動力電池電動汽車的心臟
1. 比克電池為什麼要加快對圓柱電池的技術研發、生產及落地
動力電池是新能源電動汽車的「心臟」,占整車成本的30%-40%,直接影響著電動汽車的續航和安全性。目前,動力電池急需突破的問題主要就在於:安全性,續航里程,快充,成本以及溫度窗口等。而比克動力電池研發的全極耳大圓柱電池能夠較全面的解決上述問題。
相比於傳統的小圓柱電池,比克動力電池所研發的全極耳4680大圓柱電池具有很強的優勢。比克動力電池的電芯研發負責人樊文光博士表示:「大圓柱電芯技術可以將能量密度/成本與安全性之間的最優平衡點,推向一個新的位置,在保證電池整包安全的前提下,提高單體電芯尺寸,提升空間利用率,提高整車續航里程。」同時,比克動力電池採用大尺寸的電芯,可降低整包中電芯的數量以及相應的結構件數量,從而提升重量能量密度,簡化BMS,並降低電池包整體的工業成本。從整車層面上,提升性能,降低成本,安全方面也會有進一步改善,使消費者所盼望的零電池事故真正實現有了可能,這也在一定程度上減少了電動汽車潛在消費者的消費顧慮,進一步擴大了電動汽車的銷售市場。
比克動力電池始終重視車電市場,未來,比克動力電池針對高端車型所使用的全極耳大圓柱電芯將成為比克車電應用領域的核心產品。比克動力電池研究院已經開始研發大尺寸圓柱電池,並開始規劃大尺寸圓柱電池的量產生產基地。根據實際研發情況,比克動力電池的全極耳4086電池預計2023年開始投入批量生產,造福新能源汽車行業。
2. 什麼是電驅動系統為什麼說它對電動汽車非常重要
電動汽車的電驅動系統就像燃油車的發動機和變速箱一樣,是電動汽車的動力輸出裝置。也就是通過它可以將電池中的電能轉化成汽車行駛的動能,是決定電動汽車性能的核心部件,也被稱為電動汽車的心臟,所以才會那麼重要。
3. 純電動汽車電力驅動主模塊的組成
電力驅動主模塊主要由中央控制單元、驅動控制器、電機和機械傳動裝置等組成
4. 刀片電池橫空出世丨比亞迪再造一個寧德時代
這一戰略在當時為比亞迪獲得了競爭優勢,比亞迪不僅不缺電池,而且搭載到新能源車上的動力電池的品質也優於平均水平。在2015年和2016年,比亞迪傳統車業務不穩定的前提下,利潤都有較大增長,主要來源於新能源車的布局。
但是從2017年下半年開始,王傳福開始改變這個策略,提出開放動力電池業務。促使王傳福做出這個決策的原因有兩個:1.新能源車補貼大幅度下滑,比亞迪面臨盈利壓力。而比亞迪的動力電池技術和工藝仍然領先,王傳福實際上是放著一個「金礦」沒有開采;2.動力電池市場發生了很大變化,寧德時代等動力電池企業開始瘋狂進攻,王傳福感受到了壓力。
2017年,寧德時代的出貨量10.4GWH,反超比亞迪,成為動力電池市場的出貨量第一的電池商。王傳福的動力電池封閉戰略,為整車布局搶得了優勢,但沒有想到的是,同時也給了寧德時代機會。
為了擴張在動力電池的市場份額,比亞迪已經開始行動。這兩年,比亞迪給外界最直觀的改變就是,比亞迪變得「越來越開放」了。
2018年,比亞迪發布了共享開放的e平台,正式拉開了比亞迪從封閉走向開放的序幕。當年10月,王傳福在北京接受21世紀經濟報道智庫君獨家采訪時就已透漏,有將電池業務分拆並上市的打算,但並未明確具體時間。當年年底,王傳福則在接受其他媒體的采訪時表示,將於2022年前將公司旗下的汽車電池業務分拆上市。而在上市之前,比亞迪會將其汽車電池業務分拆為一家獨立公司。
