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丰田使用过的电池包括了镍氢和锂电池吗?

来源:宝鄂实业    2019-05-06 09:43    点击量:
未来还打算使用固态锂电池,想要知道丰田究竟会走什么样的电池之路,我们不妨先了解丰田这数十年间在电池上的布局。
 
固态锂电池是未来电池发展的方向,不仅仅是丰田,大众、宝马、日产、本田等厂商都在研究,另外,苹果这样的消费产品巨头也在积极布局研发固态电池。而丰田全力研发固态锂电池,以及未来投放更多的电动车,为的是不让丰田成为电动车新领域中的落后者。当然,丰田的燃料电池也在不遗余力的推广,这个与纯电动车是两条不同的线路发展,但显然丰田不会把所有鸡蛋都放在一个篮子里。
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(thermal runaway)』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Formula E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 Formula E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、鈦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。

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