动力电池电动汽车的心脏
1. 比克电池为什么要加快对圆柱电池的技术研发、生产及落地
动力电池是新能源电动汽车的“心脏”,占整车成本的30%-40%,直接影响着电动汽车的续航和安全性。目前,动力电池急需突破的问题主要就在于:安全性,续航里程,快充,成本以及温度窗口等。而比克动力电池研发的全极耳大圆柱电池能够较全面的解决上述问题。
相比于传统的小圆柱电池,比克动力电池所研发的全极耳4680大圆柱电池具有很强的优势。比克动力电池的电芯研发负责人樊文光博士表示:“大圆柱电芯技术可以将能量密度/成本与安全性之间的最优平衡点,推向一个新的位置,在保证电池整包安全的前提下,提高单体电芯尺寸,提升空间利用率,提高整车续航里程。”同时,比克动力电池采用大尺寸的电芯,可降低整包中电芯的数量以及相应的结构件数量,从而提升重量能量密度,简化BMS,并降低电池包整体的工业成本。从整车层面上,提升性能,降低成本,安全方面也会有进一步改善,使消费者所盼望的零电池事故真正实现有了可能,这也在一定程度上减少了电动汽车潜在消费者的消费顾虑,进一步扩大了电动汽车的销售市场。
比克动力电池始终重视车电市场,未来,比克动力电池针对高端车型所使用的全极耳大圆柱电芯将成为比克车电应用领域的核心产品。比克动力电池研究院已经开始研发大尺寸圆柱电池,并开始规划大尺寸圆柱电池的量产生产基地。根据实际研发情况,比克动力电池的全极耳4086电池预计2023年开始投入批量生产,造福新能源汽车行业。
2. 什么是电驱动系统为什么说它对电动汽车非常重要
电动汽车的电驱动系统就像燃油车的发动机和变速箱一样,是电动汽车的动力输出装置。也就是通过它可以将电池中的电能转化成汽车行驶的动能,是决定电动汽车性能的核心部件,也被称为电动汽车的心脏,所以才会那么重要。
3. 纯电动汽车电力驱动主模块的组成
电力驱动主模块主要由中央控制单元、驱动控制器、电机和机械传动装置等组成
4. 刀片电池横空出世丨比亚迪再造一个宁德时代
这一战略在当时为比亚迪获得了竞争优势,比亚迪不仅不缺电池,而且搭载到新能源车上的动力电池的品质也优于平均水平。在2015年和2016年,比亚迪传统车业务不稳定的前提下,利润都有较大增长,主要来源于新能源车的布局。
但是从2017年下半年开始,王传福开始改变这个策略,提出开放动力电池业务。促使王传福做出这个决策的原因有两个:1.新能源车补贴大幅度下滑,比亚迪面临盈利压力。而比亚迪的动力电池技术和工艺仍然领先,王传福实际上是放着一个“金矿”没有开采;2.动力电池市场发生了很大变化,宁德时代等动力电池企业开始疯狂进攻,王传福感受到了压力。
2017年,宁德时代的出货量10.4GWH,反超比亚迪,成为动力电池市场的出货量第一的电池商。王传福的动力电池封闭战略,为整车布局抢得了优势,但没有想到的是,同时也给了宁德时代机会。
为了扩张在动力电池的市场份额,比亚迪已经开始行动。这两年,比亚迪给外界最直观的改变就是,比亚迪变得“越来越开放”了。
2018年,比亚迪发布了共享开放的e平台,正式拉开了比亚迪从封闭走向开放的序幕。当年10月,王传福在北京接受21世纪经济报道智库君独家采访时就已透漏,有将电池业务分拆并上市的打算,但并未明确具体时间。当年年底,王传福则在接受其他媒体的采访时表示,将于2022年前将公司旗下的汽车电池业务分拆上市。而在上市之前,比亚迪会将其汽车电池业务分拆为一家独立公司。
今年3月,比亚迪成立五家弗迪系公司,进一步加快新能源核心零部件的对外合作。这5家子公司,分别是弗迪电池有限公司、弗迪视觉有限公司、弗迪科技有限公司、弗迪动力有限公司、弗迪模具有限公司。
“弗迪系和比亚迪的关系,就像行星和恒星的关系。弗迪系的每一家公司,既是围绕比亚迪产业优势而生的行星,更是各自领域独当一面,对外赋能的耀眼的明星。”王传福说。
这5家子公司中,最受外界关注的就是弗迪电池。
