外殼方形電池,這種電池沒有統一的規格限制,可以根據客戶要求進行定製,相對來說,這種電池能量密度較高,重量較輕,但是長時間使用後其邊角處電解液化學效能退化會比較明顯,影響電池效能。

軟包電池,顧名思義其電池外殼是由一層鋁塑膜包裝而成,因此設計較為靈活,可以隨意改變形狀、薄厚,打包成模組較為靈活方便。另外,這種電池重量輕、能量密度高、迴圈性好。安全方面也要比方殼電池和圓柱電池要高,是目前發展潛力較大的一種電池結構。

採用軟包電池的日產leaf電池組,可以看到其電池模組並不統一,擺放方向也不一致,電池包呈現出來的形態呈現不規則形。

上面是按照電池的形態劃分,如果按照電池材料劃分的話,電芯有磷酸鐵鋰、鎳鈷錳三元鋰等不同型別,這裡的材料指的是電池的正極材料,負極材料目前主要以石墨為主,矽碳負極因為能夠極大拓展電池能量密度因此具有很高的關注度,是目前電池發展方向之一。

拿目前常見的磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池對比,兩者屬於優勢互補,一方面磷酸鐵鋰具有較高的安全性,但是其迴圈壽命以及能量密度都較差一些。另一方面,三元鋰電池具備較高的能量密度、迴圈壽命以及抗低溫衰減能力,但是其安全性相對要低一些,至今我國仍然規定三元鋰電池不能應用在大巴等商用車上。

不過也不用擔心,無論是磷酸鐵鋰電池還是三元鋰電池,應用之前都會經過火燒、碰撞、穿刺等安全測試。通過合理的電池管理系統以及溫度控制系統,三元鋰電池的安全性還是可以得到保障的。

要說新能源汽車發展最大的受益者是誰,那無疑是電池**商了。在此之前,這些電池**商的主要客戶是消費電子類廠商,相比汽車廠商而言,這些客戶的需求量只能算是九牛一毛。目前全球電池**商主要集中在中日韓美四國,其中松下、三星sdi、lg、aesc、比亞迪、寧德時代等電池**商年出貨量都呈現逐年遞增態勢。

其中寧德時代等電池**商更是從名不見經傳的「小廠」躋身行業領導者。

華晨寶馬首款高階純電動車「之諾1e」的動力電池系統由寧德時代和寶馬共同開發,由寧德時代製造,與寶馬的合作讓寧德時代聲名鵲起,隨後大眾、北汽、上汽等汽車廠商紛紛尋求合作。

面對崛起的電池**商,大部分汽車廠商都抱以扶持和合作姿態,以謀求共贏。比如特斯拉和松下合作投資在美國建立gigafactory超級電池工廠、上汽與寧德時代合作共建工廠、比亞迪與國軒高科合作共建工廠等,車企與電池廠商聯姻的例子舉不勝舉。

特斯拉位於內達華州的gigafactory工廠計劃產能是35gwh,這一數字相當於2023年全球電池產量總和,最大產能實現之後電池成本預計可以削減30%。

在合作浪潮中也有不少例外,比如日產便拋售了自己控股的aesc電池公司。日產表示隨著電動汽車的普及,電池行業將告別高利潤,格局可能面臨洗牌。而從整車企業角度來看,開放採購而不是把控一兩家電池**商,技術路線上風險更低,也有利於降低成本。

aesc為日產與日本電器nec在2023年組建的合資公司,日產持有51%股份,而其餘股份為nec持有。2023年,aesc以1622mwh的出貨量,僅次於松下、比亞迪和lg化學,排名全球第四。

2樓:安徽萬通高階技工學校

安全性要可靠、要具有足夠的容量、儘可能輕量化、恢復電能要快、儘可能要高效節能等要求

3樓:邯鄲北方汽修學校

從新能源汽車使用角度看,動力電池的應用應具備最大的特點就是高效和節能,包括可靠性和安全性。

動力電池在新能源汽車中有哪些典型應用

4樓:匿名使用者

動力電池可以分為兩大類,即蓄電池和燃料電池,他們採用的是蓄電池動力電池外殼,蓄電池適用於純新能源電動汽車,可以歸類為鉛酸蓄電池、鎳基電池(鎳一氫及鎳一金屬氫化物電池、鎳一福及鎳一鋅電池)、鈉?電池(鈉一硫電池和鈉一氯化鎳電池)、二次鋰電池、空氣電池等型別。而燃料電池專用於燃料電池新能源汽車,可以分為鹼性燃料電池(afc)、磷酸燃料電池(pafc)、熔融碳酸鹽燃料電池(mcfc)、固體氧化物燃料電池(sofc)、質子交換膜燃料電池(pemfc)、直接甲醇燃料電池(dmfc)等型別。

