电动汽车动力电池技术
⑴ 纯电动汽车有哪些核心技术
电动车(EV)、混动车(HEV)的各种核心技术,如电池、电机、逆变器、可充电电池、充电器等 日本很厉害,尤其是电池基础技术!
AutoCTO汽车学院总结,发展电动汽车必须解决好4个方面的关键技术:电池技术、电机驱动及其控制技术、电动汽车整车技术以及能量管理技术。
电池是电动汽车的动力源泉,也是一直制约电动汽车发展的关键因素。电动汽车用电池的主要性能指标是比能量(E)、能量密度(Ed)、比功率(P)、循环寿命(L)和成本(C)等。要使电动汽车能与燃油汽车相竞争,关键就是要开发出比能量高、比功率大、使用寿命长的高效电池。
电动机与驱动系统是电动汽车的关键部件,要使电动汽车有良好的使用性能,驱动电机应具有调速范围宽、转速高、启动转矩大、体积小、质量小、效率高且有动态制动强和能量回馈等特性。电动汽车用电动机主要有直流电动机(DCM)、感应电动机(IM)、永磁无刷电动机(PMBLM)和开关磁阻电动机(SRM)4类。
能量管理系统是电动汽车的智能核心。一辆设计优良的电动汽车,除了有良好的机械性能、电驱动性能、选择适当的能量源(即电池)外,还应该有一套协调各个功能部分工作的能量管理系统,它的作用是检测单个电池或电池组的荷电状态,并根据各种传感信息,包括力、加减速命令、行驶路况、蓄电池工况、环境温度等,合理地调配和使用有限的车载能量;它还能够根据电池组的使用情况和充放电历史选择最佳充电方式,以尽可能延长电池的寿命。
⑵ 电动汽车的技术瓶颈在哪里
虽然电动汽车本身没有排放污染,但是间接污染也是不容忽视的。如铅酸电池中的铅,从开采、冶炼到生产的排污,都会对环境造成污染。与铅酸电池比,当前广泛使用的磷酸铁锂电池的污染程度会相对比较低一点,只有电解质磷酸锂是有害的,但是对环境的影响也是不应忽视的。目前我国对汽车动力电池的研究还主要集中在提高其使用安全性和寿命这些方面,对回收的关注比较少,有必要增强对废旧汽车动力电池处理和回收的研究。
⑶ 动力电池技术何时会有飞跃性进步
汽车电动化近些年所受到的关注度不断增加,纯电动汽车的保有量也在稳步增长。以我国为例,截止到2019年6月份,纯电动汽车保有量就已经达到了约281万台。纯电动汽车用车过程中成本更低,而且更加环保。当然,纯电动汽车所搭载的动力电池受温度等影响较为明显,也制约着消费者的用车。那么纯电动汽车电池技术何时会有飞跃性的进步呢?
所以近些年电池技术虽然在不断的发展,但是尚未取得革新性的成果。而电池技术何时会有飞跃性的进步,短期内我们还不得而知。但是相信随着技术的推进,目前所面临的诸多问题都能够逐个解决。
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。
⑷ 纯电动汽车动力电池连接方式
交接方式不同车型交接方式不同,例如比亚迪E5,有196个单体电池串联,其他车型有串联的也有并联的。
⑸ 混合动力汽车和纯电动汽车的动力电池有何差异
汽车电动化的速度在近几年内发展的飞快!回想起十几年前,电动车当时候还只是天马行空的想法,而到了现在,全球汽车市场上已经有几十款不同的混合动力『Hybrid』、插电混合动力『Plug-inHybrid』以及电动车能够让消费者选择购买。
就连法拉利、保时捷、迈凯伦以及柯尼塞格这些高端品牌的旗舰车型都已经是混合动力,再加上特斯拉推出性能强大的电动车型之下,曾几何时,电动车型已经不再是以环保为目的,也开始和性能、速度挂钩。
汽车电动化的关键,在于电池科技的进步。在近十年间,由于越来越多汽车制造商和相关领域的车厂加入资金研发,电池的效能、重量、体积等各方面都有了大幅改善。但是,电池的种类多样,究竟哪一种形式的电池才是最适合汽车使用呢?
今天小编就来介绍目前汽车市场最常见的车辆电池种类,并且比较这些电池的优缺点!!!
