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电池知识

铅酸电池在启动电源领域占据统治地位而不被锂离子电池取代的原因是什么?

来源:宝鄂实业    2019-05-13 22:18    点击量:

不同意很多人说的铅酸放电性能好的观点。

目前的动力锂电,随随便便一个3-5AH的电池就可以轻松启动发动机。你想想这个电芯容量只不过和你的手机电池相当。而汽车启动用的铅酸蓄电池,基本上都30-50AH左右。普通的铅酸在这个容量下基本上是启动不了发动机的。动力锂电可以做到70C的放电倍率。

      同样的在低温下,目前(2017年)动力锂电的放电性能也比铅酸强很多。其实这些在7,8年前已经比铅酸强了。

锂电不适合作为发动机启动电源的主要原因,还是高温耐受能力不够,大大缩短了电池寿命。

发动机工作时,我们控制水温基本上在90度以上,很多厂家为了节省燃油,会控制在97°C左右。所以机仓内部的温度很高,我们一般都按照105°C作为机仓内零部件的高温工作上限。若是直接安装在发动机基体上的零部件,温度要求更高。

也就是说铅酸虽然有不少缺点,但是胜在体质强。高低温大范围的交变,耐受能力好。还有其他的优点比如成本低,同样容量只是锂电的1/3-1/5。充放电不需要保护板。安全性高。等等,都是采用铅酸的理由。

目前锂电能够勉强用在启动电池方面的,是钛酸锂。东芝也做过一款支持stop-start的启动电池,一款只有3AH左右的钛酸锂电池。stop-start技术需要频繁启动,而东芝只用3AH的钛酸锂电池,可见其放电性能。不过它安装在机仓里面选择了一个较凉快的位置。另外钛酸锂的安全性也很好,所以才能用在这里替代铅酸。

当然,如果我们换个思路,不把锂电放在发动机机仓内部,而是放在尾箱,就会好多了,那么主要需要考虑的是安全性,成本(比如大电流的电缆需要加长,同样容量锂电比铅酸要贵3-5倍,钛酸锂更贵,可能要到10倍的价格)。所以改变策略,还是可以用的。但是目的是什么呢?需要知道汽车厂家首先考虑的是成本,在安全性满足要求的前提下,最低的成本才是决定性的因素。不要说锂电,如果20AH的铅酸能够满足要求,他们都不会用30AH的。

汽车用启动电瓶需要满足两个条件:1,大电流放电;2,大电流恒压充电。汽车的发电机是恒压充电,在短途频繁启动后铅酸电池能够承受大电流的充电,电量恢复快。锂电池通常需要配保护板,保护板限制了充放电电流,设计不合理容易炸管,但是这个容易解决。

汽车电瓶通常布置在机舱里,外壳温度大约是70度。如果再加一层隔热,温度也不是问题。

锂电池内阻很低,现在有的锂电池只要三个或者4个串联,几安时的电池就能启动车子,放电电流很大。

铅酸电池在机舱的高温环境失水很快,重量大寿命短。

铅酸电池非常成熟,成本低,同容量的锂电池价格要3倍以上,价格是最主要的因素。

1.铅酸蓄电池成组容易,只要容量、电压匹配好就可以,无需昂贵、精密的BMS控制技术,也无须辅助的冷却、加热装置。这不仅降低了技术门槛而且还大幅降低成本。
2.铅酸的生产技术门槛低、投资少。就不说铅酸电池至今有150+年的历史了,单就国内生产来说不下30年吧,技术积累相当成熟,买一套机器,雇几个普通工人就可以生产了(抛开环保不谈)。而锂电呢,动辄就是PPM级别防尘要求、百分之十几的相对湿度控制,还有精确到um的精度,这一切不砸钱不投技术怎么解决?当然,有钱有技术也不一定能够做好!
关于锂电的安全(GB/T31485)就不说了