鉅大LARGE | 點擊量：1168次 | 2021年08月28日
電動汽車電池的分類解析
電池作為的動力源，一直以來被視為電動汽車發(fā)展的緊要標志性技術(shù)，也是制約電動汽車發(fā)展的緊要瓶頸，其性能好壞筆直關(guān)系到整車續(xù)航里程的長短。
電動汽車電池分類
電池的分類電池從廣義上講緊要可分為化學電池、物理電池和生物電池三大類，其中化學電池和物理電池已經(jīng)使用于量產(chǎn)中，而生物電池則被視為將來電動汽車電池的緊要發(fā)展方向之一。
電動汽車電池分類表
化學電池
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
化學電池是目前電動汽車范疇使用最為廣泛的電池種類，如鎳氫電池、、鋰聚合物電池、燃料動力鋰電池等都屬于這一領(lǐng)域。從結(jié)構(gòu)角度上講，其可進一步分成蓄電池及燃料動力鋰電池兩大類別，我們目前所見的絕大多數(shù)電動汽車都采用蓄電池技術(shù)進行驅(qū)動，如豐田普銳斯、MODELS(參配、圖片、詢價)等。當然，這里所講的蓄電池并不是我們?nèi)粘Ｋv的汽車電瓶，而是對可重復充電電池的統(tǒng)稱，其中車載電瓶通常使用的鉛酸電池僅僅是細分門類的一種。
1、
鋰離子電池是目前電動汽車上最常用的電池種類之一，雖然其從1970年誕生至今時間并不算長，但憑借能量密度高、循環(huán)使用壽命長等特點迅速占據(jù)了電動汽車電池市場的絕大部分江山。如今，在售電動汽車配備的鋰離子電池緊要有磷酸鐵鋰離子電池及兩種，且這兩種電池在自身特點上存在顯著差異，因此我們有必要對其進行一番細致的講解與比較。
2、磷酸鐵鋰離子電池為甚么安全?
有關(guān)電動汽車用電池，大多數(shù)人可能都鮮有認知，因此，我們不妨舉個例子來幫助大家理解。最近，由比亞迪同戴姆勒共同出資成立的全新電動汽車品牌騰勢(參配、圖片、詢價)即將上市銷售，而其所搭載的正是磷酸鐵鋰離子電池。相比于早期的，磷酸鐵鋰離子電池在能量密度上并未有太大差別，約為100-110Wh/kg，但其熱穩(wěn)定性是目前車用鋰離子電池中最好的，當電池溫度處于500-600℃高溫時，其內(nèi)部化學成分才開始分析，而同屬鋰離子電池的在180-250℃時就內(nèi)部化學成分就已處于不穩(wěn)定狀態(tài)。換而言之，磷酸鐵鋰離子電池的安全性在鋰離子電池中首屈一指，也正因如此，其也成為目前電動汽車電池的緊要門類之一。
3、特斯拉為甚么選擇三元鋰離子電池?
與磷酸鐵鋰離子電池相比，特斯拉MODELS使用的三元鋰離子電池在重量能量密度上要高出許多，約為200Wh/kg,這也就意味著同樣重量的三元鋰離子電池比磷酸鐵鋰離子電池的續(xù)航里程更長。不過其缺點也顯而易見，當自身溫度為250-350℃時，內(nèi)部化學成分就開始分析，因此對電池管理系統(tǒng)提出了極高的要求，要為每節(jié)電池分別加裝保險裝置，除此之外，由于單體體積很小，所以單車要的電池單體數(shù)量非常龐大，以MODELS為例，7000余節(jié)18650三元鋰離子電池才能滿足一輛車的裝配用量，這無疑又為電池管理系統(tǒng)進一步加大了控制難度。因此，目前市場在售車型中，惟有特斯拉一家使用的是三元鋰離子電池。
4、鎳氫電池更重視充放電控制
鎳氫電池是目前除鋰離子電池外另一主流電動汽車動力鋰離子電池種類，于上世紀90年代后逐漸發(fā)展開來，如以豐田普銳斯為代表的很多混合動力汽車均采用此類電池作為儲能元件。其能量密度與一般的鋰離子電池差距并不大，約為70-100Wh/kg，但由于電池單體電壓僅為1.2V，是鋰離子電池的1/3，因此在需求電壓一定的情況下，其電池包的體積要比鋰離子電池大上一些。
