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新能源汽车的“血液”——动力电池知识全面讲解
我们都知道,传统的燃油车由四大部分组成,分别是发动机、底盘、车身与电器。
那么大家知不知道电动汽车由哪几大部分组成呢?
电动汽车的组成细致的分可分成车载动力电池、电池管理系统、电源辅助设施、电动机、控制器、底盘、车身与电器几大部分。也可分为电动机驱动系统、底盘、车身与电器四大系统。
今天我们就首先和大家聊一聊电动汽车里面动力电池的相关知识内容。
01、定义
动力电池,就是为电动汽车提供动力来源的电源(电池)。
02、结构组成
一个汽车的动力由多个电池单体组成。将其进行串联、并联,加上一些诸如控制单元、采集系统、冷却系统等就构成了一个完整的动力电池。
1、电池单体:组成动力电池的最小单元;
2、电池模组:由数个电池单体并联焊接在一起构成;
3、电池单元:由数个电池单体或电池组串联在一起构成;
4、CSC采集系统:每一个电池单内部都有一个CSC信息采集系统,用来监测每个电池单体或电池组的电压、温度等信息;
5、控制单元:电池控制单元(BMU)安装在动力电池内部,用来将电池的电压、电流、温度等信息上报给整车控制器(VCU)并根据VCU的指令完成对动力电池的控制;
6、电池高压分配单元:安装在动力电池总成的正负极输出端,由高压正极继电器、高压负极继电器、预充继电器、电流传感器和预充电阻等组成;
7、冷却系统:对动力电池进行散热,使其处于最佳工作状态。
03、动力电池的分类
目前市面上比较常见的动力电池主要有铅酸电池、镍氢电池、燃料电池、锂电池四种类型。
1、磷酸铁锂电池:
优点:安全性能高、使用寿命长、高温性能好、大容量、无记忆效应、重量轻、环保等。
缺点:能量密度低,电池制作成本高,成品率低,一致性差。
2、三元锂电池:
优点:能量高、使用寿命长、额定电压高、具备高功率承受力、自放电率低、重量轻、高温适应性强、绿色环保。
缺点:安全性差、不能大电流放电、价格昂贵、生产要求高、成本高、高低温使用危险大。
3、镍氢电池
优点:放电电流大、能量密度高(续航能力强)、发热量小。
缺点:具有记忆效应,在充放电过程中容易衰减。(过充过放电衰减的更厉害)
4、电容电池
优点:充放电次数多、使用寿命长、环境适应力强。
缺点:能量密度低、续航里程短。
5、燃料电池
优点:能量转化效率高、安装点灵活多样、负荷响应快、过载能力强;
缺点:造价高、氢气储存不便。
对燃料电池做详细划分又有很多种类型,这里就不一一介绍了。下面我们对常见的几种锂电池进行一个简单比较,大家可以看一下:
04、电池的封装
电池封装的样式主要有圆柱形电池、钢壳/铝壳电池与软包装聚合物电池。
05、动力电池的连接
另外,动力电池的连接方式,也主要有焊接、螺接与机械压接三种。
焊接:常见的有激光焊接、超声波焊接与电阻焊。该连接方式电阻小、电能消耗低、电能利用率更高
螺接:用螺丝将相邻的电池进行串并联。该连接方式多用于大型电池上,导电能力更强
机械压接:依靠狭缝式的弹性导电结构,将电池极耳(两极)直接夹持在模具组上。该连接方式后期维护、二次回收利用率高。
06、动力电池的使用禁止事项
1、禁止将动力电池总成浸入水中或用水冲洗;
2、禁止将动力电池总成投入火中、放置在高温环境中或长时间暴晒;
3、禁止将动力电池放置在静电很高或辐射很强的环境中;
4、动力电池正负极严禁反接;
5、禁止对动力电池进行进充电;(现在的充电桩充满后都会自己断电)
6、禁止对动力电池进行敲打、重压、碰撞等;
7、禁止将废弃电池进行私自拆解或随意扔放。
07、动力电池的使用与维护
1、行车前查看仪表盘确认电池系统状态是否正常、有无故障码/图标;
2、行车前检查电池电量(SOC值),大于50%较好,若低于30%,应尽快充电
3、使用的过程中,每周至少进行满充一次;
4、每月至少进行一次满充满放,DM车型可放电至5%,EV车型可放电至15%~20%;
5、长期存放不使用车辆时,应先充电至100%;
6、存放时间超过三个月,必须对电池进行再次充电;
新能源车的动力电池科技含量高吗
太平洋汽车网动力电池的直接作用是为电动汽车提供动力来源的电源,很多电动汽车的动力电池采用三元锂电池,这种电池以钴酸锂锰酸锂或镍酸锂等化合物为正极,以可嵌入锂离子的碳材料为负极使用有机电解质。
