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能源汽车量产电池是关键?小小电池让无数厂家头疼

来源:宝鄂实业    2019-03-31 13:56    点击量:

 比亚迪电池单体及电池包

  但是,相对于三元锂电池,磷酸锂铁电池的能量密度并没有优势,大约在100~110瓦时/千克,这导致在重量相同的条件下,其续航里程较短,想要取得更高的续航里程,就难免需要增加电池重量,提高成本。

  综合性能来看,并非所有企业都有特斯拉的软件能力、电池管理能力,所以磷酸锂铁电池还是被更多看好、更为务实的电池种类。这或许也是通用准备采用磷酸锂铁电池的原因之一。

  因为电池所具备的特点,特斯拉在其电池排布、热管理系统、电池管理系统上进行了非常深入的设计,以保证每个电池单元都在监管之下,其状态数据能够被随时反馈、处理。对于单个体积很小的电池单元,特斯拉将其独立封闭在钢制隔间里,同时液冷系统可以具体到为每一个电池单元进行冷却,降低彼此的温差,也相对降低了电池自燃的风险。

  而特斯拉曝出事故,原因大体来自于电池包穿刺之后造成的动力线局部短路。目前特斯拉还不能解决电池包被冲击力极端破坏下产生燃烧爆炸的情况,只是高强度的保护为车主逃生争取到了更多时间。

  事实上,这几乎是电动车潜在的共通隐患,对于电池管理系统的功用提出了非常高的要求。除了日常对于电池温度、工作状态的监管,还需要在温度迅速改变、或发生极端碰撞时立刻切断高压线路。而热管理系统、电池管理系统的升级也会缩短电池充电时间,带来更高的充电效率。

  除此之外,低温环境下如何保障电池充电及使用效率,是从事电动车研发、生产的企业需要解决的问题。

  另外需要一提的是,特斯拉一直推广的是纯电动车产品,而其走高端路线、由高到低的产品思路,也从侧面反映了市场对于电动车的包容性还远远不够。

  比亚迪未来打算推广的“双擎双模”汽车,实际上也是为了在电动市场真正打开之前,能够推广插电式混动汽车作为过渡产品。相对于传统汽油车,混动汽车更加省油,并且减小了电池用量,考虑到新能源车的政策补贴,购车成本也得到了下探,这是符合比亚迪平民化路线的产品思路。

 同步与异步,电机之选

  电流在离开电池、到达电机的过程里,需要通过逆变器,将直流电“改造”成符合电机驱动的交流电,而后输入电机,由驱动电路带动电机旋转输出扭矩。在电机选取的思路上,特斯拉保守起见,采用了目前技术更成熟、应用领域广泛的异步电动机,而定位平民化的比亚迪却带着一点难以理解的固执,选择了相对比较“难啃”的永磁同步电动机。

  两者在工作原理上并不存在本质区别,都是依靠定子与转子间的电磁感应产生并输出转矩。异步电机通过定子绕组建立转子磁场,而永磁同步电机顾名思义,在转子部分采用了永磁材料。选择合适的电机,也将对电池电量下降产生一定的弥补作用,这会节约一部分电池成本。

  异步电动机的储备技术相对成熟,运行可靠、持久,无论是工厂大功率电机还是家里的冰箱、洗衣机,几乎都能见其踪影。这对于造价高昂的电动车而言,是非常理智、朴实的选择。但与此同时,相较于其他电器用品,电动车对于电力驱动部分更为细致的追求也突出了异步电机的不足,除了需要消耗更大电量,其转子也容易发热,提速性能较为普通。

  为了改善异步电动机带来的劣势,特斯拉首先在电调部分做起了文章,采用IGBT来满足高效变电控制,并重组了电动机与变速箱之间的电气连接,以此提高电动机在低转速下的输出扭矩。

  比亚迪所采用的永磁同步电机,在效率以及功率密度方面得到了不小提升,提速性能比异步电动机更快,且结构简单,维护起来相对容易。但其在技术储备、应用领域尚未至成熟,况且永磁体所包含的稀土材料造价较高一直是永磁同步电动机的顽疾。比亚迪做出这样的选择,一方面节省了驱动装置对于动力需求所要做出的调整,另一方面却也给成本控制带来了难度。而如何将磁体以更低的稀土材料发挥原有效能,或许还需要比亚迪继续思考。

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