與鋰離子電池相同，鎳氫電池也要電池管理系統(tǒng)，不過其更重視電池的充放電管理。之所以存在這樣的差別，緊要是源于鎳氫電池具有記憶效應，即電池在循環(huán)充放電過程中容量會出現(xiàn)衰減，而過度充電或放電，都可能加劇電池的容量損耗(鋰離子電池此項特性幾乎可忽略不計)。因此有關(guān)廠商來說，鎳氫電池控制系統(tǒng)在設(shè)定上都會主動戒備過度充放電，如將電池的充放電區(qū)間人為控制在總?cè)萘康囊欢ò俜直确秶鷥?nèi)，以降低容量衰減速度。
5、燃料動力鋰電池是將來汽車最理想能源
燃料動力鋰電池其實不是電池，準確地說是一個大的發(fā)電系統(tǒng)。其因能量轉(zhuǎn)換效率高、無污染、壽命長、運行平穩(wěn)等特點被業(yè)界公認為將來汽車的最佳能源。簡單來說，燃料動力鋰電池是通過化學反應將化學能轉(zhuǎn)換為電能的一種裝置，而能量的來源緊要是依賴不斷供給燃料及氧化劑出現(xiàn)的。
理論上講，燃料動力鋰電池能采用的燃料種類很多，甚至是傳統(tǒng)內(nèi)燃機所用燃料均可，不過真正能起電化學反應的，僅僅是其中的氫和氧化劑中的氧，因此，氫燃料動力鋰電池是目前燃料動力鋰電池的研究核心。
就當今市場而言，燃料動力鋰電池汽車離我們并不遙遠。據(jù)此前報道，世界首款量產(chǎn)燃料動力鋰電池汽車豐田FCV將于明年三月在日本正式銷售。該車配備了兩個70Mpa的高壓燃料堆，輸出功率為122ps(90kW)，續(xù)航里程可達700km(日本JC08工況下)。除此之外，其添加燃料僅需3分鐘，相比傳統(tǒng)電動汽車的充電時間要快上很多。目前在日本與之相關(guān)的各種政策也緊羅密布地相繼制定出臺，不過國內(nèi)何時能夠買到還不得而知，只能再耐心等待一段時日。
物理電池
物理電池顧名思義，就是依賴物理變化來供應、儲存電能的電池統(tǒng)稱，如超級電容、飛輪電池等都屬于物理電池的家族成員。
超級電容功率密度高但電池容量小
超級電容是一種介于傳統(tǒng)電容與電池之間的電源元件，其緊要依賴雙電層和氧化還原假電容電荷儲存電能，期間不發(fā)生化學反應，因此被歸為物理電池的領(lǐng)域。與之前所解析的化學電池相比，超級電容三大分明優(yōu)點，首先，其反復充放電達數(shù)十萬次(傳統(tǒng)化學電池惟有幾百至幾千次)，壽命上要比化學電池高出很多;其次，超級電容在充放電時的功率密度極高，瞬間可放出大量電能，可滿足車輛更加寬泛的電力需求;第三，工作環(huán)境適應能力更佳，通常室外溫度在-40℃-65℃時，其都能穩(wěn)定正常工作(傳統(tǒng)電池一般為-20℃～60℃)。
當然，有優(yōu)點就會有不足，能量密度低就是制約超級電容發(fā)展的首要瓶頸，所以，目前其緊要使用于車輛啟動系統(tǒng)、及少量公交車輛，至于是不是可作為家用車動力電源使用，還需等能量密度難題有所沖破后方可知曉。
飛輪電池目前僅作為輔助電池使用
飛輪電池是上世紀90年代提出的一種新概念電池，也屬于物理電池的一種。簡單來說就是利用類似飛輪轉(zhuǎn)動時出現(xiàn)能量的原理來實現(xiàn)自身充放電的。在2010年十月美國勒芒系列賽最后一輪中，保時捷911GT3混合動力賽車就首次正式使用飛輪電池技術(shù)，而其便是鼎鼎大名的保時捷918Spyder的前身。不過這兩款車型的飛輪電池均僅作輔助能源使用，其功能類似于我們常見的制動能量回收系統(tǒng)。即便如此，我們?nèi)耘f有理由相信，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展及價格進一步降低，飛輪電池的使用前景將十分廣闊。