今年3月,比亞迪成立五家弗迪系公司,進一步加快新能源核心零部件的對外合作。這5家子公司,分別是弗迪電池有限公司、弗迪視覺有限公司、弗迪科技有限公司、弗迪動力有限公司、弗迪模具有限公司。
「弗迪系和比亞迪的關系,就像行星和恆星的關系。弗迪系的每一家公司,既是圍繞比亞迪產業優勢而生的行星,更是各自領域獨當一面,對外賦能的耀眼的明星。」王傳福說。
這5家子公司中,最受外界關注的就是弗迪電池。
值得注意的是,這兩年由於新能源補貼政策的調整,比亞迪的盈利情況並不十分樂觀,而且對於新能源汽車補貼存在一定依賴。去年,由於補貼大幅退坡,比亞迪的新能源汽車銷量不僅放緩了增長的腳步,公司的業績也受到明顯影響。根據此前比亞迪公布的2019年業績預告,2019年比亞迪的凈利潤為15.84億元到17.74億元,同比下滑36.19%—43.03%。
今年,由於特斯拉國產帶來的更加激烈的市場競爭,以及新冠肺炎疫情給市場帶來的不確定因素,比亞迪面臨著較大的壓力。並且,按照相關部門此前的規劃,今年是對新能源汽車施行補貼扶持的最後一年,比亞迪正處於新能源汽車由補貼時代走向完全市場化階段的關鍵時期。
動力電池對外銷售以及分拆上市,可能再造一個市值和比亞迪相當的板塊,是王傳福和比亞迪平穩跨過新能源車補貼過渡期,最直接和有效的辦法。磷酸鐵鋰刀片電池的發布,則是比亞迪向寧德時代發起市場反攻的第一把利劍。
本文來源於汽車之家車家號作者,不代表汽車之家的觀點立場。
5. 電動汽車的三大核心技術
純電動汽車的三大核心技術:電池、電機、電控。
1、電池:動力電池/電動車的「心臟」,為整車提供動力(持續的,穩定的);
2、電機:電動汽車行駛「軀干」,電能轉化為機械能,通過傳動裝置驅動車輪;
3、電控:電動汽車的「大腦」,協調各零部件,使整車達到最佳運行狀態。
有了純電動汽車這三大核心技術的支持,純電動汽車的技術發展,也會穩步提升。
純電動汽車發展至今,一直針對核心技術不斷提升,而我國的純電動汽車核心技術一直圍繞電池(動力電池作為純電動汽車的「心臟」,其電量的儲存能力,帶點能力等一直是我國持續改進的方面),電機(電機作為電動汽車的行駛「軀干」,運用和發展已經非常成熟,純電動汽車一般採用三相電機),電控(電子控制單元作為電動汽車的「大腦」,它的改進一直是重要突破點)發展。
6. 電動車的續航里程由哪些因素決定
電動車的續航里程個人歸納主要由內外兩個方面來決定的,下面我們一起來看看具體都有那些:先說內這個方面,內代表著車輛的性能。主要是由動力電池,電控和電機為主的一個整體,也是俗稱的三電技術,這就相當於燃油車型的三大件。其中動力電池是電動汽車動力的來源,也是電動汽車的心臟。動力電池的存儲電能的多少,再加上電控技術和電機的配合運轉,就決定著電動汽車的續航里程。再說外這個方面,外代表著外部影響。這個方面就比較雜了,有駕駛習慣方面的,也有外部環境方面的。駕駛方面,因為電動汽車的動力系統原因,電動汽車速度越高,消耗電能就越多。那喜歡急加速,開快車的駕駛方式,續航里程就會下降。開車平穩,速度不是很快的方式(均速60公里時速最佳),就可以最大的保持續航里程。環境方面:在夏天,要開空調,空調溫度越低,消耗電能越多,續航里程就越短。在冬天,由於動力電池在低溫環境下會出現衰減現象,衰減度一般會達到30%,再加上開空調等,續航里程只能剩下60%左右。