鉅大LARGE | 點擊量:7129次 | 2021年05月21日
什么是新能源車用的電池包?
可以說在純電動整車中,電池就是他的心臟,同樣的,在混合動力整車中,電池也可以認為是另一個心臟。電池通過電源插頭進行外部充電,向電動機供電,驅(qū)動整車行駛,同時儲存制動回收的能量。
目前世界上研發(fā)的動力鋰電池最成功的就是化學電池,在充電時,將電能轉(zhuǎn)化為化學能;而在放電時,將化學能轉(zhuǎn)化為電能。
汽車應用中將很多個獨立的電化學單元串聯(lián)起來形成蓄電池組,也即電池包。
以比亞迪電池包為例,該電池包共有10個模組,每個模組10個單體,每個單體3.3V,電池包電壓為330V。
電池性能指標
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
電池開路電壓:指電池斷路時兩極之間的電位差;
電池工作電壓:指電池放電時兩極之間的電位差;
放電曲線:指在一定放電條件下持續(xù)放電時,電池的工作電壓隨時間的變化曲線;
電池容量:指在一定放電條件下,電池輸出的電量或有效時間,通常以安時(Ah)表示電池規(guī)格;
電池能量:指在一定放電條件下,電池對外做功時所輸出的電能,單位為Wh或者KWh;
比能量:指單位質(zhì)量的電池所能輸出的能量,單位為Wh/kg或KWh/kg;
電池功率:指電池在單位時間內(nèi)輸出的能量,單位為W或者KW;
比功率:指在短時間內(nèi),沒單位質(zhì)量的電池對應的最大功率,單位為W/kg或KW/kg;
電池壽命:指用電池的使用時間或充電循環(huán)循環(huán)次數(shù)表示電池的耐用性。
電池分類
目前,在汽車中應用到的電池重要有鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池和鋰鐵電池幾大類。表中給出了各種電池的重要性能參數(shù)。
同時,很多人還會提到燃料動力電池,燃料動力電池是一種原電池,借助于電化學過程,其內(nèi)部燃燒的化學能直接轉(zhuǎn)化為電能。
它從表面上看同樣具有正、負電極和電解質(zhì)等,像一個蓄電池,但實質(zhì)上它不能儲電,而是一個發(fā)電廠,所以文中將不再討論。
1.鉛酸電池
鉛酸電池是當今汽車應用中最為普遍采用的蓄電池技術,比如傳統(tǒng)的12V車輛電子系統(tǒng)蓄電池就是這種電池。
鉛酸電池使用硫酸水溶液為電解質(zhì),電極由海綿狀鉛和海綿狀氧化鉛制成。鉛酸電池要維護,這意味著要補充蒸餾水以確保必要的電解液。
鉛酸電池至今廣泛使用,因為其具有成本低,技術成熟的優(yōu)勢。但由于其能量密度低,溫度特性差,并不適用于作為新能源汽車的動力電源。并且如若出現(xiàn)損壞,電解質(zhì)硫酸會泄露,存在安全隱患。
2.鎳鎘電池
鎳鎘電池是采用金屬鎘做負極活性物質(zhì)、氫氧化鎳做正極活性物質(zhì)的堿性電池。用氫氧化鉀水溶液做電解質(zhì)溶液。
鎳鎘電池具有免維護的特點,已應用于汽車啟動電源。
鎳鎘電池還具有使用溫度范圍寬、循環(huán)和使用壽命長、不易損壞及發(fā)生電解質(zhì)泄露的特點,但受記憶效應限制,無法完全深度放電和過度放電,鎳鎘電池最致命的缺點是,在充放電過程中假如處理不當,會出現(xiàn)嚴重的記憶效應,使得服務壽命大大縮短。
所謂記憶效應就是電池在充電前,電池的電量沒有被完全放盡,久而久之將會引起電池容量的降低,在電池充放電的過程中(放電較為明顯),會在電池極板上出現(xiàn)些許的小氣泡,日積月累這些氣泡減少了電池極板的面積也間接影響了電池的容量。
因此,這種電池不高效。同時,鎘及鎘的化合物是有毒的,對環(huán)境污染嚴重,所以這類電池正逐漸被鎳氫電池所取代。
3.鎳氫電池
鎳氫電池屬于堿性電池,其特性類似于鎳鎘電池,但不存在重金屬污染問題,被稱為綠色電池。其電極采用鎳化合物和另外一種金屬的化合物,電解質(zhì)為氫氧化鉀。
目前鎳氫電池所能達到的性能指標為:單體電池標稱電壓為1.2V,比能量7095Wh/kg,比功率200-300W/kg,能量效率高達70%,循環(huán)使用壽命超過1000次。
鎳氫電池的優(yōu)點是:比功率、比能量均高于鉛酸電池和鎳鎘電池,循環(huán)使用壽命在車用電池中是最高的;快速充電和深度放電性能好,充電效率高,無重金屬污染。
鎳氫電池的缺點是:成本高,價格為相同容量鉛酸電池的5-8倍,單體電池電壓低,自放電損耗大。
在前幾年,隨著混合動力汽車的產(chǎn)業(yè)化,鎳氫電池受到了非常普遍的關注。許多公司都把鎳氫電池作為混合動力汽車的首選電池。