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为什么电动汽车不用整体电池,而用几千块小电池组成的电池包?

来源:宝鄂实业    2019-03-27 13:28    点击量:
近些年,新能源汽车越来越受到大家的追捧,不仅免除了摇号、限行等条条框框,而且如今购买新能源汽车还能够得到国家的一笔补贴。
 
新能源汽车虽好,可是令大家好奇的是为什么新能源汽车不用整体电池而用好多小电池拼在一起的电池包呢?
 
 
图为特斯拉电动汽车电池组
首先,电动汽车所需要的电是巨大的,而现如今的技术研发单体电池供电动汽车使用技术还不成熟,有单体电池吗?有,但是成本高昂,并且不易维修,所以即便是特斯拉这样不差钱的大厂也不敢用。
 
 
目前,全球的电动汽车的动力来源都是几千节小电池组成的电池组,这样的电池组有诸多优点。
 
1.研发成本低
 
上文咱们也说了,目前研发单体电池供电动汽车使用的技术还不成熟,而由小电池组成的电池包可以说是十分成熟了,所以汽车厂商完全没必要舍近求远还费钱的研发单体电池。
 
 
2.维护成本低
 
我们都知道新能源汽车都有自己的电池管理系统,而一旦发生故障,单体电池的维护成本是远远高于几千节小电池组成的电池包的。而且由于单体电池是整车的唯一动力来源,严重的时候可能还会造成汽车抛锚,回过头来看看电池包,发生故障的时候,电池管理系统只要将出现故障的电池切掉输出就可以了,防止故障蔓延,这样的话即便是几节电池出现问题也不会影响整车的动力。
 
 
3.散热方面
 
不管是汽油车、还是柴油车、还是新能源汽车,在行驶的过程中都会产生大量的热量,如何排热就成了汽车设计师面临的大问题。单体电池由于体积大,散热问题一直都是难以解决的。而由单节电池组成的电池包就很容易解决这个问题,首先电池之间有缝隙利于散热,再一个装有冷却液的管道穿梭于电池组之间,带走其散发的热量。
随着电动汽车行业的发展,人们见到的电动新能源汽车是越来越多,如果你们有自己的一辆电动汽车也可以,那你总有自己的一辆电动自行车吧,如果要是没有属于自己的电动自行车的话,也没关系,那你总见过电动自行车吧?
 
既然是电动车,那就离开不了电池,这个大家心中就有概念了,毕竟,现在人手一部的手机还是有一块电池的,而电动车的电池其实是一个电池包,不知道大家有没有听说过电池包这个概念,因为电动汽车可是一块电池,而是将众多的电池组合到一起的一个甚至是多个电池组,而这些电池组又需要多种设备将他们集中到一起,必须电线、控制器等等,而使用一个外壳将这些东西都包在一起,这就成为了一个电池包!
 
 
电池
一个电池管理起来比较简单,但是要管理起来一个电池包就比较复杂了,毕竟里面线路多,而且因为电池是非常容易起热的,那就需要做好散热处理,因为不是一个电池组,那电池组与电池组之间,电池与电池之间,这些都是存在一定的温度差异的,而这些不均温度的条件,可是非常影响电池的使用的,而现在我们的科研人员在解决这个问题上有了一个非常大的突破。
 
 
电池
科研人员采用微槽群复合相变散热技术制成,设计出来了一套非常先进的3mm超薄型一体式热管理单元,而又利用该单元构建了一种电池包样机。经过测试,该样机可将电池成组维持在25-40℃之间的电池最佳工作温度范围内,而电池能量密度则是≥80Wh/kg、循环寿命超过1500次,更关键的是,电池单体间的温差≤3℃,这就很好的解决了电池间的一直存在的不均温问题。
 
而使用了该电池包热管理系统的电池包,可以使电池组发挥最佳性能和寿命,为提高整车性能奠定了动力基础,所以说,电动汽车电池包热管理难题被中国科研人员成功破解!
 
电动车的发展绕不开电池的发展,目前制约纯电动货车发展的正是电池技术。现在已经投入应用的纯电动货车一般用于运输快递以及其他类型的轻泡货的运输,续航里程也只有200-300公里左右,而续航里程的关键就在于电池。一般的纯电动货车最常用两种电池,三元锂电池以及磷酸铁锂电池,这两种都属于锂离子电池,区别在于正极极材料的不同。
 
▎锂离子电池是主流 共有两种类型
 
目前国内的纯电动商用车几乎都是使用锂离子电池,主要有两种不同的类型,分别为三元锂电池和磷酸铁锂电池,两者的区别在于正极材料的不同。
 
三元锂电池:
 
 
三元聚合物锂电池是指正极材料使用镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O2)三元正极材料的锂电池,是以镍盐、钴盐、锰盐为原料,里面镍钴锰的比例可以根据实际需要调整。三元锂电池能量的优势是密度大,同等重量的电池,能为车辆提供更长的续航里程,这也是纯电动货车所需要的。因此有不少的纯电动货车装三元锂电池,例如陕汽轩德E9、福田欧马可纯电动轻卡等车型搭载的是三元锂电池。而在纯电动乘用车上更为常见。但即使如此,三元锂电池还是受到的不少人的怀疑,特别是安全性方面。
 
 
在安全性方面,三元锂材料会在更低的200度左右发生分解,而磷酸铁锂材料是在800度左右。并且三元锂材料的化学反应更加剧烈,会释放氧分子,在高温作用下电解液迅速燃烧,发生连锁反应。说简单点,就是三元锂材料比磷酸铁锂材料更容易着火。
 
不过需要注意的是,这里说的仅仅是材料,不是已经成为成品的电池,在真实使用中,三元锂电池组配合BMS电池管理系统,包括过充/过放保护、过温保护、过流保护等功能,一旦电池发生意外,系统能够立刻切断电流,保证电池的安全。
 
磷酸铁锂电池:
 
 
磷酸铁锂电池在大量纯电动客车上以及部分纯电动货车上都有搭载,它的材料性质与三元材料相比更加的稳定;同时国内磷、铁的原材料丰富,制造成本也比三元锂电池低;电池可快速充电、且循环寿命长;工作温度范围广等优点。
 
但缺点是能量密度要比三元锂电池低得多,并且低温环境下,电池衰减严重。虽然磷酸铁锂电池在同等重量的情况下能量比三元锂电池低,但胜在成本低,安全性高,因此也有不少的车型采用这种电池技术,例如江淮帅铃i5、比亚迪T5、吉利远程E200等。

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