关于新能源车电池,不能不知道的五大要素!
来源:宝鄂实业
2019-03-29 13:36
点击量:次
最近关于汽车方面的新闻可不少,尤其是关于国六排放标准提前实施的消息,或许已经让不少人感觉大限将至。其实也不需要过于纠结这事,前几次的排放标准实施不也是如此嘛。只不过是对限牌限行、外地车辆迁入以及二手老车的行驶关系相对紧密些。
当然,也不能完全忽视这个标准。起码说明了一点,那就是对于汽车的排放始终是要狠抓的。随着新能源汽车的普及和推广程度加深,纯电动车或许能成为解决根本问题的途径。不过有些关键要点还是需要了解清楚。
电池寿命
其实对于电动车,产生动力的电机倒不是太多人关心,而是为电机提供能源的电池组是关键中的关键。可以说,电池之于电动车的意义,丝毫不亚于发动机之于燃油车,同样都是心脏。所以这个“心脏”健康状况如何,直接影响的是使用者的感受,以及之后的保值率的问题。
不同种类的电池,它的寿命也是不一样的。目前用在汽车上的动力电池,大致分为铅酸蓄电池、锂电池、镍氢电池。铅酸电池主要运用在低速电动车,就是老年代步的电动车。而锂电池是使用最广泛的电动汽车动力电池。根据材料的不同,目前成熟的主要是三元锂电池和磷酸铁锂电池。
使用三元锂电池比较出名的就是特斯拉,这种电池的特点是能量密度高。在体积与重量程度相仿的情况下,电容量要更大一些。而且生产技术比较成熟,使得电池最终产品的一致性比较稳定。
说电池寿命不说循环次数,那简直就是耍流氓。所谓的循环次数,就是完全循环的次数,也就是电池充满电,然后用完才算是一个循环。如果使用习惯良好,每次都是在从100%用到75%,也就是用了25%的电,那么100%用完电就相当于是要4天。这样算的话,一块电池寿命能到10年左右。
如果能注意充电和用电的习惯,不是每次都是用完再充满再用完的节奏,那么1200次循环大约能行驶15万公里,也就相当于普通家用车的使用寿命。这也解释了为什么丰田THS系统的电池能做到使用多年性能不衰退。
出问题怎么办?
作为工业产品,虽然说有一定的稳定性,但始终还是会有坏的概率。尤其是电池组,工作情况不一定很理想,因此万一出现问题该怎么办?是不是需要花很多钱?
大多数企业对电池等关键部件进行较长时间的质保,提供不少于8年或12万公里质保,在周期内维修当然是不需要花钱的。而部分厂家提供了比这个还长的质保期,比如比亚迪,电芯终身质保。出保之后的电池更换,其实并不需要对整个电池进行更换,只要换掉对应的一块或几块故障电池就可以了。
官方续航可信不?
说实话,还真别指望那数字能很准确。正如油耗那样,不也是标的而是一个数,自己开是一个数。所以,这只能仅仅作为一种参考,大概预估一下就好了。目前测试续航里程较为准确的是欧洲的NEDC系统,虽然已经尽可能模拟,但受到温度的影响,或许太冷或许太热都会对巡航里程造成影响。有些车型的电池管理系统编写得不够完善,那就能差异200公里的巡航。
关于折旧率
整个电动车行业都处于起步阶段,加上电动汽车更新换代的速度太快,电池、电机等核心技术愈加成熟,所以未来5年后电动汽车的售价将会低很多。还有就是刚才说到的电池部分,当电池技术寿命还比较长,状况比较好的时候,电动汽车的保值率就会相对高些。
还有,就是维修保养的问题。电动车的构造相当复杂,目前也鲜有技术维修人员学习过电动汽车的修理。再加上不同品牌的电动汽车有着不同的设计思路,包括动力系统甚至线路布局都有着很大的区别。
如果不查阅维修手册,师傅也很难确定问题所在。再者,电动车的器件出故障之后很难在原厂之外的地方进行维修,如果品牌之间零部件的互换性差,再遇上修理厂缺货的话,那很有可能会有段时间没车用。
电池回收
从理论上讲,动力电池也就是锂离子电池和镍氢电池,是可以被回收并重复利用的。现在市场上也有这类公司,专门是负责回收处理老的动力电池。现在电动车市场的规模还不算很大,所以连同电池回收的市场还不是很成熟,或者形成规模。以至于说,目前并没有企业能回收市面上所有电池。
