电动汽车电池技术_电动汽车电池技术哪家强
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电动汽车电池技术_电动汽车电池技术哪家强
非常感谢大家对电动汽车电池技术问题集合的贡献。我会努力给出简明扼要的回答,并根据需要提供一些具体实例来支持我的观点,希望这能给大家带来一些新的思路。
文章目录列表:
1.彻底终结电动车安全痛点?一文看懂比亚迪刀片电池
2.如何评价电动汽车新电池技术
3.新能源汽车的电池包技术
4.电动汽车动力电池篇知识解析
5.新能源电动汽车,电池技术
彻底终结电动车安全痛点?一文看懂比亚迪刀片电池
撰文|谢天爽
新能源汽车的发展道路上,安全性尤其是动力电池的安全性,一直以来都是很大的挑战。在去年年中,发生了大大小小数十起电动车自燃事件,其中大部分原因都来自动力电池。所以_一味追求高能量密度的现状,回归安全性是动力电池可健康持续发展的根本。
在国内市场,掌握动力电池技术并具有持续开发能力的整车企业凤毛麟角,作为靠电池起家的比亚迪肯定能算一员。
3月29日,比亚迪正式发布了刀片型磷酸铁锂电池也就是所谓的“刀片电池”,相比于其他动力电池安全性更高,并且兼具长寿命和长续航。比亚迪集团董事长王传福在发布会上还放下豪语:“‘刀片电池’将把‘自燃’这个词从新能源汽车的字典里彻底抹掉。”
看懂刀片电池,先来了解CTP
CTP技术全称Cell?To?Pack,也叫无模组技术。其实目前一般电动汽车上搭载的电池包,由电芯(Cell)组装成为模组(Module),再把模组安装到电池包(Pack)里,形成了“电芯(Cell)——模组(Module)——电池包(Pack)”的三级装配模式。而CTP是电芯直接集成为电池包,从而省去了中间模组环节。
刀片电池正是利用了CTP设计把电池包壳体内部的空间利用率由传统设计方式的40-50%提升至60-80%。
具体来讲,就是现有的电池包结构,通常由单体电芯组合成模组,再将模组加上BMS、配电模块等零部件,组合成“电池Pack”。
而CTP技术,就是取消模组,将单体电池直接集成到电池包。从而提升电池PACK的包内空间利用率,增加了电池容量。
刀片电?
在了解了CTP之后,再来仔细聊聊“刀片电池”。
从本质来讲,比亚迪的刀片电池依然属于磷酸铁锂电池类目。按照官方说法,宁德时代CTP电池包省去了电池模组的组装环节,体积利用率提高15%-20%,能量密度提升10%-15%。而比亚迪采用GCTP封装技术的磷酸铁锂“刀片电池”,也让电池组的“体积比能量密度”提升超过50%。
同时据比亚迪的_显示,全新的“刀片电池”所采用的是方壳长电芯,电芯采用扁平化的设计,_长度达到2.5米,是传统磷酸铁锂电池的10倍以上。
“刀片电池”电池包
而且刀片电池在成本控制上也有着不错的表现。
三元锂电池因正极材料中的镍钴铝(NCA)或者镍钴锰(NCM)而得名“三元”,其中“钴”是必不可少的金属元素之一,然而作为贵重金属,加之我国钴保有量并不丰富,所以其成本高居不下。
随着补贴力度减小,三元锂电池高成本的弊端将会逐渐显现出来,对于占据电动车BOM成本近40%的动力电池来说,改进正极材料对于稀有金属的依赖,是未来的重点发展方向。
另外,关于刀片电池能量密度的具体数字方面,在发布会上并没有提及。主要原因在于发布会开始比亚迪集团董事长王传福就表示:刀片电池并不是为了追求高能量密度而来,而是要以安全为_导向。
个人猜测刀片电池的质量比能量密度,应该和目前市面主流的三元锂电池能量密度(140wh/kg~160?wh/kg)大致相同,低于高镍配比的三元电池(160?wh/kg~180?wh/kg)。
安全性是_目的
在上文介绍CTP时,和大家简单解释了一下取消模组的概念,那么为什么之前要有“模组”?