值得注意的是,这两年由于新能源补贴政策的调整,比亚迪的盈利情况并不十分乐观,而且对于新能源汽车补贴存在一定依赖。去年,由于补贴大幅退坡,比亚迪的新能源汽车销量不仅放缓了增长的脚步,公司的业绩也受到明显影响。根据此前比亚迪公布的2019年业绩预告,2019年比亚迪的净利润为15.84亿元到17.74亿元,同比下滑36.19%—43.03%。
今年,由于特斯拉国产带来的更加激烈的市场竞争,以及新冠肺炎疫情给市场带来的不确定因素,比亚迪面临着较大的压力。并且,按照相关部门此前的规划,今年是对新能源汽车施行补贴扶持的最后一年,比亚迪正处于新能源汽车由补贴时代走向完全市场化阶段的关键时期。
动力电池对外销售以及分拆上市,可能再造一个市值和比亚迪相当的板块,是王传福和比亚迪平稳跨过新能源车补贴过渡期,最直接和有效的办法。磷酸铁锂刀片电池的发布,则是比亚迪向宁德时代发起市场反攻的第一把利剑。
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。
5. 电动汽车的三大核心技术
纯电动汽车的三大核心技术:电池、电机、电控。
1、电池:动力电池/电动车的“心脏”,为整车提供动力(持续的,稳定的);
2、电机:电动汽车行驶“躯干”,电能转化为机械能,通过传动装置驱动车轮;
3、电控:电动汽车的“大脑”,协调各零部件,使整车达到最佳运行状态。
有了纯电动汽车这三大核心技术的支持,纯电动汽车的技术发展,也会稳步提升。
纯电动汽车发展至今,一直针对核心技术不断提升,而我国的纯电动汽车核心技术一直围绕电池(动力电池作为纯电动汽车的“心脏”,其电量的储存能力,带点能力等一直是我国持续改进的方面),电机(电机作为电动汽车的行驶“躯干”,运用和发展已经非常成熟,纯电动汽车一般采用三相电机),电控(电子控制单元作为电动汽车的“大脑”,它的改进一直是重要突破点)发展。
6. 电动车的续航里程由哪些因素决定
电动车的续航里程个人归纳主要由内外两个方面来决定的,下面我们一起来看看具体都有那些:先说内这个方面,内代表着车辆的性能。主要是由动力电池,电控和电机为主的一个整体,也是俗称的三电技术,这就相当于燃油车型的三大件。其中动力电池是电动汽车动力的来源,也是电动汽车的心脏。动力电池的存储电能的多少,再加上电控技术和电机的配合运转,就决定着电动汽车的续航里程。再说外这个方面,外代表着外部影响。这个方面就比较杂了,有驾驶习惯方面的,也有外部环境方面的。驾驶方面,因为电动汽车的动力系统原因,电动汽车速度越高,消耗电能就越多。那喜欢急加速,开快车的驾驶方式,续航里程就会下降。开车平稳,速度不是很快的方式(均速60公里时速最佳),就可以最大的保持续航里程。环境方面:在夏天,要开空调,空调温度越低,消耗电能越多,续航里程就越短。在冬天,由于动力电池在低温环境下会出现衰减现象,衰减度一般会达到30%,再加上开空调等,续航里程只能剩下60%左右。以上就是主要影响电动汽车续航里程的一些方面。在平常用车时,可以多注意一下。 电动车的续航里程主要由内外两个方面来决定的,下面我们一起来看看具体都有那些?先说内这个方面,内代表着车辆的性能。主要是由动力电池,电控和电机为主的一个整体,也是俗称的三电技术,这就相当于燃油车型的三大件。其中动力电池是电动汽车动力的来源,也是电动汽车的心脏。动力电池的存储电能的多少,再加上电控技术和电机的配合运转,就决定着电动汽车的续航里程。在说外这个方面,外代表着外部影响。这个方面就比较杂了,有驾驶习惯方面的,也有外部环境方面的。驾驶方面,因为电动汽车的动力系统原因,电动汽车速度越高,消耗电能就越多。那喜欢急加速,开快车的驾驶方式,续航里程就会下降。开车平稳,速度不是很快的方式(60公里时速最佳),就可以最大的保持续航里程。环境方面:在夏天,要开空调,空调温度越低,消耗电能越多,续航里程就越短。在冬天,由于动力电池在低温环境下会出现衰减现象,衰减度一般会达到30%,再加上开调等,续航里程只能剩下60%左右。以上就是主要影响电动汽车续航里程的一些方面。在平常用车时,可以多注意一下。 1. 电动汽车的行驶环境相同的电动车在不同环境下行驶,将会达到不同的最大里程数。首先气温就对当前电动车广泛使用的锂电池影响很大,锂电池的能量应用属于氧化还原反应,通过化学反应释放电离子,从而达到充放电。