新能源汽车动力电池技术(新能源汽车对动力电池的要求有哪些)

2024-04-10 21:34:49

1)高比能量(它关系到一次充电可行使的距离)。动力电池容量有限,未能实现突破。目前市场上使用的电动汽车一次充电后的续驶里程一般为100km~300km,并且这还需要保持适当的行驶速度及具有良好的动力电池调节系统才能得到保证,而绝大多数电动汽车在一般行驶环境下续驶里程只有50km~100km。

2)大功率(它涉及到电汽车车的加速特性和爬坡能力)。

3)循环寿命长(它涉及到流动成本)。目前,实际应用的动力电池组的循环寿命短,普通动力电池充放电次数仅为300~400次,即使性能良好的动力电池充放电次数也不过700~900次,按每年充放电200次计算,一个动力电池的寿命最多为4年,与燃油汽车的寿命相比太短。

4)充放电效率高(它涉及到节省能源及成本)。

5)原材料来源丰富,成本低(它涉及到基本建设费用等)。目前,电动汽车动力电池的价格约为100美元/kwh,有的甚至高达350美元/kwh,成本太高,用户难以承受。

6)安全(它关系到在使用过程中是否可靠,方便)。动力电池安全性得不到保障,中小容量锂动力电池的产业化已经非常成功,但大容量、高功率锂动力电池的安全性问题还未得到有效解决。而动力电池容量愈大,其一旦失控所造成的危害就愈大。针对动力电池安全性方面,需在电气安全、机械安全和热安全的基础上开展动力电池系统的安全性整体方案设计研究,针对动力电池系统开展故障诊断预测、热安全监测预警和防控关键技术。

新能源电池现状及发展

比亚迪新能源汽车的三电技术,相较于传统的汽燃机动力总成由变速箱、发动机组成,而新能源汽车的动力总成则是由“电池、电机、电控”,这就是上面所说的比亚迪三电技术。

电池新能源汽车动力电池按照结构形式通常分为三种:

1、圆柱电池(Cylindrical Cell)——具有圆柱形电池外壳和连接元件(电极)的蓄电池。

2、方形电池(Prismatic Cell)——具有方形电池外壳和连接元件(电极)的蓄电池。

3、软包电池(Pouch Cell)——具有柔性复合膜制成的电池外壳和连接元件(电极)的蓄电池。

这三种流派不仅是外形上的区别,其内部卷绕形式也决定了各自性能上的差异。圆柱电池只能采用卷绕,方形和软包电池则兼容卷绕与叠片两种形式。

来源:汽车之家其中,占据了约84.5%的市场份额的方形电池没有明显的短板,具有低的热管理难度,尺寸可大可小,模块化集成效率高,便于Pack平台化。而这些,或许也是国内外整车和Pack企业选择方形电池的最大动力。

造车新势力威马EX5 基于方形电池的标准化模组现阶段乘用车的动力电池化学体系主要有两种,即三元锂电池和磷酸铁锂电池。

它们基本都是以石墨为负极材料(逐步升级至硅碳负极),以六氟磷酸锂为主的锂盐作为电解质的锂电池,区别主要在于正极材料。

三元锂电池(Ternary Lithium Battery),是指以镍钴锰酸锂(NCM)或镍钴铝酸锂(NCA)为正极材料。

磷酸铁锂电池(Lithium iron phosphate Battery),则是以磷酸铁锂(LFP)为正极材料。

在三元体系中,宁德时代无疑是国内领军者,其推出的NCM811方形电池、CTP方案、电池自加热技术等创新皆是技术实力的体现。

NCA电池主要是日本、韩国企业(如松下、三星SDI、LG)在生产,在现有商业化应用的动力电池中单体能量密度最高,安全性相对较低。因NCA材料比NCM材料的生产工艺和条件更为苛刻,国内几乎没有企业跟进。

虽然在技术积累、工业化水平及成本方面略有欠缺,但总体而言,与日韩电池巨头LG化学、松下、三星等相比基本势均力敌、各有优劣。

(图/文/摄: 问答叫兽) 小鹏汽车P7 Model Y AION V 理想ONE 蔚来EC6 Model X @2019

动力电池的类型

在新能源汽车中,主要的车用燃料分为常规、非常规两种类型,并且运用新型的车载动力装置来做动力来源。在新型能源的开发中,很多新能源逐渐被开发使用,像氢燃料、锂离子电池、固态电池等。目前,电动汽车已经逐渐被投入市场,进行了更大规模化的生产,改变了传统汽车领域,更加满足人们对汽车的多样化需求。

现阶段,新能源汽车已经受到人们的迫切关注,在新能源汽车的核心技术中,动力电池是关键性的技术,并且得到人们越来越多的关注。

动力电池的特征及展望

日本是第一个研究与开发新能源汽车的国家。在此之后,美国的新能源汽车研发制造厂对日本进行相关的经验借鉴后,推出了锂电池纯电动汽车。此类新型汽车的推出,引起了各个国家的关注,期待能够因新能源动力汽车的研制,改善因柴油汽车带来的严重污染。我国随后也进行了新能源汽车相关的研发和制造。在我国相关政策的大力支持下,新能源汽车有了势头较猛的发展,也在汽车领域中占据了较大的市场。

新能源汽车动力电池的

发展趋势

在生产动力电池的过程中,生产制造成本是所有相关企业都非常关注且重视的重要问题之一。在电池制造中,电池的成本优化分为两类,一是运用先进技术的有效提升,电池的升级更新,能够在新能源电动汽车中让电池在使用过程中提高使用期限,降低生产和使用过程中的故障率,从而降低电池制造的成本。二是改变电池生产的体系,相关部门进行规模化的电池生产,以此来降低成本。

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