之所以有模组,一方面是通过外部壳体及边梁保护、支撑电芯,使其在发生意外碰撞等情况下相对稳定;另一方面各个模组独立管理了部分电芯,有助于温度控制、防止热失控(自燃情况),同时便于维修。
传统动力电池包
刀片电池在没有模组的情况下,除去Pack的边梁,电芯将直接承受碰撞的冲击。如何保证并提升安全性?
刀片电池通过将电池单体固定在电池包的边框上,每一个电池堆内有100个左右电池单体,这样既解决了固定问题又解决了强度问题。同时还借鉴了蜂窝铝板的案例,在电池堆的上下两层粘贴两块高强度板,进一步保障强度。
此外,比亚迪在发布会当天播放了一段对比三种电池针刺测试的视_。“针刺穿透测试”是行业内公认的对电池电芯安全性_为严苛的检测手段。这一测试要求用钢针将动力电池电芯刺穿,造成电芯内部的大面积短路。
在同样的测试条件下,三元锂电池在针刺瞬间出现剧烈的温度变化,表面温度迅速超过500℃,并发生极端的热失控——剧烈燃烧现象,电池表面的鸡蛋被炸飞。
传统块状磷酸铁锂电池在被穿刺后无明火,有烟,表面温度达到了200℃-400℃,电池表面的鸡蛋被高温烤焦。
“刀片电池”在穿透后无明火,无烟,电池表面的温度_30-60℃左右,电池表面的鸡蛋无变化,仍处于可流动的液体状态。
这一结果证明“刀片电池”彻底摆脱了传统动力电池可能会发生的“热失控”的噩梦,其安全性具有非常大的优势。
三种动力电池针刺实验
_后,发布会上还透露了刀片电池率先搭载在比亚迪汉纯电车型上,预计今年6月份在深圳量产、发布。这款车型的综合工况下的续航里程达到605公里,百公里加速3.9秒。
比亚迪汉EV
同时,作为动力电池生产制造上,根据比亚迪集团副总裁兼弗迪电池董事长何龙介绍:“几乎你能想到的所有汽车品牌,都在和我们探讨基于刀片电池技术的合作方案,相信大家很快就能看到、听到刀片电池更多精彩的消息”,所以未来刀片电池很有可能将搭载在更多来自不同品牌的车型上。
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。
如何评价电动汽车新电池技术
如何评价电动汽车新电池技术
优势:
1.资源丰富:相比于锂等其他电池技术,钠在地球上分布更为广泛,资源更加丰富,因此更加容易获取。
2.成本较低:由于钠的价格相对较低,因此钠电池的制造成本相对较低,使得其在大规模应用方面更有优势。
3.高能量密度:钠电池的能量密度相对较高,可以实现比较长的续航里程,因此可以满足电动汽车等应用对于高能量密度的需求。
4.安全性高:相比于锂电池,钠电池的化学反应相对较为稳定,因此具有更高的安全性。
挑战:
1.技术成熟度低:钠电池技术目前仍处于研究和开发阶段,与锂电池等成熟技术相比,其技术成熟度仍有较大差距。
2.充放电效率低:钠电池的充放电效率相对较低,可能需要更长时间的充电和更_繁的充电,从而影响其在实际应用中的可用性。
3.体积较大:钠电池的电解质和电极相对较大,因此钠电池的体积相对较大,可能会对电池的应用造成一定的限制。
综上所述,钠电池技术具有一定的优势和挑战,在未来的发展中需要进一步解决技术瓶颈,提高钠电池的性能和可靠性,以满足电动汽车等领域对于高能量密度、低成本、高安全性的需求。
新能源汽车的电池包技术
新能源汽车的电池包技术
大多数消费者在购买电动汽车时,考虑_多的因素就是续航里程和价格。对这两个因素影响_的部件就是动力电池。因此,电池企业为了在相同体积内放入更多的电量,正在紧锣密鼓地开发“高能量密度”电芯。 业界从电芯的四大组成材料入手致力于提高电芯的能量密度和安全性,同时控制成本。