由于锂元素的化学特性非常活泼,因此在低温和高温状态下(冬天/夏天),反应强度不同,放电密度不同,电池的使用时间不同,而造成汽车的行驶里程不同。 其次,同传统汽车一样,风向、风力、道路条件及城市交通状况也是影响电动汽车续驶里程的因素(城市交通状况方面,目前轻型混合动力驱动系统在提高电池寿命和环保方面发挥着重要作用)。 2. 滚动阻力和空气阻力在理论力学中,物体滚动时受到的阻碍作用被称为滚动阻力。滚动阻力通常是由重力引起的,它是一种力矩作用。也就是说,如果汽车越重,运动时所承受的滚动阻力也就越大。因此,减少滚动系数可在一定程度上提升电动汽车的续驶里程。3. 电池参数与性能 电池是电动汽车最重要的部分,需要探讨的地方很多。这里,只是简单分析一下如何通过改进电池技术来提高电动汽车的续驶里程,其中包括电池重量、形状、能量密度、放电率。 由于电池重量在电动汽车总重量中占有极高的比例,其大小将决定滚动阻力系数,从而影响续驶里程。 电池的形状也是需要攻克的设计难题之一,当前电动汽车领域使用最多的为柱状锂电池,上百块的电池排列组合会造成体积过大,从而影响汽车减少风阻的结构设计,间接影响了续驶里程。目前,日产聆风和雪佛兰沃蓝达使用的新式板状锂电池在体积设计上则占有一定优势,为将来电动汽车结构的设计将起到推动作用。 能量密度和放电率都是电池影响续驶里程的重要因素,电池能量高、放电时间长才是电动汽车延长续驶里程的关键。电池方面还有很长的路要走,相同体积下,性能更高的纳米技术电池和固态技术电池目前还在起步阶段。 4. 辅助装置的能量消耗 辅助装置不仅仅指我们熟悉的照明、音响、空调和车载控制系统,还包括制动系统的空气压缩机、转向系统的液压泵等动力辅助系统。这些辅助设施除空调外,将综合消耗总能量的6%-12%。如果这些能量消耗能够降低,就可提供更多的电量输出给动力系统。从而延长续驶里程。 综上所述,要提高纯电动汽车的续驶里程,主要是提高蓄电池的续航能力,就是提高蓄电池的性能。还有另外一个方面就是车身的阻力,以及车身的重要,辅助设备的耗能情况。这些都需要科研工作者辛勤工作去改善。总体来说,纯电动汽车行业发展情况还是很乐观的,特别是在地球气候环境的日益恶劣,以及石油资源日益枯竭的情情况下。 1.电池容量这是决定电动汽车续航里程的最关键因素。就像燃油车的油箱容量决定了燃油车的续航里程一样,电动汽车的电池容量的多少直接决定续航里程的远近。装载的能量越多,跑得越远,这是个基本常识。2.车重车重是决定电动汽车续航里程的第二大关键因素。车越重,在行驶中消耗的能量越多,续航里程自然会减少。同样,车上的载重越大,续航里程也越少。燃油车是这样,电动汽车也是这样。3.气温气温对电动车电池组的锂离子活性产生影响,进而影响续航里程和充放电性能。所以普遍的情况是:电动车在冬季的续航里程会有不同程度的减少。但是,有些电动汽车搭载了电池组温度调节系统,让电池的工作温度保持恒温,从而保证电池性能和续航里程。4.能量传递效率 首先影响电动汽车续航里程的是车载锂电池的容量,会直接影响到续航里程的等级;其次是电动汽车的使用习惯,如果采取均匀加速、减速的习惯,也会减少电能的损耗;还有空调使用、多媒体使用等因素。如果带有能量自动回收系统则会明显减少耗电量的。 行驶路况的不同,驾驶员驾驶习惯和风格不同,还有温度的差异导致电池性能改变,都会影响到最终的续航里程的、 @2019
7. 个个都是重磅炸弹,关于特斯拉电池日的3个推测
动力电池是电动汽车的心脏,成本、能量密度、钴供应等等一直都是业界寻求技术突破的重大课题。掌握三电核心技术的特斯拉,作为全球电动汽车的引领者,在电池领域的布局筹划由来已久,如今临近开花结果的时刻。
特斯拉每年都会举行一次主题日,揭示最新战略和技术,预示着公司未来的发展方向。5月的第三周,万众期待的电池日(Battery?Day)即将到来,这是决定特斯拉甚至电动汽车产业链未来的一天,马斯克究竟准备了几颗重磅炸弹?EV视界根据蛛丝马迹,推测有三。
