你了解新能源车的电池寿命吗?换一个又需要多少钱?
来源:宝鄂实业
2019-04-02 09:48
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新能源汽车近几年十分火爆,许多车企纷纷进入新能源领域,有新兴的企业,也有之前一直做燃油车然后转型的车企,还有一些老牌豪华车企。很多小伙伴都想买新能源车,有赶潮流的想法,也是注重环保的表现。如果要买新能源车,我们就不得不考虑电池的问题,目前来说市面上新能源车的电池都还比较靠谱,寿命一般是十几年,换电池的价格就比较高,需要十几万,不过小编相信当真的需要换电池的时候,技术的进步就会使得换电池的成本大大降低,肯定不需要那么多钱。接下来小编跟大家一起聊聊新能源车电池寿命的话题。
现在新能源汽车用的基本都是锂电池,由于正极材料不一样,锂电池也分为两种,第一种是磷酸锂铁电池,另一种则是包含有锰、钴、镍三种元素的三元聚合物锂电池,简称三元锂电池。我们现在常用的锂电池寿命其实并不长,锂电池虽然说可以反复充电,但用的时间长了,电池里的活性物质会有很大的损耗,电池的寿命随之慢慢减少,最终报废。打个比方,锂电池是一家鞋厂,活性物质就是工人,厂里的工人逐渐地都走光了,工厂的产量肯定会下降,最终结果就是停产。动力电池和普通家用电池又很不一样,对于动力电池来说,电量不足原本容量的80%,就算寿终正寝了,而不是电量全部耗光才是。
磷酸锂铁电池的寿命相对来说比较长,因为它可以循环充电放电2000次,所谓循环充电一次是指从电量为零直到充满电,充到一半的话算是消耗半次寿命。而三元锂电池一般可以循环充放1000次,寿命不如磷酸锂铁电池,但它的能量密度更高,能量密度就是电池平均单位体积或质量释放的能量,是衡量电池性能的一个重要指标。用作动力电池的话,磷酸锂铁电池和三元锂电池的实际续航里程相差不多,其实这就相当于两款燃油车,一款油箱容量50升,一共能加100次油,另一款油箱容量100升,能加50次油,事实上两款车可以跑的里程数是一样的。
除了上面说到的循环寿命,电池还有一个日历寿命。日历寿命很简单,就跟人的寿命一样,数着日历一天天过去。所以电池就算放着不用寿命也是在减少的,时间到了也就要进坟墓了。车主们不要买了车不开,这样你的电池寿命就白白消耗掉了,很吃亏。一般来说,电池的日历寿命大概是十几年,政府也出台了政策,规定厂家的电池等核心部件,要有8年以上的质保。电池寿命虽然说不算短,但我们平常驾驶的时候也要注意,一些不好的驾驶习惯会缩短电池寿命。
经常大脚踩电门。电门就是油门,只不过对于新能源汽来说小编更习惯说电门。大脚踩电门会让动力电池大流量放电,放电电流大可能会损害电池,得不偿失啊。同时,我们还要注意充电时的温度,这个温度的过高或过低都会对电池产生不小的负面影响,减少电池的寿命。
目前电动车的封装形式无非就是三种,圆柱,方形和软包电池三,那么每种不同封装形式电池的优势劣势又有哪些呢?
