我国汽车新型电池研究：续航几千公里充电十分钟并且可用100多年
来源：宝鄂实业
2019-03-11 11:54
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当前新能源汽车发展的瓶颈在于电池。
一辆纯电动汽车，一年至少能节省几千元的油钱，并且无污染。但是电动汽车却很少能被人们接受，一方面人们感觉充电不靠谱还麻烦，另一方面就是电池不耐用造成车辆使用年限大打折扣，归根结底就是电池问题。
随着我国新能源汽车制造业的发展，对新型电池的需求越来越迫切。
我国在新型电池的研究方面走在世界的前端。在2018年年中，浙江大学高超团队曾实验过铝-石墨烯电池，该团队实验非常成功，实验数据达到了非常理想得效果。石墨烯是近年来研究得比较多的材料，该种材料强度远大于钢铁，柔韧性也极好。用它制造的充放电材料，可以实现在几秒钟内充满电，并且电池损耗非常微小。数据显示，25万次充放电后电池容量为91%，也就是说每天充电5次，还能用137年。
石墨烯制造的电池容量很大，在电动汽车应用上可以大大提高汽车的续航里程，若技术成熟，充电十分钟续航几千公里，造价在技术成熟的情况下，不一定比锂电池造价高。锂电池被人们诟病还有个安全问题，锂电池被称为不定时炸弹，在高温长时间放电工作中有爆炸危险，汽车上的锂电池都较大，其爆炸威力不容小觑。而新型石墨烯电池可在零下40度到120度内稳定工作，即是放在明火中也不会爆炸，这极大地提高了汽车电池的安全性。
石墨烯电池在耐久性方面也值得一提，我们知道普通电池一般不能承受较大压力或挤压变形等，若受到外力可能发生爆炸或者影响电池性能。但是石墨烯在承受上万次的弯折测试后，电量无变化，良好的耐久性应用于电动汽车，无非是电动汽车的一大福音。但是从实验到技术成熟应用还需要较长时间，虽然有些国家已经生产出石墨烯电池甚至应用，但是都很难发挥石墨烯电池的真正性能，若石墨烯技术成熟，还需要时日。
对于传统汽车来说核心技术无非就是发动机、变速箱、后驱动桥，这三样基本决定了传统汽车的经济性和动力性，但是对于新能源物流车来说，其核心技术就是电池、电机、电控，这三大件决定着新能源物流车的续航里程和动力性两个核心指标。
电池技术是电动车最基础和最重要的技术之一，是破解电动汽车诸多难题，特别是里程焦虑、成本过高、性能提升的关键要素。目前搭载在新能源物流车上的电池主要是三元锂电池和磷酸铁锂这两大类。从单体能量密度上来说，磷酸铁锂电池通常在90-120Wh/kg之间，而三元锂电池可以达到200Wh/kg左右。从安全性来说，三元锂电池正极材料的分解温度在200℃左右，磷酸铁锂电池正极材料的分解温度在700℃左右。
从环境温度适应性来说，常温情况下，磷酸铁锂电池和三元锂电池差不多，但是在低温情况下，磷酸铁锂电池衰减比三元锂电池表现差很多，这也是为什么冬天搭载磷酸铁锂电池的电动车续航里程缩减比较厉害的原因。从电池寿命上来说，磷酸铁锂电池循环寿命大约2000次以上，三元锂电池循环寿命大约在1000次左右。
三元锂电池对比磷酸铁锂电池主要的优点就是能量密度大，缺点就是安全性低，寿命短。而目前我们的电动物流车市场上一般都为轻卡及以下车型，对电池重量相对没有乘用车那么敏感，所以搭载的以价格略低的磷酸铁锂电池为主，其次为三元锂电池，但随着国家以及运营者对新能源物流车长续航的要求，三元锂电池的装载量正在快速增加。
电机技术虽然在中国已经是一个很成熟的技术了，但是不同厂家搭载的电机依然有所区别。永磁同步电机以其效率高、功率因数高、启动力矩大、功率密度大等优点，力压其他种类电机，目前大约7成的新能源物流车均搭载的是永磁同步电机，大约2成搭载的是交流异步电动机。永磁同步电机因为其效率高，使得电池能量利用更充分，增加了车辆的续航里程，其搭载率正逐渐向100%攀升。
电动汽车电机控制器通过对转矩、转速和转向进行控制，一方面可以提高电动汽车的驱动控制水平，保证电动汽车的高效、稳定运行，增加电动汽车的行驶里程。在新能源汽车领域，电机控制系统IGBT应用于逆变器中，占整个控制器成本的40-50%，是电控核心模块。电控器是用来匹配电动机的，他们存在一个相辅相成的关系。整车生产企业购买动力系统，通常是采购成套式的电机电控，少数将电机电控分开采购，这是由于分开采购不容易达到优良的匹配。
新能源电动物流车其核心技术就是动力电池、电机和电控，目前只有比亚迪能够自身生产这三大件，其他厂商无一例外的都是外购，然后自己做的匹配。