A millionmiles!电池寿命大跃进
去年4月,在特斯拉自动驾驶日(Autonomy Day Event)上,马斯克(Elon Musk)在谈到未来特斯拉自动驾驶车队(Robot Taxi)的经济效益时强调,这样的车辆必须经久耐用。特斯拉Model 3可以像商用卡车一样行驶160万公里,电池使用寿命却在48万公里到80万公里之间。
马斯克当时声称,特斯拉2020年将推出一款新电池,寿命将能达到160万公里的目标。
为此,特斯拉与加拿大达尔豪斯大学(Dalhousie University)早在5年前就达成了为期5年的研究伙伴协议,旨在开发先进的锂离子电池技术。
在世界上最杰出的锂离子研究者之一、物理学家Jeff Dahn的带领下,Dalhousie研究小组最近发表的研究测试成果显示,他们已经设计出了一款可以使用长达160万公里的电池。
这款新型电池仍然是锂电池,新电池主要依赖单晶镍金属氢化物(NMC)、人工石墨电池技术,以及电解质添加剂ODTO,来提高电池的性能和寿命,同时降低成本。其中,电池阴极还是以锂为主,由较大的NMC晶体组成奈米结构,在充放电时不容易因不断膨胀收缩而破裂,否则电池性能就容易下降。这比特斯拉目前的电池耐用两到三倍。
Dalhousie研究小组在不同条件和周期下做了多种电池性能测试,包括20°C、40°C和55°C温度下的长时间充放电循环,20°C、40°C和55°C下的长时间储存,以及40°C的高精度电量分析。
在4000次充放电循环后,新电池的容量仍保有惊人的90%。在宽温范围下(wide temperature range)充放电循环次数还能提升到6000次以上。这意味着在一个良好的电池组中很容易超过160万公里。若用在电池电网储能技术,也可以使用超过20年。
这种长寿潜力对于全天候行驶的电动汽车来说显然是特别有用。目前Dalhousie研究小组已申请专利,若未来研发成功,除了能助普通电动汽车一臂之力外,对重型长途卡车、自动驾驶出租车也大有裨益。
新研究也再次证实,特斯拉未来将逐渐摆脱对松下等电池供应的依赖。
将成本降到100美元
今年2月,特斯拉内部名为Roadrunner的秘密项目流出,旨在以“制造机器的机器”,也就是自己生产制造设备的策略批量生产更便宜的电池,目标是将电池成本降到100美元/kWh。
从开创18650钴酸锂先河,到另辟蹊径NCA三元锂,再到“无钴,不代表一定是磷酸铁锂。” 业内分析,特斯拉的降本方案有可能是采用高镍正极+硅碳负极(掺锂)+干电极+超级电容的技术组合。
要想降成本,去钴是必然。镍的性质类似于钴,但价格只有钴的五分之一。在三元锂电池中,提升钴、镍比例,都能提高能量密度,但高镍正极会降低热稳定性,而干电极却能解决这个问题。硅碳负极能提高锂离子容量,保证负极不成为瓶颈,超级电容则能回收动能。
过去几年,特斯拉已经为这个新的技术组合做好了准备。2019年,首先收购了拥有电芯技术的超级电容器生产商Maxwell。
Maxwell的核心技术是超级电容器和干电极,能够让特斯拉做出成本更低、能量密度更高的电芯,减少每辆车使用的电池数量,但依然能获得更长的续航里程。
Maxwell的干电极工艺让电池正负极不需要使用溶剂,而是以粘合剂和导电剂代替,从而克服三元锂电池高镍电极热稳定性差等问题,能量密度能可达300Wh/kg,未来甚至还可能突破500Wh/kg。
Model 3的2170电池能量密度是247 Wh/kg,Model S/X的18650电池能量密度是240 Wh/kg,若能实现量产300 Wh/kg,将有超过20%的提升,这意味着长续航版Model 3的NEDC续航里程可以达到800km,这可谓是化学技术面和生产工艺上的重大改进。
此外,干电极技术还可以将锂电池的寿命延长约1倍以上。无需使用溶剂和相关的昂贵设备,也大大节省了制造成本。一般而言,干电极技术可以将电池成本降低10%到20%以上。 超级电容器还可以回收汽车加速、减速、启停浪费的能源,与锂电池搭配提升能效。
自产电池之路
特斯拉的销量目前主要受电池产能牵制。