以上就是主要影響電動汽車續航里程的一些方面。在平常用車時,可以多注意一下。 電動車的續航里程主要由內外兩個方面來決定的,下面我們一起來看看具體都有那些?先說內這個方面,內代表著車輛的性能。主要是由動力電池,電控和電機為主的一個整體,也是俗稱的三電技術,這就相當於燃油車型的三大件。其中動力電池是電動汽車動力的來源,也是電動汽車的心臟。動力電池的存儲電能的多少,再加上電控技術和電機的配合運轉,就決定著電動汽車的續航里程。在說外這個方面,外代表著外部影響。這個方面就比較雜了,有駕駛習慣方面的,也有外部環境方面的。駕駛方面,因為電動汽車的動力系統原因,電動汽車速度越高,消耗電能就越多。那喜歡急加速,開快車的駕駛方式,續航里程就會下降。開車平穩,速度不是很快的方式(60公里時速最佳),就可以最大的保持續航里程。環境方面:在夏天,要開空調,空調溫度越低,消耗電能越多,續航里程就越短。在冬天,由於動力電池在低溫環境下會出現衰減現象,衰減度一般會達到30%,再加上開調等,續航里程只能剩下60%左右。以上就是主要影響電動汽車續航里程的一些方面。在平常用車時,可以多注意一下。 1. 電動汽車的行駛環境相同的電動車在不同環境下行駛,將會達到不同的最大里程數。首先氣溫就對當前電動車廣泛使用的鋰電池影響很大,鋰電池的能量應用屬於氧化還原反應,通過化學反應釋放電離子,從而達到充放電。由於鋰元素的化學特性非常活潑,因此在低溫和高溫狀態下(冬天/夏天),反應強度不同,放電密度不同,電池的使用時間不同,而造成汽車的行駛里程不同。 其次,同傳統汽車一樣,風向、風力、道路條件及城市交通狀況也是影響電動汽車續駛里程的因素(城市交通狀況方面,目前輕型混合動力驅動系統在提高電池壽命和環保方面發揮著重要作用)。 2. 滾動阻力和空氣阻力在理論力學中,物體滾動時受到的阻礙作用被稱為滾動阻力。滾動阻力通常是由重力引起的,它是一種力矩作用。也就是說,如果汽車越重,運動時所承受的滾動阻力也就越大。因此,減少滾動系數可在一定程度上提升電動汽車的續駛里程。3. 電池參數與性能 電池是電動汽車最重要的部分,需要探討的地方很多。這里,只是簡單分析一下如何通過改進電池技術來提高電動汽車的續駛里程,其中包括電池重量、形狀、能量密度、放電率。 由於電池重量在電動汽車總重量中佔有極高的比例,其大小將決定滾動阻力系數,從而影響續駛里程。 電池的形狀也是需要攻克的設計難題之一,當前電動汽車領域使用最多的為柱狀鋰電池,上百塊的電池排列組合會造成體積過大,從而影響汽車減少風阻的結構設計,間接影響了續駛里程。目前,日產聆風和雪佛蘭沃藍達使用的新式板狀鋰電池在體積設計上則佔有一定優勢,為將來電動汽車結構的設計將起到推動作用。 能量密度和放電率都是電池影響續駛里程的重要因素,電池能量高、放電時間長才是電動汽車延長續駛里程的關鍵。電池方面還有很長的路要走,相同體積下,性能更高的納米技術電池和固態技術電池目前還在起步階段。 4. 輔助裝置的能量消耗 輔助裝置不僅僅指我們熟悉的照明、音響、空調和車載控制系統,還包括制動系統的空氣壓縮機、轉向系統的液壓泵等動力輔助系統。這些輔助設施除空調外,將綜合消耗總能量的6%-12%。如果這些能量消耗能夠降低,就可提供更多的電量輸出給動力系統。從而延長續駛里程。 綜上所述,要提高純電動汽車的續駛里程,主要是提高蓄電池的續航能力,就是提高蓄電池的性能。