为什么汽车使用铅酸蓄电池作为启动电源,换用能量密度更高的锂电池不行吗?
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。
继续补充一下吧,有人提到后置电瓶,后置电瓶这个设计,不适合大排量的车,因为启动电机到电瓶之间的距离长了,而启动电机本身功率非常大,随随便便就突破100A的电流了,这时候就要认真考虑每一米导线,每一个接头的电阻了,并且,小排量车也大都是低端车,根本没有在这方面花钱的必要呀
而且,评论区也有人指出了,温度过低对锂电池的影响,的确,温度过低锂电池容量以及放电倍率都大打折扣,而且温度过低时对锂电池强行充电还会造成电池的永久损坏,举个例子,大冬天的把手机放东北的户外半小时,再看能用不。
最后,锂电池不宜长期满电储存,如果你每天开车,电池就一直处于满电状态,很容易大肚子
另外,说个亲身经历,我车后备箱放了一块动力锂电池,忘记拿出来,结果车在露天暴晒了一个月,我想起来把电池拿回家的时候,它已经挂了,几乎没啥容量了,充电很快满,放电也很快用完