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极速六合:維基講堂丨純電動車電池的秘密

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极速六合:

在新能源在汽車風起雲湧之時,勢必帶動汽車電池動力產業的迅猛發展。據中汽協最新數據顯示,1-2月新能源汽車產銷分別完成15萬輛和14.8萬輛,比上年同期分別增長83.5%和98.9%。其中純電動汽車產銷分別完成11.1萬輛和11.4萬輛,比上年同期分別增長95.7%和127.9%;插電式混合動力汽車產銷分別完成3.9萬輛和3.4萬輛,比上年同期分別增長55.2%和38.5%。

與新能源的銷量同樣迅速上漲的,則是動力電池的各項問題,衰減問題、安全問題與續航能力成為了電動車車主最頭痛,同時也是最擔心的問題。那麼對於電池的挑選,車企在目前多種能量電池中是怎麼進行選擇的呢?

對於目前的電池類型,可以分為化學電池、物理電池和生物電池三類,但被移動出行廣泛應用的還是其中的化學電池。其中,化學電池又包括鎳鎘電池、氫鎳電池、鉛酸電池和鋰離子電池四類。

首先,鎳鎘電池非常常見,造型大多為:圓柱形、紐扣性、硬幣型,因為其造型小巧、便攜,所以日常的辦公用具、家用電池都以鎳鎘電池為主。但因為鎳鉻電池的記憶效應非常嚴重,例如:當一塊電池充滿電,使用它進行3個小時的放電,再進行充電后,放電1小時。再多次使用后,電池僅會放出1小時所用的電量,所以這樣的情況並不適合電動汽車來使用。

其次,相比鎳鎘電池,鎳氫電池的充放電周期較長,可以達到鋰電池的2倍充放電次數,但是同樣具有電池記憶效應(比鎳鉻電池要低)並且自身的能量密度較低,如果作為電動汽車的動力系統的話車輛的體積以及成本將會大大增加,在電池質量變大的情況下,車輛的續航里程同樣會受到影響,所以同樣沒有在汽車動力上進行普及。

此外則是我們經常見到的鉛酸電池,燃油車上的電瓶、電動單車上的電池等等都是鉛酸電池。其憑藉著較低的價格、成熟的技術、優異的高低溫性能以及穩定可靠、安全性高、資源再利用性好等優勢,成為了目前全球化學二次電池中市場份額最大、使用範圍也是最廣的電池。但是相比于浸水性以及防塵性上,鋰電池要比鉛酸電池好得多,在大多數電池都放在純電動車車底的情況下,鉛酸電池的安全性得不到保證,這也是鉛酸電池最為致命的一點。

當然,四種電池中最適合用於電動汽車還是鋰離子電池。鋰離子電池的能量密度很高,它的容量是同重量情況下鎳氫電池的1.5-2倍,而且具有很低的自放電率。此外,鋰離子電池幾乎沒有「記憶效應」以及不含有毒物質等優點也是它廣泛應用的重要原因。同時,鋰電池具有可回收,污染小的特徵,正在被應用為目前新能源汽車的主要電池選擇。目前新能源汽車大多使用二次電池作為車輛的動力輸出。其中使用最為廣泛的就是鋰電池。

在鋰電池的設計中,放置到車身上時還分為圓柱形、方塊形、軟包/聚合物電池。在電動車裡,這些沒比普通乾電池大太多的電芯其實不是簡單堆放在一起的,還需要設計散熱、整體布局等多方考慮。

圓柱形電池:以特斯拉 Model S 85 型號為例,在車輛的底盤裡,安裝了 7104 個 18650 電芯,分為 16 個模塊,每個模塊又分為 6 個電池組,這些電池組並聯在一起。再通過高強度的鋁合金護板和框架結構進行物理保護,從而儘可能地減少安全問題發生的可能性。

方塊電池:在組裝以及拆卸時更加便捷,通過電控管理的智能控制,可以對每一塊電芯的充放電進行監測管理,更容易管理電池組。同時散熱好、可靠性高、高硬度都是目前新能源汽車所搭配適用的原因。

軟包電池:日產憑藉日產聆風這款經典電動車,自2011年上市以來,歷經8年而不衰,在全球49個國家累計銷售近30萬台,至今無一車型可破其記錄。而它採用的電池就為軟包電池材質,在電池組裝上更為緊湊,放電功率更高,重量較輕,但是容易受損在散熱性上做的還不夠出色,同時會發生自放電現象。

由於動力電池能量密度持續提升,電池的安全性和一致性可靠程度出現了小程度的下降。能量密度提升若是犧牲了電池的安全性和循環壽命,屆時或將引發一系列的安全事故。

在一輛電動汽車總成本中,電池可以佔到整體價格的四成到五成。這也是為什麼同樣一款車電動能源的售價要高於傳統動力。其實站在整個汽車工業發展歷史的角度,電動車的電池技術已經取得了突破性的進展,對於新興事物,我們應該付出耐心與包容。

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