動力電池組由多個電池串聯疊置組成。一個典型的動力電池組大約有96個電池,充電到4.2v的鋰離子電池而言,這樣的電池組可產生超過400v的總電壓。

儘管汽車電源系統將動力電池組看作單個高壓電池,每次都對整個動力電池組進行充電和放電,但動力電池控制系統必須獨立考慮每個電池的情況。如果動力電池組中的一個電池容量稍微低於其他電池,那麼經過多個充電/放電週期後,其充電狀態將逐漸偏離其它電池。

如果動力電池的充電狀態沒有週期性地與其它電池平衡,那麼它最終將進入深度放電狀態,從而導致損壞,並最終形成電池組故障。為防止這種情況發生,每個動力電池的電壓都必須監視,以確定充電狀態。此外,必須有一個裝置讓電池單獨充電或放電,以平衡這些電池的充電狀態。

為了增加續航里程,新能源電動汽車需要大量的鋰電池組合模組,每個模組都是由若干個電池盒組合而成,這樣,每個電池盒的質量大小對整個電池模組的質量影響很大,為了減輕電池質量,採用鋁合金材料來製作動力電池鋁殼是必然的選擇。

2、新能源汽車動力電池充電有哪些需要注意的地方?

5樓:龍雲秋月

一、切記避免電池組碰撞(圖1)

電動汽車動力電池組一般佈置在承載式車身底部,當車輛經過一些坑窪路面時,切記注意底盤的刮碰,因為底盤的刮碰很可能傷害到動力電池組。另外,車輛發生碰撞事故後,必須要及時檢查動力電池組的損壞程度,否則動力電池組很可能因為碰撞發生變形,而導致動力電池組內部短路,最終引起區域性過熱引發車輛自燃。

二、切記電動汽車清洗時,動力電池組不能進水

雖然汽車的防水性和密封性都是非常好的,但是在清洗電動汽車時,最好不要把高壓水槍直接對著動力電池進行清洗,否則很可能因為個別部件密封不嚴而進水短路,那後果可能會很嚴重,所以在電動汽車清洗過程中,注意清洗部位和高壓水槍的壓力。

三、注意電動汽車的使用溫度(圖2)

電動汽車最佳使用溫度在10-30℃,並保證良好的通風散熱。環境溫度過低,會導致動力電池充電不足,容量下降,在放電過程中易導致電池的壽命降低。同時環境溫度過高,易引發動力電池過熱失控,在充電過程中電池過熱膨脹,損壞動力電池。

四、避免過度放電,注意儀表電池電量顯示

電動汽車在日常使用時,應該多注意儀表的電池電量顯示。最好不要等動力電池虧電後再去充電,因為動力電池過度放電,會極大程度的影響動力電池的使用壽命。與此同時,也應該注意儀表上動力電池剩餘行駛里程,行駛里程最好不要超過滿電狀態下最長行駛里程的2/3(例如,車輛在動力電池滿電狀態下最佳行駛里程是150公里,最好不要讓車輛行駛100公里以上)後再去充電。

五、避免電動汽車長時間存放

儘量避免將電動汽車長時間存放,因為長時間存放會使動力電池因長期充電不足而降低使用壽命。所以電動汽車在存放時一定要保證動力電池處在充滿電的狀態下,並且保證每個月對動力電池進行補充充電。

六、動力電池過熱報警時,切記停車散熱

電動汽車行車電腦對動力電池的過熱保護做得非常到位。因此當車輛出現動力電池過熱報警時,切記一定要停車並對動力電池進行充分散熱。不要一意孤行,動力電池過熱報警依然行駛,那樣的情況下,很可能造成動力電池過熱甚至車輛自燃。

七、消防裝備不可少,充電裝置精度高

無論燃油汽車還是電動汽車都存在一定的自燃風險,尤其是在炎熱的夏季,因此車上應該配備消防裝備,滅火器,逃生錘之類的消防器械應該常備車中,以防不測。另外電動汽車的充電裝置的充電精度一定要高,最好使用原廠的充電裝置進行充電,充電精度高對於動力電池是有很大的好處的。

總結:新能源汽車是未來汽車行業的發展趨勢,電動汽車最大的優勢在於它的環保性和經濟性。電動汽車在使用過程中,應該注意以上七個方面的注意事項,為了車輛更好的行駛,延長動力電池的使用壽命,保障家人以及自身的安全,希望以上的內容能對您有所幫助。

圖1圖2

國內外新能源汽車車型分別採用什麼型別的動力電池?