還有另外一個方面就是車身的阻力,以及車身的重要,輔助設備的耗能情況。這些都需要科研工作者辛勤工作去改善。總體來說,純電動汽車行業發展情況還是很樂觀的,特別是在地球氣候環境的日益惡劣,以及石油資源日益枯竭的情情況下。 1.電池容量這是決定電動汽車續航里程的最關鍵因素。就像燃油車的油箱容量決定了燃油車的續航里程一樣,電動汽車的電池容量的多少直接決定續航里程的遠近。裝載的能量越多,跑得越遠,這是個基本常識。2.車重車重是決定電動汽車續航里程的第二大關鍵因素。車越重,在行駛中消耗的能量越多,續航里程自然會減少。同樣,車上的載重越大,續航里程也越少。燃油車是這樣,電動汽車也是這樣。3.氣溫氣溫對電動車電池組的鋰離子活性產生影響,進而影響續航里程和充放電性能。所以普遍的情況是:電動車在冬季的續航里程會有不同程度的減少。但是,有些電動汽車搭載了電池組溫度調節系統,讓電池的工作溫度保持恆溫,從而保證電池性能和續航里程。4.能量傳遞效率 首先影響電動汽車續航里程的是車載鋰電池的容量,會直接影響到續航里程的等級;其次是電動汽車的使用習慣,如果採取均勻加速、減速的習慣,也會減少電能的損耗;還有空調使用、多媒體使用等因素。如果帶有能量自動回收系統則會明顯減少耗電量的。 行駛路況的不同,駕駛員駕駛習慣和風格不同,還有溫度的差異導致電池性能改變,都會影響到最終的續航里程的、 @2019
7. 個個都是重磅炸彈,關於特斯拉電池日的3個推測
動力電池是電動汽車的心臟,成本、能量密度、鈷供應等等一直都是業界尋求技術突破的重大課題。掌握三電核心技術的特斯拉,作為全球電動汽車的引領者,在電池領域的布局籌劃由來已久,如今臨近開花結果的時刻。
特斯拉每年都會舉行一次主題日,揭示最新戰略和技術,預示著公司未來的發展方向。5月的第三周,萬眾期待的電池日(Battery?Day)即將到來,這是決定特斯拉甚至電動汽車產業鏈未來的一天,馬斯克究竟准備了幾顆重磅炸彈?EV視界根據蛛絲馬跡,推測有三。
A millionmiles!電池壽命大躍進
去年4月,在特斯拉自動駕駛日(Autonomy Day Event)上,馬斯克(Elon Musk)在談到未來特斯拉自動駕駛車隊(Robot Taxi)的經濟效益時強調,這樣的車輛必須經久耐用。特斯拉Model 3可以像商用卡車一樣行駛160萬公里,電池使用壽命卻在48萬公里到80萬公里之間。
馬斯克當時聲稱,特斯拉2020年將推出一款新電池,壽命將能達到160萬公里的目標。
為此,特斯拉與加拿大達爾豪斯大學(Dalhousie University)早在5年前就達成了為期5年的研究夥伴協議,旨在開發先進的鋰離子電池技術。
在世界上最傑出的鋰離子研究者之一、物理學家Jeff Dahn的帶領下,Dalhousie研究小組最近發表的研究測試成果顯示,他們已經設計出了一款可以使用長達160萬公里的電池。
這款新型電池仍然是鋰電池,新電池主要依賴單晶鎳金屬氫化物(NMC)、人工石墨電池技術,以及電解質添加劑ODTO,來提高電池的性能和壽命,同時降低成本。其中,電池陰極還是以鋰為主,由較大的NMC晶體組成奈米結構,在充放電時不容易因不斷膨脹收縮而破裂,否則電池性能就容易下降。這比特斯拉目前的電池耐用兩到三倍。