业界就开发电芯这一方向已达成一定共识,而近年来对电池模块和电池包的关心正日渐提高。电池模块是指为在高温和振动等外部冲击中保护电芯,将多个电芯联结在一起并放入一个框架中形成的物理结构。聚集多个模块,再加上用来管理电池温度或电压等的电池管理系统(BMS)和冷却设备等,就组成了电池包。电池包是装入电动汽车的_终形态,所以电池包规格与电动汽车的整体设计存在密切关系。
当前锂离子动力电池是圆柱、方形、软包三类电池包三分_。电池包结构优化的重要思路,是降低电池包冗余零部件使用量。圆柱电池和方形电池的金属外壳(钢壳或者铝壳),本身所具备的机械强度,可减少模组支撑结构件的使用量,也有助于降低电池包加工难度,软包电池需要借助模组来形成机械强度的设计就显出一定劣势。
方形电池的单体电芯容量较圆柱电池优势明显,且其方形物理形态较圆柱形物理形态能够使得电池包组装效率更高。近两年在电池包技术方面的主要技术创新是比亚迪的刀片电池和宁德时代的CTP (Cellto Pack,无模组技术),二者都用在方形电池上,未来方形电池的市场占有率或进一步提高。
电动汽车动力电池篇知识解析
众多周知,传统燃油汽车有三大件,即发动机、变速箱、底盘,这几个核心部件决定了一辆汽车的性能和质量。无独有偶,如今的纯电动车也有所谓的三大件,它们是动力电池、电驱系统、电控系统,
其中动力电池无疑是消费者_关注的零部件,毕竟动力电池的质量、安全、性能以及可靠性,都直接关系到纯电动车的使用体验。特别是今年以来__发生的电动车自燃事件,更是让动力电池成为自燃事件讨论的焦点。
当然,近几年纯电动汽车的市场占有率和用户接受度确实是越来越高,不过目前大部分消费者对动力电池的知识仍然知之甚少。所以,今天我们就来聊聊动力电池的那些事,了解一下它们的分类以及各自的特点。
● 动力电池(蓄电池)的结构组成
目前市面上的纯电动车型几乎都采用蓄电池作为动力电池,因此我们不妨对蓄电池的结构进行解析。动力电池是由数个电池单体、CSC信息采集系统、电池管理控制单元(BMU)、电池高压分配单元、冷却系统等组成。
电池单体是构成蓄电池的_小单元,由正极、负极、有机电解液等组成。而电池模组是由数个电池单体并联在一起,通过将数个电池组串联在一起组成一个电池单元,再将由数个电池单元串联在一起,就能构成动力电池的总成。
而目前市面上的动力电池装车量主要由三元锂电池和磷酸铁锂电池提供,所以下面我们来重点讲解这两种类型的动力电池。
● 什么是三元锂电池
三元锂电池,又称三元聚合物电池,这种锂电池是指正极材料使用镍钴锰或者镍钴铝三元正极材料的锂离子电池。
以_新的动力电池装车量数据来看,2019年1-11月,三元电池累计装车量占总装车量的68.1%,拥有_的市场份额。
而三元锂电池之所以受到众多车企的青睐,主要是得益于三元锂电池的能量密度较高,能量密度越大,就意味着动力电池的单位体积或重量内存储的电量越多。
一般来说,电池的能量密度越高,纯电动车的续航能力就越高,因此对于追求极力追求长续航里程的新能源车企来说,三元锂电池的续航优势非常有吸引力。
同时,三元锂电池在抗低温性能上也有一定的优势,在同样的低温条件下,相比其它类型的电池,三元锂电池的冬季电量衰减更小,更适合寒冬的北方地区。
而三元锂电池的缺点是稳定性较差,当温度达到250-350℃时容易热失控,在快速充电过程中存在较高的自燃风险,因此三元锂电池对散热性能的要求很苛刻,这对于BMS电池管理系统也有更高的技术要求。
● 什么是磷酸铁锂电池
磷酸铁锂电池是用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池,它的_优势是安全性高。目前磷酸铁锂电池的热稳定性是_好的,热失控温度普遍在500度以上,电池自燃的风险很低。
其次,磷酸铁锂电池的循环寿命也比较长,充放电循环次数大于3500次后才会开始衰减,相当于可以用10年之久。除此之外, 磷酸铁锂电池的价格也有一定优势。
