浅析新能源车用电池包
发布网友
发布时间：2024-10-23 12:07
共1个回答
热心网友
时间：2024-10-24 00:47
在纯电动汽车中，电池是其核心，同样在混合动力车中，电池也是关键组件。电池通过电源插头从外部充电，为电动机供电，驱动车辆行驶，同时回收制动能量储存。目前，化学电池是世界上研发的最成功的动力电池，在充电时将电能转化为化学能，放电时则将化学能转化为电能。
汽车应用中，将多个独立电化学单元串联形成电池包。以比亚迪电池包为例，它由10个模组组成，每个模组包含10个单体，每个单体电压为3.3V，整个电池包电压为330V。
电池性能指标包括电池分类、主要性能参数等。常见应用的电池类型有铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池和锂铁电池，各有优劣。
1. 铅酸电池是汽车应用中最常用的蓄电池技术。使用硫酸水溶液作为电解质，正负极由海绵状铅和海绵状氧化铅制成。铅酸电池需定期补充蒸馏水以保持电解液。尽管成本低、技术成熟，但能量密度低、温度特性差，不适用于新能源汽车动力系统。电解质硫酸可能泄漏，存在安全隐患。
2. 镍镉电池具有免维护特性，应用于汽车启动电源。镍镉电池使用氢氧化钾水溶液作为电解质，具有宽温度范围、长使用寿命和不易损坏等优点，但存在记忆效应，无法完全深度放电和过度放电，且在处理不当的情况下，会出现严重的记忆效应，大大缩短使用寿命。镉和镉化合物有毒，对环境影响大，这类电池正逐渐被镍氢电池取代。
3. 镍氢电池是一种碱性电池，类似于镍镉电池，但无重金属污染，被称为“绿色电池”。其电极由镍化合物和另一种金属化合物组成，电解质为氢氧化钾。镍氢电池的性能指标包括单体电池标称电压、比能量、比功率、能量效率和循环使用寿命等。优点包括比功率、比能量高，循环使用寿命长，快速充电和深度放电性能好，无重金属污染。缺点是成本高、单体电池电压低、自放电损耗大。
4. 锂离子电池解决了二次锂电池的安全性和寿命问题，成为新型电池。其结构包含正负极材料、电解质等，具有高密度、高电压、无污染、长寿命、大负载能力等优点，适用于混合动力汽车。然而，锂离子电池的分解温度为200℃左右，在高温作用下电解液会迅速燃烧，引发自燃和易爆风险，因此需要热管理系统来确保安全性。
5. 锂铁电池以磷酸铁锂作为正极材料，具有高温性能良好、安全性高、循环寿命长、过放电无损坏、可快速充电、成本低、对环境无污染等特性。日本在锂离子电池商业化方面领先，并且在高端市场占据优势。锂铁电池的成本降低和性能优化是其应用潜力的关键。
6. 石墨烯电池是通过石墨烯的导电特性和负极材料，提升锂电池性能的新材料电池。石墨烯电池可以在几分钟内快速充电，并显著延长电动车的续航里程。然而，石墨烯的获取和成本是其应用的主要瓶颈。
7. 石墨烯-碳化海绵锂氧电池结合了石墨烯的特性，有效解决锂电池的短板。这种电池与新能源汽车用户需求紧密相关。尽管韩国三星已经掌握了这项技术，但成本问题限制了其大规模应用。汽车厂商尚未明确表示在这一领域的具体计划。
