說(shuō)起電動(dòng)車,大家都知道它是不通過(guò)燃燒汽油來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車。但是你們知道這些電動(dòng)車是靠什么樣的電池來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車?這些電池有什么優(yōu)缺點(diǎn)?目前而言,電動(dòng)汽車電池主要包括鉛酸蓄電池、磷酸鐵鋰電池、鋰電池、鈉硫電池、鎳鎘電池等多種傳統(tǒng)電池,當(dāng)然還有代表未來(lái)科技的燃料電池以及新型的液態(tài)電池等,它們因性能的不同導(dǎo)致優(yōu)缺點(diǎn)差異頗大?,F(xiàn)在我們將通過(guò)這篇文章來(lái)介紹電動(dòng)車電池的真實(shí)面目。
1、磷酸鐵鋰電池
磷酸鐵鋰電池,是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。鋰離子電池的正極材料主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。其中鈷酸鋰是目前絕大多數(shù)鋰離子電池使用的正極材料。磷酸鐵鋰也是鋰離子電池當(dāng)中的一種。相對(duì)鉛酸電池,磷酸鐵鋰電池充放電效率要高一些。
它的主要優(yōu)點(diǎn)是安全性能高、使用壽命長(zhǎng)、高溫性能好、大容量、無(wú)記憶效應(yīng)、重量輕、環(huán)保。一般的鉛酸電池電池使用年限為1到1.5年,而磷酸鐵鋰電池理論壽命將達(dá)到7—8年。它還可以隨充隨用,不需要放完電在充電。最大的優(yōu)勢(shì)是它不含有任何重金屬,完全無(wú)毒。
它的缺點(diǎn)是能量密度較低,材料的制備成本與電池的制造成本較高,電池成品率低,一致性差。不過(guò)它的好處顯然大于它的缺點(diǎn)。
它主要應(yīng)用車型為比亞迪唐、騰勢(shì)電動(dòng)車、東風(fēng)風(fēng)神E30、江淮和悅iEV4、通用賽歐Springo、長(zhǎng)安逸動(dòng)純電動(dòng)、榮威550Plug-in等。例如:比亞迪秦的純電動(dòng)行駛里程為70km,磷酸鐵鋰電池組容量為13kWh。比亞迪唐的電池容量肯定會(huì)大于13kWh。比亞迪唐的電池采用的是比亞迪擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的磷酸鐵鋰電池。騰勢(shì)電動(dòng)車該車搭載容量為47.5kWh的磷酸鐵鋰電池,續(xù)航里程為300km。
2、鋰電池
鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。最早發(fā)現(xiàn)鋰電池的是偉大發(fā)明家愛(ài)迪生,主要通過(guò)氧化還原反應(yīng)來(lái)充放電。
它的主要優(yōu)點(diǎn)是能量比較高、使用壽命長(zhǎng)、額定電壓高、具備高功率承受力、自放電率很低、重量輕、高低溫適應(yīng)性強(qiáng)、綠色環(huán)保的特點(diǎn)。它的最大使用的壽命在6年以上,它在使用中不產(chǎn)生任何的有害物質(zhì),并且不需要消耗水。在能量和重量上也遙遙領(lǐng)先于其他的電池,成為現(xiàn)在主流的電動(dòng)車電池。
它的缺點(diǎn)是安全性差、不能大電流放電、價(jià)格昂貴、生產(chǎn)要求條件高、成本高、使用條件有限制、高低溫使用危險(xiǎn)大。例如采用鋰電池的特斯拉也曾因?yàn)殇囯姵囟^(guò)火。
目前使用的主要車型是特斯拉ModelS、福特??怂笶V、日產(chǎn)聆風(fēng)等。例如:福克斯電動(dòng)版采用的是平板型鋰電池組,這套電池組將能為??怂闺妱?dòng)版帶來(lái)大約160km的航程。特斯拉ModelS的電池組包含了近7000個(gè)鋰電池電芯,組成了16個(gè)獨(dú)立電池模塊,內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜。
鎳氫電池與高鐵電池詳細(xì)解讀
3、鎳氫電池
鎳氫電池是正極活性物質(zhì)主要由鎳制成,負(fù)極活性物質(zhì)主要由貯氫合金制成的一種堿性蓄電池。鎳氫電池是在1960年發(fā)展起來(lái)的新型綠色電池,它的創(chuàng)始人是自學(xué)成才的斯坦福。
它的主要的優(yōu)點(diǎn)是它可以適應(yīng)大電流放電,對(duì)于需要較大功率輸出要求的場(chǎng)合比較適用。它的能量密度較大,增加了續(xù)航的里程。鎳氫電池放出的電比較平穩(wěn),發(fā)熱量較小。
它主要的缺點(diǎn)是具有“記憶效應(yīng)”,即電池在循環(huán)充放電過(guò)程中容量會(huì)出現(xiàn)衰減,而過(guò)度充電或放電,都可能加劇電池的容量損耗。因此對(duì)于廠商來(lái)說(shuō),鎳氫電池控制系統(tǒng)在設(shè)定上都會(huì)主動(dòng)避免過(guò)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。
目前主要運(yùn)用的車型是豐田普銳斯、通用EV1。例如:豐田普銳斯所使用的鎳氫電池壽命可達(dá)百萬(wàn)公里,這項(xiàng)成績(jī)已經(jīng)通過(guò)普銳斯出租車運(yùn)營(yíng)得到了驗(yàn)證。通用EV1是通用的第一輛電動(dòng)汽車。一次充電最大平均的行駛里程為144km左右,在動(dòng)力上也毫不羸弱。
