滕州亞克西汽貿(mào)城電動(dòng)車基礎(chǔ)知識(shí)解析(二)

1、滕州亞克西汽貿(mào)城電動(dòng)車基礎(chǔ)知識(shí)解析（二） 電動(dòng)車動(dòng)力電池通過前面的講解，想必您已經(jīng)對(duì)電動(dòng)汽車的分類有了一定了解，但如果要購買電動(dòng)車，僅僅明白其類別如何劃分顯然還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。電池作為電動(dòng)車的動(dòng)力源，一直以來被視為電動(dòng)車發(fā)展的重要標(biāo)志性技術(shù)，也是制約電動(dòng)車發(fā)展的重要瓶頸，其性能好壞直接關(guān)系到整車?yán)m(xù)航里程的長短，因此掌握一些與電池相關(guān)的基本知識(shí)對(duì)日后購買電動(dòng)車會(huì)大有幫助。 電池的分類電池從廣義上講主要可分為化學(xué)電池、物理電池和生物電池三大類，其中化學(xué)電池和物理電池已經(jīng)應(yīng)用于量產(chǎn)電動(dòng)汽車中，而生物電池則被視為未來電動(dòng)車電池的重要發(fā)展方向之一。出于對(duì)目前實(shí)際應(yīng)用情況的考慮，我們只對(duì)化學(xué)電池及物理電池進(jìn)行詳

2、細(xì)介紹，如若您對(duì)生物電池亦抱有興趣，可另行參閱其它資料。 化學(xué)電池化學(xué)電池是目前電動(dòng)汽車領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的電池種類，如鎳氫電池、鋰離子電池、鋰聚合物電池、燃料電池等都屬于這一范疇。從結(jié)構(gòu)角度上講，其可進(jìn)一步分成蓄電池及燃料電池兩大類別，我們目前所見的絕大多數(shù)電動(dòng)車都采用蓄電池技術(shù)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，如豐田普銳斯、特斯拉MODEL S等。當(dāng)然，這里所講的蓄電池并不是我們?nèi)粘Ｋv的汽車電瓶，而是對(duì)可重復(fù)充電電池的統(tǒng)稱，其中車載電瓶通常使用的鉛酸蓄電池僅僅是細(xì)分門類的一種。由于電動(dòng)車蓄電池種類較多，其中很大部分已經(jīng)被目前市場所淘汰，且對(duì)其晦澀原理進(jìn)行大篇幅講解并不能對(duì)實(shí)際購車帶來多大幫助，所以我們先通過一個(gè)表

3、格大致了解下這些電池的種類和基本特性，然后就目前市場上常見的幾種蓄電池進(jìn)行詳細(xì)說明。注：由于電池種類很多，所以我們表中只列舉出了一些具有代表性的類別。電動(dòng)車用蓄電池簡析類型重量能量密度(Wh/kg)電池單體標(biāo)稱電壓（通常情況）安全性理論循環(huán)使用壽命（次）商品化程度代表車型鉛酸蓄電池30-502V左右好500-800已淘汰-鎳鎘電池50-601.2V較好1500-2000已淘汰-鎳氫電池70-1001.2V好1000現(xiàn)使用現(xiàn)款普銳斯鋰離子電池錳酸鋰電池1003.7V較好600-1000已淘汰早期普銳斯鈷酸鋰電池1703.6V差300已淘汰特斯拉Roadster磷酸鐵鋰電池100-1103.2V好

4、1500-2000現(xiàn)使用騰勢三元鋰電池2003.8V較差2000現(xiàn)使用特斯拉MODEL S常見電動(dòng)車用化學(xué)電池：鋰電池鋰電池是目前電動(dòng)車上最常用的電池種類之一，雖然其從1970年誕生至今時(shí)間并不算長，但憑借能量密度高、循環(huán)使用壽命長等特點(diǎn)迅速占據(jù)了電動(dòng)汽車電池市場的絕大部分江山。如今，在售電動(dòng)汽車配備的鋰電池主要有磷酸鐵鋰電池及三元鋰電池兩種，且這兩種電池在自身特點(diǎn)上存在顯著差異，因此我們有必要對(duì)其進(jìn)行一番細(xì)致的講解與對(duì)比。磷酸鐵鋰電池為什么安全？對(duì)于電動(dòng)車用電池，大多數(shù)人可能都鮮有認(rèn)知，因此，我們不妨舉個(gè)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(dòng)車品牌騰勢即將上市銷售，

