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锂离子电池时代,电流的输入量能有多大?

来源:宝鄂实业    2019-03-22 13:08    点击量:

电流的输入输出量达到4倍

  同样,在发动机和马达之间配置离合器的并联混合动力系统还有德国大众(Volkswagen)的“途锐”和保时捷(Porsche)“Cayenne”的HEV,两款车除了离合器外,还保留了原来配备于变速箱上的变矩器,这是其与风雅混合动力车的不同之处。

  踩下离合器时的冲击无法用变矩器吸收,风雅混合动力车是通过瞬间提高和降低马达扭矩,来抑制剧烈的扭矩变动的。由于需要瞬间提高马达扭矩的控制,因此电池也要求具备相应的输出特性。

  另一个对输出特性要求高的理由,是为了兼顾燃效和输出功率。日产为实现踩踏油门瞬间的强力加速感,在混合动力系统中组合使用了排量3.5L的V型6缸发动机。

  “为了在这种系统构造下也能提高燃效,提高了马达行驶的频率,所以电池的电流输入输出量较大”。根据日产的评估,与配备丰田公司混合动力系统的“Altima Hybrid”相比,风雅混合动力车需要约4倍的电流输入输出量(图5)。

 风雅混合动力车(红线)的累计输入输出量约为Altima Hybrid(蓝线)的4倍。

  风雅混合动力车的电池容量为1.4kWh,与普锐斯的Ni-MH充电电池(1.31kWh)相当。如果采用输出密度高的锂电池,即使减小容量也可获得同等以上的输出功率,因此可以减小容量。反过来说,由此可以得知风雅混合动力车有多重视输出功率,并为此配备了大型锂电池。

从上部获得的空气由上而下流过电池组进行冷却。DC-DC转换器上设置了专用冷却路径。

  日产层压型单元的正极材料使用了LiMnO2也是其特点之一。Mn类正极材料与Co和Ni相比资源储量多,在成本方面有优势。另外,LiMnO2的热稳定性较高,对过充电的耐性较强,因此还具备安全性出色的优点。不过,正如上文提到的一样,在能源密度方面存在短处。因此,日产还添加了Ni,不过没有公布添加量。

  日产在不同于输出功率重视型混合动力车电池的容量重视型(EV)的电池上,也采用了Mn类正极材料。日产的EV“LEAF”(中国名:聆风)使用的电池与风雅混合动力车的电池相比,通过在极板上厚厚地涂布正负极活性物质,提高了能量密度,其密度是HEV电池的约2倍。

  电池的构造看上去是简单的层压型单元,其实为达到量产水平花费很多工夫。以封装技术为例,在将端子露出外部的部分,当用薄膜从两侧夹住时,端子旁边的部分只略微打开一个三角形缝隙。为此开发了用树脂封装的技术。另外在电气串联各单元的构造中,需要接合Al和Cu两种不同的金属,为此又开发出了以超声波接合的技术。

  区分使用Ni-MH

  丰田的普锐斯α尤其重视电池的小型化,因此采用了普锐斯α备有5座款和7座款,5座款与普通的普锐斯一样,在后座后方的后备箱地板下面配备了Ni-MH充电电池。不过,在这个位置配置电池,就无法设置7座车的第三排座椅。因此,7座款将电池组设置在了驾驶席和副驾席之间的中控台内(图7)。要想在这个位置设置所需容量的电池,Ni-MH充电电池是无法实现的。