6樓:北京萬通汽車學校

新能源汽車用動力電池型別主要為:鋰離子電池、鎳氫電池、燃料電池、鉛酸電池、超級電容器。

1、鉛酸蓄電池:鉛酸蓄電池已有100多年的歷史,廣泛用作內燃機汽車的起動動力源。它也是成熟的電動汽車蓄電池,它可靠性好、原材料易得、**便宜;比功率也基本上能滿足電動汽車的動力性要求。

但它有兩大缺點;一是比能量低,所佔的質量和體積太大,且一次充電行駛里程較短;另一個是使用壽命短,使用成本過高。

2、鎳氫蓄電池:鎳氫蓄電池屬於鹼性電池,鎳氫蓄電池迴圈使用壽命較長,無記憶效應,但**較高。國外生產電動汽車鎳氫蓄電池的公司主要是ovonie、豐田和松下的一個合資公司。

ovonie現有80a·h和130a·h兩種單元電池,其比能量達75-80w·h/kg,迴圈使用壽命超過600次。這種蓄電池裝在幾種電動汽車上試用,其中一類車一次充電可行駛345km,有一輛車一年中行駛了8萬多公里。由於**較高,目前尚未大批量生產。

國內已開發出55a·h和100a·h 單元電池,比能量達65 w·h/kg,功率密度大於800w/kg的鎳氫蓄電池。

3、鋰離子電池:鋰離子二次電池作為新型高電壓、高能量密度的可充電電池,其獨特的物理和電化學效能,具有廣泛的民用和國防應用的前景。其突出的特點是:

重量輕、儲能大、無汙染、無記憶效應、使用壽命長。在同體積重量情況下,鋰電池的蓄電能力是鎳氫電池的1.6倍,是鎳鎘電池的4倍,並且人類只開發利用了其理論電量的20%~30%,開發前景非常光明。

同時它是一種真正的綠色環保電池,不會對環境造成汙染,是目前最佳的能應用到電動車上的電池。我國從二十世紀九十年代開始開發和利用鋰離子電池,至今已取得突破性進展,研製出了完全擁有自主智慧財產權的鋰離子電池。

4、鎳鎘電池:鎘電池鎳鎘電池的應用廣泛程度僅次於鉛酸蓄電池,其比能量可達55w·h/kg,比功率超過190w/kg。可快速充電,迴圈使用壽命較長,是鉛酸蓄電池的兩倍多,可達到2000多次,但**為鉛酸蓄電池的4~5倍。

它的初期購置成本雖高,但由於其在能量和使用壽命方面的優勢,因此其長期的實際使用成本並不高。缺點是有「記憶效應」,容易因為充放電不良而導致電池可用容量減小。須在使用十次左右後,作一次完全充放電,如果已經有了「記憶效應」,應連續作3~5次完全充放電,以釋放記憶。

另外鎘有毒,使用中要注意做好**工作,以免鎘造成環境汙染。

5、鈉硫蓄電池:鈉硫電池的優點:一個是比能量高。

其理論比能量為760w·h/kg,實際已大於100w·h/kg,是鉛酸電池的3~4倍;另一個是可大電流、高功率放電。其放電電流密度一般可達200~300ma/mm2,並瞬時間可放出其3倍的固有能量;再一個是充放電效率高。由於採用固體電解質,所以沒有通常採用液體電解質二次電池的那種自放電及副反應,充放電電流效率幾乎100%。

鈉硫電池缺點,主要其工作溫度在300~350℃,所以,電池工作時需要一定的加熱保溫。而高溫腐蝕嚴重,電池壽命較短。已有采用高效能的真空絕熱保溫技術,可有效地解決這一問題。

也有效能穩定性及使用安全性不太理想等問題。

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