为什么现代的常规潜艇不使用锂电池呢,是性价比不高 缺乏安全性吗
来源:宝鄂实业
2019-03-15 11:55
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自从电被发明出来之后,生活也就变得有趣起来了。后来又出现了电池,更是让生活变得方便,尤其是现在的一些移动电子产品,都是依靠着电池才能够实现随身携带。
电池这东西,自出现到现在已经更新换代好多了。而在目前,应用在移动电子设备上的一般都是锂电池。相比较市面上的其它种类的电池,同等单位内锂电池可以储存更多的能量,而且比较稳定。就算放着不用,本身放电也不多,重量又轻,寿命又长。集众多优点于一身,所以应用特别的广泛,各行各业都能够看见。但是,在常规潜艇上却是不使用锂电池的。锂电池的优势不是很明显吗,为什么不使用呢?
这其中的原因主要是以下几个方面:一个是成本,虽然说锂电池可以储存更多的能量,但是相同电量的锂电池制造成本是目前装配的铅酸电池的4倍以上,按照潜艇需要装备几十吨的量,那可是一笔大资金呀。还有就是使用寿命了,虽然说锂电池寿命长,但是那是在遵循满放满充的原则下的,军舰自然难以做到,要根据任务调配,这样安装的锂电池的寿命还不如其它的电池。最重要的一点就是安全性了,那就是锂电池容易爆炸。这是因为锂电池在充放电时会放热,不进行引导就容易爆炸。而潜艇是个密闭的空间,如果用海水冷却在战时就容易被敌军发现。所以,在这些因素的共同作用下,潜艇就没采用锂电池,而是铅酸电池。
不过,目前已经在研制新型的适用潜艇的锂电池了,估计在不久之后,也能在潜艇上看见锂电池的身影了。“锂电池”,是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高。锂电被广泛应用于电动车行业,特别是磷酸铁锂材料电池的出现,更推动了锂电池产业的发展和应用。
一、锂电池价格构成
锂电池的价格主要是由电芯、保护板、外壳三大部件构成,同时由于受用电器具功耗及电流的大小,对电芯之间的连接片的材料选型会影响到成本,不同的接插件也有可能对成本影响较大,还有就是不同的PACK工艺也会影响到成本。
二、影响锂电池价格因素
①电芯的选型:
不同材料体系电芯的选型会影响到整个锂电池价格。锂电池包根据正极材料的不同,会有锰酸锂(3.6V)、钴酸锂(3.7V/3.8V)、镍钴锰酸锂(俗称三元,3.6V)、磷酸铁锂(3.2V)、钛酸锂(2.3V/2.4V)等多种材料体系的电芯,其不同材料体系的电芯,其电压平台、安全系数、循环使用次数、能量密度比、工作温度等都不相同。
不同品牌的电芯的价格也会相差很大,总的价格梯度可分为:同材料体系而不同品牌的电芯,价格差异也会非常之大,而且通过市场优胜劣汰出来的各品牌电芯的品质(安全型、一致性、稳定性)基本上是与价格成正比的。
②锂电池PCM的需求和设计
PCM设计可分为:基本保护、通讯、BMS
基本保护:基本保护含过充、过放、过流和短路保护,可以根据产品需求增加过温保护等。
通讯:通讯协议可分为I2C、RS485、RS232、CANBUS、HDQ、SMBUS等,还有简单的电量显示,可以采用加电量计采用LED指示。
BMS:电池管理系统,主要就是为了智能化管理及维护各个电池单元,防止电池出现过充电和过放电,延长电池的使用寿命,监控电池的状态。其主要功能包括:电池物理参数实时监测;电池状态估计;在线诊断与预警;充、放电与预充控制;均衡管理和热管理等。
③锂电池外壳的需求与设计
锂电池外壳设计可分为:PVC热封、塑胶、金属
PVC热封:电池组外部具体采用什么样的外壳封装形式,主要是取决于客人的产品具体需求,对于采用PVC热封的封装形式,一般适用于电芯串并数量不多,整体重量较轻(≤2kg)的情况下,可以采用。但是对于整体重量≥1kg的电池组,需要在电芯之间加固定支架,外围加玻纤板防护后,再采用PVC热封。
塑胶:采用塑胶外壳,主要是不同的电池组定型后,涉及到的外壳有可能需要开模,模具费用是一笔不小的开支,如开发前期,产品未定型,可以采用手板外壳打样,对外壳的材质和工艺要求不同,也会影响成本。
金属:金属外壳也是和塑胶外壳一样,产品未定型前或数量需求不多,建议采用钣金制样,这样主要是制样交期较短,如批量较大,也建议开模。对于金属外壳有防水等级要求的,也会大大影响到成本,还有就是特殊材质金属外壳要求的,成本会更高。
总结:锂电池的成本主要由电芯、PCM、结构件构成,另需要加上企业的PACK费用、老化费用、管理费用等。同时由于产品技术难度,采购用量,不良率的要求不同,锂电池价格也会相差很大!