Dalhousie研究小組在不同條件和周期下做了多種電池性能測試,包括20°C、40°C和55°C溫度下的長時間充放電循環,20°C、40°C和55°C下的長時間儲存,以及40°C的高精度電量分析。
在4000次充放電循環後,新電池的容量仍保有驚人的90%。在寬溫范圍下(wide temperature range)充放電循環次數還能提升到6000次以上。這意味著在一個良好的電池組中很容易超過160萬公里。若用在電池電網儲能技術,也可以使用超過20年。
這種長壽潛力對於全天候行駛的電動汽車來說顯然是特別有用。目前Dalhousie研究小組已申請專利,若未來研發成功,除了能助普通電動汽車一臂之力外,對重型長途卡車、自動駕駛計程車也大有裨益。
新研究也再次證實,特斯拉未來將逐漸擺脫對松下等電池供應的依賴。
將成本降到100美元
今年2月,特斯拉內部名為Roadrunner的秘密項目流出,旨在以「製造機器的機器」,也就是自己生產製造設備的策略批量生產更便宜的電池,目標是將電池成本降到100美元/kWh。
從開創18650鈷酸鋰先河,到另闢蹊徑NCA三元鋰,再到「無鈷,不代表一定是磷酸鐵鋰。」 業內分析,特斯拉的降本方案有可能是採用高鎳正極+硅碳負極(摻鋰)+干電極+超級電容的技術組合。
要想降成本,去鈷是必然。鎳的性質類似於鈷,但價格只有鈷的五分之一。在三元鋰電池中,提升鈷、鎳比例,都能提高能量密度,但高鎳正極會降低熱穩定性,而干電極卻能解決這個問題。硅碳負極能提高鋰離子容量,保證負極不成為瓶頸,超級電容則能回收動能。
過去幾年,特斯拉已經為這個新的技術組合做好了准備。2019年,首先收購了擁有電芯技術的超級電容器生產商Maxwell。
Maxwell的核心技術是超級電容器和干電極,能夠讓特斯拉做出成本更低、能量密度更高的電芯,減少每輛車使用的電池數量,但依然能獲得更長的續航里程。
Maxwell的干電極工藝讓電池正負極不需要使用溶劑,而是以粘合劑和導電劑代替,從而克服三元鋰電池高鎳電極熱穩定性差等問題,能量密度能可達300Wh/kg,未來甚至還可能突破500Wh/kg。
Model 3的2170電池能量密度是247 Wh/kg,Model S/X的18650電池能量密度是240 Wh/kg,若能實現量產300 Wh/kg,將有超過20%的提升,這意味著長續航版Model 3的NEDC續航里程可以達到800km,這可謂是化學技術面和生產工藝上的重大改進。
此外,干電極技術還可以將鋰電池的壽命延長約1倍以上。無需使用溶劑和相關的昂貴設備,也大大節省了製造成本。一般而言,干電極技術可以將電池成本降低10%到20%以上。 超級電容器還可以回收汽車加速、減速、啟停浪費的能源,與鋰電池搭配提升能效。
自產電池之路
特斯拉的銷量目前主要受電池產能牽制。
在2019年股東大會上,特斯拉技術副總裁Drew Baglino說過,希望特斯拉能在電池領域成為「自己命運的主人」。
2019年,特斯拉低調收購了加拿大鋰電池設備製造商海霸(Hibar Systems),這是電池製造設備領域首屈一指的公司,以精密計量泵、注液系統及電池製造系統而聞名,特別是用於大規模電能存儲的系統。
收購海霸被視為特斯拉在為獨立生產電池鋪路。