锂电池Lithium-ion(Li-ion)Batteries
不只是汽车领域,目前多数商用电子产品当中普遍使用了锂电池,而在过去十多年以来,锂电子也因为广泛的使用,在效能上不断进化。因此,除了现在多数的混合动力和电动车都使用锂电池之外,包括了智能手机、平板电脑、笔记本电脑等消费电子产品都是使用锂电池。
不过,『锂』只是一种通称,在这种形式的电池之下还分忧很多种类。以消费电子产品来说,最常使用的是锂钴氧化电池『LiCoO2』,是锂电池当中能量密度最高的一种。但是这种电池有着『热失控(thermalrunaway)』的缺点,也就是在过度充电或者温度较高的环境之下,如果没有正确使用即很容易发生过热甚至爆炸起火的状况,这也是锂钴氧化电池纵使有着最高的能量密度,也鲜有使用在汽车领域当中。
多数电动工具、医疗工具以及车用电动系统所使用的锂电池多半为磷酸锂铁电池『LiFePO4』、锰酸锂电池『LMO』、镍钴锰三元电池『NMC』等,虽然这几种电池的能量密度低于锂钴氧化电池,但是使用寿命以及安全性都更加优异,因此相当适合在电动化汽车领域当中,其中以镍钴锰三元电池最为广泛应用在混动动力和电动车上,目前FormulaE电动方程式赛车所使用的电池也是基于镍钴锰三元电池(NMC)制造而成。
『全新FormulaE电动方程式赛车』
为什么锂电池是目前电动化汽车电池的大客户?基本上,锂电池有着优异的『能量重量比』、『充电速度快』以及『几乎没有记忆效应』这三大优势。
较高的能量密度意味着电池重量较轻,这对于追求轻量化、高性能以及讲究续航力的汽车来说相当合适。充电速度快当然也是电动车使用与否的关键之一,但是在现实环境当中锂电池的充电速度只是稍微比其他形式的电池快而已,绝对不是天与地的分别。至于电池记忆效应则是几乎不会发生在锂电池上,因此锂电池的电力容量并不容易随着使用次数增加而大幅减少。
『现在高端启动电池使用磷酸锂电池】
但是这并不代表锂电池就没有缺点,以目前的电池制造商技术来看,锂电池主要缺点在于成本比其他种类电池高出不少,以镍基电池为例,锂电池制造成本大约高出40%,这通常会让希望推出平民电动车型的汽车制造商打退堂鼓。不过,无论是何种电池,在近年经济模式的扩张之下,成本和多年前相比都已经大幅降低。
此外,锂电池虽然不用“烦恼”记忆效能的问题,但是仍然会随着时间以及使用环境所产生衰退。以目前汽车制造商的评估,车用锂电池使用寿命大约在10年左右,但是目前还没有电动车运转足够时间和实际资料来验证这个理论。不过从目前的各大车厂掌握的电池技术来看,锂电池是所有种类电池当中缺点最少的,因此被视为当下最佳车用电池来源。
镍氢电池Nickel-metal-hydride(Ni-MH)Batteries
在锂电池未广泛应用之前,较早起的混合动力车型多半使用的是镍氢电池(Ni-MH),及时到现在逐渐被锂电池取代,还是有不少混合动力车型在使用这种类型的电池。
镍氢电池的优势为相对低廉的制造成本,这种电池主要以镍、氢、钛或者其他类型的金属组成,在制造成本上比锂电池低廉许多,但是随着市场投入越来越多的资源到锂电池领域,两种电池之间的成本正在不断的缩小。
即使如此,锂电池也有着一个相当大的优势,就是耐用性。只要保养得宜,镍氢电池可以拥有非常久的使用寿命。除此之外,因为镍氢电池含有有毒元素非常少,使得其回收成本相对低,而成本当中含有大量的镍金属以及其他贵金属电池的回收利润比其他种类电池还要高。
『旧款丰田混动车型都在使用镍氢电池』
可惜,镍氢电池的能量密度并不高,大约比一般锂电池低了40%,这意味着要达到同样的电容量,镍氢电池需要更大的体积也更重,这使得镍氢电池和现在汽车制造商追求大空间和轻量化理念背道而驰。
另外,在密集且快速的冲放电情况下,镍氢电池也容易产生大量热能,因此需要额外的冷却系统,使得整个电池系统重量又增加不少。
其他种类的电池
除了以上两种电池之外,目前许多研究机构都在研发效能更高的电池系统,包括了氧化物电池、磷酸铁电池、磷酸锂铁电池、锂空气电池、锂聚合物电池、镍钴锰电池、镍钴铝电池以及锰氧化物尖晶石电池都是未来有可能成为电动车能量来源的电池种类。
钴氧化物电池已经问世很长一段时间,但是目前的困境仍然在于热失控以及制造成本,否则这种电池的高能效密度将会是极佳的高性能车用电池。
磷酸铁电池则是目前最稳定且成本合理的电池派别,可惜因为其采取低电压的运作方式,如果要作为车用电池,将需要使用更多的电池数量,造成重量和体积增加。
锂聚合物电池也是锂电池的一种,但是现今锂聚合物电池需要制成“袋状”,对于空间配置较为不利,因为目前仅有少数电动车使用此类型电池。
镍钴锰电池和镍钴铝电池现在制造成本还是太高,而且热失控问题尚未解决,因为无论是效能如何,距离商用还是有相当长的路要走。
锂空气电池较为新的电池技术,拥有极佳的能量密度,其能量重量比几乎和现在的汽油相当,更是目前锂电池的5~15倍之多,但是仍处于开发初期,因为也是需要好一段时间才能够达成量产。
⑹ 电动汽车对动力电池的要求有哪些
1、电池一致性;
2、价格较低,操作和维护方便;
3、良好的充放电性能(快速充放电性能和耐过充,过放电容量);
4、高功率密度(高功率,高功率体积比);
5、高的能量密度(高质量的能量,高体积比TT);
6、较长的循环寿命(充放电循环后,工作年限);
7、其他的性能,对环境的污染问题(电池的生产,使用,报废回收过程中不能对环境有负面的影响)等;