并且回收之后如何处理,处理过程中对环境的影响如何,物质怎么样处理都还没有具体的细则出台或者参考。
或许,我们现在见到电动车美好的一面,但还有更多需要去深耕、去规范以及去引导才能令使得电动车能真正向环保节能的方向发展。
磷酸铁锂电池的全名是磷酸铁锂锂离子电池,这名字太长,简称为磷酸铁锂电池。由于它的性能特别适于作动力方面的应用,则在名称中加入“动力”两字,即磷酸铁锂动力电池。也有人把它称为“锂铁(LiFe)动力电池”。
意义
截止本人增补此词条(2013年4月24日),金属交易市场,钴(Co)最贵,并且存储量不多,镍(Ni)、锰(Mn)较便宜,而铁(Fe)最便宜。正极材料的价格也与这些金属的价格行情一致。因此,采用LiFePO4正极材料做成的锂离子电池应是最便宜的。它的另一个特点是对环境无污染。
作为充电电池的要求是:容量高、输出电压高、良好的充放电循环性能、输出电压稳定、能大电流充放电、电化学稳定性能、使用中安全(不会因过充电、过放电及短路等操作不当而引起燃烧或爆炸)、工作温度范围宽、无毒或少毒、对环境无污染。采用LiFePO4作正极的磷酸铁锂电池在这些性能要求上都不错,特别在大放电率放电(5~10C放电)、放电电压平稳上、安全上(不燃烧、不爆炸)、寿命上(循环次数)、对环境无污染上,它是最好的,是目前最好的大电流输出动力电池。
结构与工作原理
LiFePO4电池的内部结构如图1所示。左边是橄榄石结构的LiFePO4作为电池的正极,由铝箔与电池正极连接,中间是聚合物的隔膜,它把正极与负极隔开,但锂离子Li+可以通过而电子e-不能通过,右边是由碳(石墨)组成的电池负极,由铜箔与电池的负极连接。电池的上下端之间是电池的电解质,电池由金属外壳密闭封装。
LiFePO4电池在充电时,正极中的锂离子Li+通过聚合物隔膜向负极迁移;在放电过程中,负极中的锂离子Li+通过隔膜向正极迁移。锂离子电池就是因锂离子在充放电时来回迁移而命名的。
主要性能
LiFePO4电池的标称电压是3.2V、终止充电电压是3.6V、终止放电压是2.0V。由于各个生产厂家采用的正、负极材料、电解质材料的质量及工艺不同,其性能上会有些差异。例如同一种型号(同一种封装的标准电池),其电池的容量有较大差别(10%~20%)。
磷酸铁锂动力电池主要性能列于表1。为了与其他可充电电池的相比较,也在表中列出其他种类可充电电池性能。这里要说明的是,不同工厂生产的磷酸铁锂动力电池在各项性能参数上会有一些差别;另外,有一些电池性能未列入,如电池内阻、自放电率、充放电温度等。
磷酸铁锂动力电池的容量有较大差别,可以分成三类:小型的零点几到几毫安时、中型的几十毫安时、大型的几百毫安时。不同类型电池的同类参数也有一些差异。这里再介绍一种目前应用较广的小型标准圆柱形封装的磷酸铁锂动力电池的参数。其外廓尺寸:直径为18mm、高650mm(型号为18650),其参数性能如表2所示。
过放电到零电压试验
采用STL18650(1100mAh)的磷酸铁锂动力电池做过放电到零电压试验。试验条件:用0.5C充电率将1100mAh的STL18650电池充满,然后用1.0C放电率放电到电池电压为0C。再将放到0V的电池分两组:一组存放7天,另一组存放30天;存放到期后再用0.5C充电率充满,然后用1.0C放电。最后比较两种零电压存放期不同的差别。
试验的结果是,零电压存放7天后电池无泄漏,性能良好,容量为100%;存放30天后,无泄漏、性能良好,容量为98%;存放30天后的电池再做3次充放电循环,容量又恢复到100%。
这试验说明该电池 即使出现过放电(甚至到0V),并存放一定时间,电池也不泄漏、损坏。这是其他种类锂离子电池不具有的特性。