2020年2月,一則招聘信息暗示,特斯拉將在加州弗里蒙特工廠內搭建一條電芯試生產線,自主設計開發製造電池。5月6日,韓國時報報道,特斯拉已與韓國韓華集團簽署電池化成設備的訂單,購買的鋰電設備會先應用於這條試生產線。 另外還從dae bo Magnetic采購了電磁過濾器。消息人士稱,除了電池生產線的幾個方面外,特斯拉幾乎可以製造所有的工程裝備,設備供應從一年前就已著手准備。
「製造機器的機器」,電池的自給自足完全符合馬斯克提過的第一性原理。據了解,特斯拉准備在美國德克薩斯州或東部某州新建的下一代超級工廠Terafactroy,電池產能可能超過1太瓦時(terawatt-hour of battery),也就是1000GWh,這將是現在內華達州Gigafactory的20倍。
結語
160萬公里的電池壽命、成本低至100美元/kWh、減少依賴自研自產電池……電池日,可能是特斯拉近年來最為重要的一次技術和戰略發表,若馬斯克真的放出幾個突破性的大招兒,那麼特斯拉的領先優勢又將甩下別人好幾條街。
本文來源於汽車之家車家號作者,不代表汽車之家的觀點立場。
8. 決定電動汽車續航的根本因素是什麼為何總是難突破
在電池技術、能量密度、壽命等瓶頸沒有得以解決的前提下,解決電動汽車續航問題不是一朝一夕的事情。增加充電樁,往電動汽車中塞入更多的電池都是急功近利的做法,而且也正是因這個問題如果放在一兩年之前,可能還有些討論的意義,但是到了2019年,純電動汽車的續航已經不是問題了。我為什麼這么說,給大家看一組電車匯數據智庫整理的數據。現在,網友總糾結於新能源車的續航問題。新能源車的使用和發展,取決於充電樁的密度和功能,並不取決於,新能源車的續航有多長。
個問題最好是在技木設計上解決問題,我個人認為增設一組電池組,也就是說共兩組電池組,再增加充電和轉換設備,即汽車在運行時,一組電池正常使用,另一組電池充電,當使用沒油加油。現在要把習慣更換到適應電動車,一種是應為限牌城市沒車牌只能買電動車適應。還有一種是家裡有多的車,就缺一台城市用車,也喜歡電動車,也有自己充電車位,這池存儲技術的提高,讓更小的電池存更多的電量。這是一個擁有無限價值的研究。
9. 電動車的心臟是什麼
動力之源,堪比心臟
電機,俗稱馬達。它的主要工作,就是將電池裡儲存的電能轉化為動能,使電動車動起來。如果一個人心臟不好,他的身體機能就會衰退。正如心臟之於身體,電機就像是電動車的心臟,「心臟」健康,電動車就會動力十足;如果「心臟」出問題了,「跳」不動了,你就會發現電動車也不給力了。
通過這樣的類比,我們能更明白一個道理,那就是電機的效率對於電動車的性能好壞來說至關重要。電機的效率高,對電能的轉化率高,在電池容量相同的情況下,電動車的續航就更持久。同時,電機的轉化輸出更穩定,電動車就可以獲得持續強勁的動力,用戶也能夠擁有更好的出行體驗。
超強心臟,一騎絕塵
既然電機如此重要,那麼選一款搭載優質電機的電動車就非常必要了。目前,電動車市場上數量眾多的雜牌電機讓人眼花繚亂,它們的實力參差不齊,難以說服消費者。而愛瑪搭載的博世電機,則是全球第一大汽車技術供應商——德國博世集團的傑作。眾所周知,博世是寶馬、通用等世界知名汽車品牌的動力技術服務供應商。所以,從技術研發到品質把控,博世電機都值得信賴。
10. 動力電池系統相當於電動汽車的"心臟",它除了為整車提供連續穩定的能量,還要承擔著什麼作用
續航里程、挑充電速度等,其實整車採用的動力電池的能量密度是一個隱形的關鍵技術指標,它不僅是動力電池企業的終極改進目標,也是國家專項補貼的最重要的考察項目。