新能源汽车三元锂电池主要作用和优缺点三元锂电池在容量与安全性方面比较均衡,是一款综合性能优异的电池。三种金属元素的主要作用和优缺点如下:Co3+:减少阳离子混合占位,稳定材料的层状结构,降低阻抗值,提高电导率,提高循环和倍率性能。
Ni2+:可提高材料的容量(提高材料的体积能量密度),而由于Li和Ni相似的半径,过多的Ni也会因为与Li发生位错现象导致锂镍混排,锂层中镍离子浓度越大,锂在层状结构中的脱嵌越难,导致电化学性能变差。
Mn4+:不仅可以降低材料成本,而且还可以提高材料的安全性和稳定性。但过高的Mn含量会容易出现尖晶石相而破坏层状结构,使容量降低,循环衰减。
能量密度高是三元锂电池的最大优势,而电压平台是电池能量密度的重要指标,决定着电池的基本效能和成本,电压平台越高,比容量越大,所以同样体积、重量,甚至同样安时的电池,电压平台比较高的三元材料锂电池续航时间更长。单体三元锂电池放电电压平台高达3.7V,磷酸铁锂为3.2V,而钛酸锂仅为2.3V,因此从能量密度角度来说,三元锂电池比磷酸铁锂,锰酸锂或者钛酸锂具有绝对优势。
安全性较差和循环寿命较短是三元锂电池的主要短板,尤其是安全性能,是一直限制其大规模配组,和大规模集成应用的一个主要因素。大量实测表明,容量较大的三元电池很难通过针刺和过充等安全性测试,这也是大容量电池中一般都要多引入锰元素,甚至混合锰酸锂一起使用的原因。500次的循环寿命在锂电池中属于中等偏下,因此三元锂电池目前最主要的应用领域是3C数码等消费类电子产品。
(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)
新能源汽车动力电池的类型有哪些?分别有什么特点?
新能源汽车的动力电池是一项高科技产品,需要涉及电化学、材料科学、储能技术、热管理等多个领域。因此,动力电池的技术含量较高,并且需要长期投入研发和创新。
在国内,宁德时代、比亚迪、亿纬锂能等企业是新能源汽车动力电池领域的头部企业,它们在技术研发、产业链布局和市场份额等方面具有较强的竞争力。这些企业在电池技术方面进行了大量的研发和创新,推出了多款高性能、高安全性、高稳定性的动力电池产品。宁德时代在2020年成为了全球最大的动力电池制造商。
与国外大厂相比,国内动力电池企业在技术创新和产品性价比方面还有一定差距,但是随着国内市场的不断发展和政策支持,国内动力电池企业在技术研发和市场竞争方面也在不断提升。
新能源汽车动力电池的类型如下:
一、锂离子电池
这种电池的物理和化学特性主要是高能量密度和高电压,广泛应用于各个行业并逐渐增加产量。电池分为聚合物电解质和液体电解质。与其他电池相比,这种电池能量更高、重量更轻、污染更少,使用寿命更长,锂离子电池有很大的发展空间。理想情况下,这种电池是环保的。因此,锂离子电池在新能源汽车制造领域发挥着非常重要的作用。
二、铅酸电池
铅酸电池是一种较老的电池技术。人们一直认为铅酸电池技术相对落后,性能低下,对环境污染影响大,能耗低。由于铅酸电池寿命短,更换频繁,普遍认为铅酸电池是其他电池无法比拟的,应随着电池技术的快速发展逐步淘汰。然而,事实上,他们在电池市场的份额比人们想象的要大得多。铅酸电池也有一些优点。例如,铅酸电池可以回收,其原材料更便宜。因此,铅酸电池在市场上仍然非常受欢迎,仍然被广泛使用,并占据相对较高的市场份额。
三、镍氢电池
镍氢电池是动力电池中的碱性电池,使用寿命长,放电性能高。与其他电池相比,镍氢电池的记忆效应相对较小,但体积较大,能量相对较高。大多数用于电动工具。目前,随着前述锂离子电池的快速发展,金属氢化物镍电池已经严重落后,厂商如果不继续使用金属氢化物镍电池,已经逐渐失去市场。这种类型的电池正逐渐被市场淘汰。
四、燃料电池
燃料电池的定义与传统电池略有不同。电池本身使用储存的燃料发电,而不是充电和放电。这是一个比较完整的发电系统。目前,使用乙醇、氢气和甲醇等燃料。燃料电池和前述的锂离子电池的相似之处在于,它是一种零污染电池,具有低污染和小排量的某些优点。优质能源也得到了其他国家的关注和支持。目前我国动力电池研发相对落后,电池技术不够先进。此外,电池技术难度大,成本高,研究人员对燃料电池研发热情不高,因此,与其他国家相比,中国燃料电池仍处于发展阶段,但近年来有改善的趋势。国家也在关注。我们相信可以逐步缩短与其他国家的差距,提高新能源汽车动力电池的稳定性。
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