4、高鐵電池
目前國(guó)際上研發(fā)的鐵電池主要有兩種:一種是高鐵電池;一種是鋰鐵電池(磷酸鐵鋰電池)。高鐵電池是以合成穩(wěn)定的高鐵酸鹽,可作為高鐵電池的正極材料來(lái)制作能量密度大、體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)、無(wú)污染的新型化學(xué)電池。由于技術(shù)問(wèn)題,現(xiàn)在國(guó)際上高鐵電池基本被視為禁區(qū)。
它的主要的特點(diǎn)是體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)、無(wú)污染。放電時(shí)輸出的電壓平穩(wěn),能儲(chǔ)層大量的電量。電池完全無(wú)污染,不需要回收。尤其是制作它需要的鐵鋁材料,非常豐富。
它的主要缺點(diǎn)是高鐵電池生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)工藝要求非常高,如果把握不好,電池肯定會(huì)出現(xiàn)很多小問(wèn)題,并且高鐵電池的價(jià)格也不菲。
它的主要的應(yīng)用車型:比亞迪e6、比亞迪F3DM。例如:比亞迪e6采用的高鐵電池經(jīng)過(guò)高溫、高壓、撞擊等試驗(yàn)測(cè)試,安全性能非常好,短路爆炸機(jī)會(huì)不高。在能量補(bǔ)充方面,e6可使用220V民用電源慢充,快充為3C充電,15分鐘左右可充滿電池80%。它的總行程能達(dá)到300km。而比亞迪F3DM的純電動(dòng)續(xù)航里程達(dá)100公里,多次的實(shí)驗(yàn)表明它搭載的高鐵電池容量高,安全性好。
未來(lái)電池新技術(shù)剖析
5、電容電池
它通過(guò)極化電解質(zhì)來(lái)儲(chǔ)能,屬于雙層電容的一種。由于其儲(chǔ)能的過(guò)程并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),因此這種儲(chǔ)能過(guò)程是可逆的,正因?yàn)榇顺?jí)電容器可以反復(fù)充放電數(shù)十萬(wàn)次。
它的優(yōu)點(diǎn)是其反復(fù)充放電達(dá)數(shù)十萬(wàn)次(傳統(tǒng)化學(xué)電池只有幾百至幾千次),壽命上要比化學(xué)電池高出很多;超級(jí)電容在充放電時(shí)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;工作環(huán)境適應(yīng)能力更佳,通常室外溫度在-40℃-65℃時(shí),其都能穩(wěn)定正常工作(傳統(tǒng)電池一般為-20℃~60℃)。
它的最大的缺點(diǎn)是能量密度很低。所謂的能量密度就是指在一定的空間或質(zhì)量物質(zhì)中所儲(chǔ)存能量的大小。比如我們經(jīng)常使用的5號(hào)充電電池,如果其毫安時(shí)越大,就代表它的能量密度越高。可以說(shuō),超級(jí)電容相比鋰離子電池較低的能量密度,限制了其在很多領(lǐng)域的應(yīng)用。
目前他的主要的運(yùn)用是在車輛啟動(dòng)系統(tǒng)、軍事及少量公交車輛,至于是否可作為家用車動(dòng)力電源使用,還需等能量密度難題有所突破后方可知曉。例如:在馬自達(dá)阿特茲上的i-ELOOP(制動(dòng)能量回收系統(tǒng))上使的儲(chǔ)能裝置就是電容電池。
6、燃料電池
燃料電池(FuelCell)是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。燃料和空氣分別送進(jìn)燃料電池,電就被奇妙地生產(chǎn)出來(lái)。它從外表上看有正負(fù)極和電解質(zhì)等,像一個(gè)蓄電池,但實(shí)質(zhì)上它不能“儲(chǔ)電”而是一個(gè)“發(fā)電廠”。
它主要的優(yōu)點(diǎn)是能量轉(zhuǎn)化效率高,安裝地點(diǎn)靈活,負(fù)荷響應(yīng)快,運(yùn)行質(zhì)量高;具有很強(qiáng)的過(guò)負(fù)載能力等。它的缺點(diǎn)是燃料電池造價(jià)偏高、碳?xì)淙剂蠠o(wú)法直接利用、氫氣儲(chǔ)存技術(shù)受限、氫燃料基礎(chǔ)建設(shè)不足等。
主要的應(yīng)用車型是在日本本田FCV,豐田Mirai。他們的注入燃料的時(shí)間只需要3分鐘,續(xù)航里程上一般能都達(dá)到了700km左右。現(xiàn)在的日本正在大力的扶持燃料電池,前景不錯(cuò)。
編輯點(diǎn)評(píng):電動(dòng)車的電池是電動(dòng)車發(fā)展的核心部分。從上面文章中我們也看到,電動(dòng)車電池的種類很多,每個(gè)種類都有自己的優(yōu)劣勢(shì)。通過(guò)這次的介紹,希望能夠幫助大家對(duì)電動(dòng)車有更加深刻的理解。現(xiàn)在的電動(dòng)車電池面臨的最大問(wèn)題就是充電時(shí)間長(zhǎng)和儲(chǔ)存電量少,最近出現(xiàn)的石墨烯鋰電池可能會(huì)突破這些障礙,它的充電時(shí)間和我們加油時(shí)間差不多,相應(yīng)續(xù)航里程也大幅提升。
來(lái)源:愛(ài)卡汽車