其实提到圆柱电池首先想到车型就是特斯拉。当然圆柱电池的应用很广,型号也很丰富,只不过有着特斯拉的大名为前提,我们最熟悉的也就是它的18650和27100两种型号。拿18650举例来说,18代表的是电池的直径,65代表的是电池的高度,0则代表它是圆柱电池,那么27100自然也同理。
18650电池的历史最早可以追溯到1992年,那个时候的18650大部分被应用在数码产品上。所以最主要的优势就是技术成熟,所以18650拥有着更高的良品率,且PACK的成本也能得到有效控制。而且当时18650的能量密度就已经达到了现在宁德时代NCM811的水平,所以对于刚刚起步期的特斯拉来说,18650无疑就成为了最佳的选择。
相较于方形硬壳电池,圆柱电池的空间利用率明显更差,不过好在可以利用圆柱体中间的空隙流通冷却液,也算是“废物利用”的一种。
当然18650的劣势也不能忽视,一个是18650电池采用了金属外壳加上单体电池容量较小,为了满足容量需求只能通过数量的大幅度增加来弥补,那么更大的数量对于BMS电池管理系统要求更高。拿特斯拉上7000节18650来说,目前也只有特斯拉的BMS电池管理系统才能满足如此数量的运算要求。这也是国内没有厂家用18650的原因之一。
不过,目前18650碍于已经发展到极限,随之便诞生了最新的21700,未来特斯拉Model 3便会采用21700电池。相较于18650来说,21700个体体积更大,电池能量密度提升近20%。同时随着技术的发展,21700的成本也明显低于18650。
当然21700也并不完美,真正了解电池的朋友们肯定知道这样一组数据,电池容量每上升10%,电池的循环寿命就会降低20%,充放电倍率就会下降30%-40%,电芯温度会上升20%,所以这意味着需要运算能力更强的BMS电池管理系统来对电池进行有效的控制。就目前国内BMS技术水准来说,想要用上21700电池着实还是需要一段路要走。
可以说方形硬壳电池是目前国际领域应用面最广的电池PACK形式,国内目前主流的蔚来,吉利等一系列新能源车企均采用方形硬壳电池,而国际传统大厂如奥迪,宝马等也均采用方形硬壳电池解决方案。方形硬壳电池应用面广的最主要原因之一就是其供应商也更多且技术难度相对较低,国内绝大多数电池供应商均选择研发方形硬壳电池。比如大名鼎鼎的宁德时代就是主要提供方形硬壳电池的供应商。
方形电池优势除了刚刚说的供应商丰富之外,它的可定制化程度也更高,同时方形的空间利用率相对圆柱电池也更高,但问题在于外层的硬质保护壳会明显增加电池包的整体重量,所以国内类似理想制造ONE都开始以铝材作为外层保护壳,有效的保证轻量化从而提升电池能量密度。
与此同时,方形电池的单体容量和体积都更大,单体数量自然随之降低,那么对于BMS电池管理系统的要求也就更低。目前方形硬壳电机最有代表性就是由宁德时代推出的NCM811,电池密度达到了170kW/kg。
主要劣势就在于可定制自由度高,导致制造工艺不统一,每块电池的差异就会凸显出来。相对于圆柱电池,方形硬壳电池对于冷却系统布置的要求也更高。不过随着国家对于电池标准政策的推出,未来方形电池的差异也会随之减小。
软包电池虽然在汽车市场上应用的并不多,但我们对它并不陌生。我们的手机基本上采用的都是软包电池。
软包电池的外壳采用的是铝塑膜材质,跟采用铝壳的方形和圆柱电池相比来说重量更轻。在同等容量下,软包电池的重量要轻20%,而在同等重量下,软包电池的容量要比铝壳电池高50%。所以软包电池的理论能量密度要更高于方形电池和圆柱电池。
同时,软包电池最大的优势在于可以进行模块化定制,对于电池放置空间的要求并不高,目前许多PHEV车型都采用的是软包电池。
不过由于铝塑膜材质无法对电池本体起到保护作用,所以需要更坚硬的“外壳”来保护,所以在视觉上软包电池还是有硬壳包裹。不过定制的软包电池在形状上有着更多的想象空间,变化更多,不止局限于矩形。可以组成小型电池组放置在后备厢下方,也可以做成T字形布局。目前可查的也就只有日产轩逸纯电和别克的Velite 5了。
由于内部为叠片式的软包电池,一片片软包电池竖直叠放在一起,所以电池热管理系统的布置就需要在每两片电池中间需要加上一层冷却片,冷却液通过注水口注入,填充冷却片上的管路,循环流动并带走热量,再一次提高了成本。
更主要的原因是软包电池的工艺不是很成熟,主要技术都掌握在日韩电池供应商手里。再加上可定制化丰富,所以生产标准和工艺并不统一。更主要的原因国内对于生产铝塑膜外壳的技术较差,目前主要依赖进口,所以成本更高。种种因素导致了软包电池在市场中的应用广泛度较低。