不过,由于磷酸铁锂电池的能量密度不如三元锂电池高,目前前者的能量密度平均为130-140Wh/kg,三元锂电池平均为160Wh/kg,因此在续航方面很难与三元锂电池相提并论,这也是为什么采用磷酸铁锂电池的纯电动车少的原因。
但随着新能源补贴退坡,甚至补贴全面取消,凭借着价格优势,磷酸铁锂电池或将重新崛起,而在2019年1-11月磷酸铁锂电池累计装车量占总装车量29.5%。
● 什么是氢燃料电池
相比蓄电池,目前十分小众的氢燃料电池是真正意义上“零排放”的清洁能源,它将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。
基本原理就是电解水的逆反应,把氢和氧分别供给阴极和阳极,氢通过阴极向外扩散和电解质发生反应后,放出电子通过外部的负载到达阳极,只会产生水和热。
可以说,氢燃料电池的优势不仅仅体现在电池能量转换效率高,而且无污染、无噪声。而从长远的角度来看,氢燃料电池必将是未来动力电池行业的一个重点发展方向。
好比说,_近现代汽车就公布了一个“2025战略”,除了要扩大纯电动车销量,氢燃料电动车也在其销量规划中。此外,像丰田、本田等_车企也在积极推动氢燃料电池技术的发展。
但现阶段而言,氢燃料电动车的许多问题仍然得不到有效解决,_主要的原因是氢气储存不便,同时目前的造价成本也过高。
● 总结:
目前这几种动力电池都有各自的优势和劣势,现阶段来看,在充电体验不够愉悦的情况下,续航里程依然是电池_关键的一个性能指标,
因此三元锂电池还将是纯电动车市场的主流应用。_后再问一句,那些购买了纯电动汽车的消费者们,您们知道自己的电动车采用了哪种类型的动力电池吗?
新能源电动汽车,电池技术
新能源电动汽车的快速发展与电池技术的革新密不可分。随着科技的进步,电池技术在过去几年取得了巨大的突破和改进,为电动汽车的发展提供了强大的动力。
电池技术的提升使得电动汽车的续航里程大幅增加,充电速度的提升以及安全可靠性的提高。但是,目前电池的成本和制造过程仍然较高,电池的寿命和循环稳定性也是需要进一步改善的方面。
在汽车动力电池技术方面,还需要在以下几个主要方面,有待深入研究和进一步突破。
提高能量密度:
研究人员致力于提高电池的能量密度,以增加电池的储能能力,进而提高汽车的续航里程。这可以通过开发新的电极材料、电解质以及改进电池结构和设计等途径实现。
延长电池寿命:
电池的寿命是影响电动汽车可靠性和经济性的关键因素之一。研究人员努力寻求降低电池在循环充放电过程中的衰减速度的方法,以延长电池的使用寿命。这包括改进电极材料的稳定性、优化电池管理系统(BMS)的控制策略,以及研发更耐用的电池包装和热管理技术等。
快速充电技术:
研究人员致力于开发能够实现更快充电速度的技术。快速充电技术可以大幅缩短电池充电时间,提高用户的使用便利性。这涉及到设计更高功率的充电设备、改进电池材料和结构以提高充电速度,同时确保电池的安全性能。
提高安全性:
电池的安全性是汽车动力电池技术研究的重要方向之一。研究人员致力于开发更安全的电池材料和设计,防止过充、过放、过热等情况的发生,并提供有效的热管理和防护系统,以确保电池在各种工况下的安全性能。
可持续性和环境友好性:
研究人员努力寻找更环保和可持续的电池材料和制造过程,以减少对有限资源的依赖,并降低电池生命周期中对环境的影响。这包括开发可回收和再利用的材料、推动废旧电池的有效回收和处理,以及降低电池制造和回收过程中的能耗和排放等方面的研究。
这些研究方向旨在不断提升汽车动力电池技术的性能、可靠性和可持续性,推动电动汽车的发展,并为清洁能源和可持续出行做出贡献。
好了,今天关于电动汽车电池技术就到这里了。希望大家对电动汽车电池技术有更深入的了解,同时也希望这个话题电动汽车电池技术的解答可以帮助到大家。