5、而其所搭載的正是磷酸鐵鋰電池。相比于早期的錳酸鋰電池，磷酸鐵鋰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)定性是目前車用鋰電池中最好的，當(dāng)電池溫度處于500-600高溫時(shí)，其內(nèi)部化學(xué)成分才開始分解，而同屬鋰電池的鈷酸鋰電池在180-250時(shí)就內(nèi)部化學(xué)成分就已處于不穩(wěn)定狀態(tài)。換而言之，磷酸鐵鋰電池的安全性在鋰電池中首屈一指，也正因如此，其也成為目前電動(dòng)車電池的主要門類之一。特斯拉為何選擇三元鋰電池？與磷酸鐵鋰電池相比，特斯拉MODEL S使用的三元鋰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電池比磷酸鐵鋰電池的續(xù)航里程更長。不過其

6、缺點(diǎn)也顯而易見，當(dāng)自身溫度為250-350時(shí)，內(nèi)部化學(xué)成分就開始分解，因此對(duì)電池管理系統(tǒng)提出了極高的要求，需要為每節(jié)電池分別加裝保險(xiǎn)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MODEL S為例，7000余節(jié)18650三元鋰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(jìn)一步加大了控制難度。因此，目前市場在售車型中，只有特斯拉一家使用的是三元鋰電池。鎳氫電池更注重充放電控制鎳氫電池是目前除鋰電池外另一主流電動(dòng)車動(dòng)力電池種類，于上世紀(jì)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(dòng)力汽車均采用此類電池作為儲(chǔ)能元件。其能量密度與普通的鋰電池差距并不大，約為7

7、0-100Wh/kg，但由于電池單體電壓僅為1.2V，是鋰電池的1/3，因此在需求電壓一定的情況下，其電池組的體積要比鋰電池大上一些。與鋰電池一樣，鎳氫電池也需要電池管理系統(tǒng)，不過其更注重電池的充放電管理。之所以存在這樣的區(qū)別，主要是源于鎳氫電池具有“記憶效應(yīng)”，即電池在循環(huán)充放電過程中容量會(huì)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（鋰電池此項(xiàng)特性幾乎可忽略不計(jì)）。因此對(duì)于廠商來說，鎳氫電池控制系統(tǒng)在設(shè)定上都會(huì)主動(dòng)避免過度充放電，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。燃料電池是未來汽車最理想能源燃料電池其實(shí)不是“電池”，準(zhǔn)確地說是一個(gè)大的發(fā)電系

8、統(tǒng)。其因能量轉(zhuǎn)換效率高、無污染、壽命長、運(yùn)行平穩(wěn)等特點(diǎn)被業(yè)界公認(rèn)為未來汽車的最佳能源。簡單來說，燃料電池是通過化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的一種裝置，而能量的來源主要是依靠不斷供給燃料及氧化劑產(chǎn)生的。理論上講，燃料電池能采用的燃料種類很多，甚至是傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)所用燃料均可，不過真正能起電化學(xué)反應(yīng)的，僅僅是其中的氫和氧化劑中的氧，因此，氫燃料電池是目前燃料電池的研究核心。就當(dāng)今市場而言，燃料電池汽車離我們并不遙遠(yuǎn)。據(jù)此前報(bào)道，世界首款量產(chǎn)燃料電池汽車豐田FCV將于明年3月在日本正式銷售。該車配備了兩個(gè)70MPa的高壓燃料堆，輸出功率為122Ps(90kW)，續(xù)航里程可達(dá)700km(日本JC08工況下）

9、。除此之外，其添加燃料僅需3分鐘，相比傳統(tǒng)電動(dòng)汽車的充電時(shí)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(tái)，不過國內(nèi)何時(shí)能夠買到還不得而知，只能再耐心等待一段時(shí)日。物理電池物理電池顧名思義，就是依靠物理變化來提供、儲(chǔ)存電能的電池統(tǒng)稱，如超級(jí)電容、飛輪電池等都屬于物理電池的家族成員。超級(jí)電容密度高但電池容量小超級(jí)電容是一種介于傳統(tǒng)電容與電池之間的電源元件，其主要依靠雙電層和氧化還原假電容電荷儲(chǔ)存電能，期間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此被歸為物理電池的范疇。與之前所介紹的化學(xué)電池相比，超級(jí)電容三大明顯優(yōu)勢，首先，其反復(fù)充放電達(dá)數(shù)十萬次（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

10、很多；其次，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；第三，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-2060）。當(dāng)然，有優(yōu)勢就會(huì)有不足，能量密度低就是制約超級(jí)電容發(fā)展的首要瓶頸，所以，目前其主要應(yīng)用于車輛啟動(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。飛輪電池目前僅作為輔助電源使用飛輪電池是上世紀(jì)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(dòng)時(shí)產(chǎn)生能量的原理來實(shí)現(xiàn)自身充放電的。在2010年10月美國勒芒系列賽最后一輪中，保時(shí)捷911 GT3混合動(dòng)力賽車就首次正式使用飛輪電池技術(shù)，而其