在2019年股东大会上,特斯拉技术副总裁Drew Baglino说过,希望特斯拉能在电池领域成为“自己命运的主人”。
2019年,特斯拉低调收购了加拿大锂电池设备制造商海霸(Hibar Systems),这是电池制造设备领域首屈一指的公司,以精密计量泵、注液系统及电池制造系统而闻名,特别是用于大规模电能存储的系统。
收购海霸被视为特斯拉在为独立生产电池铺路。
2020年2月,一则招聘信息暗示,特斯拉将在加州弗里蒙特工厂内搭建一条电芯试生产线,自主设计开发制造电池。5月6日,韩国时报报道,特斯拉已与韩国韩华集团签署电池化成设备的订单,购买的锂电设备会先应用于这条试生产线。 另外还从dae bo Magnetic采购了电磁过滤器。消息人士称,除了电池生产线的几个方面外,特斯拉几乎可以制造所有的工程装备,设备供应从一年前就已着手准备。
“制造机器的机器”,电池的自给自足完全符合马斯克提过的第一性原理。据了解,特斯拉准备在美国德克萨斯州或东部某州新建的下一代超级工厂Terafactroy,电池产能可能超过1太瓦时(terawatt-hour of battery),也就是1000GWh,这将是现在内华达州Gigafactory的20倍。
结语
160万公里的电池寿命、成本低至100美元/kWh、减少依赖自研自产电池……电池日,可能是特斯拉近年来最为重要的一次技术和战略发表,若马斯克真的放出几个突破性的大招儿,那么特斯拉的领先优势又将甩下别人好几条街。
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。
8. 决定电动汽车续航的根本因素是什么为何总是难突破
在电池技术、能量密度、寿命等瓶颈没有得以解决的前提下,解决电动汽车续航问题不是一朝一夕的事情。增加充电桩,往电动汽车中塞入更多的电池都是急功近利的做法,而且也正是因这个问题如果放在一两年之前,可能还有些讨论的意义,但是到了2019年,纯电动汽车的续航已经不是问题了。我为什么这么说,给大家看一组电车汇数据智库整理的数据。现在,网友总纠结于新能源车的续航问题。新能源车的使用和发展,取决于充电桩的密度和功能,并不取决于,新能源车的续航有多长。
个问题最好是在技木设计上解决问题,我个人认为增设一组电池组,也就是说共两组电池组,再增加充电和转换设备,即汽车在运行时,一组电池正常使用,另一组电池充电,当使用没油加油。现在要把习惯更换到适应电动车,一种是应为限牌城市没车牌只能买电动车适应。还有一种是家里有多的车,就缺一台城市用车,也喜欢电动车,也有自己充电车位,这池存储技术的提高,让更小的电池存更多的电量。这是一个拥有无限价值的研究。
9. 电动车的心脏是什么
动力之源,堪比心脏
电机,俗称马达。它的主要工作,就是将电池里储存的电能转化为动能,使电动车动起来。如果一个人心脏不好,他的身体机能就会衰退。正如心脏之于身体,电机就像是电动车的心脏,“心脏”健康,电动车就会动力十足;如果“心脏”出问题了,“跳”不动了,你就会发现电动车也不给力了。
通过这样的类比,我们能更明白一个道理,那就是电机的效率对于电动车的性能好坏来说至关重要。电机的效率高,对电能的转化率高,在电池容量相同的情况下,电动车的续航就更持久。同时,电机的转化输出更稳定,电动车就可以获得持续强劲的动力,用户也能够拥有更好的出行体验。
超强心脏,一骑绝尘
既然电机如此重要,那么选一款搭载优质电机的电动车就非常必要了。目前,电动车市场上数量众多的杂牌电机让人眼花缭乱,它们的实力参差不齐,难以说服消费者。而爱玛搭载的博世电机,则是全球第一大汽车技术供应商——德国博世集团的杰作。众所周知,博世是宝马、通用等世界知名汽车品牌的动力技术服务供应商。所以,从技术研发到品质把控,博世电机都值得信赖。
10. 动力电池系统相当于电动汽车的"心脏",它除了为整车提供连续稳定的能量,还要承担着什么作用
续航里程、挑充电速度等,其实整车采用的动力电池的能量密度是一个隐形的关键技术指标,它不仅是动力电池企业的终极改进目标,也是国家专项补贴的最重要的考察项目。