鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:161次 | 2024年01月19日
鈦酸鋰離子電池——電動(dòng)客車(chē)完美的動(dòng)力源?
近日,“2017天津國(guó)際客運(yùn)交通裝備與技術(shù)展覽會(huì)”在天津梅江會(huì)展中心舉行,各家企業(yè)展示的純電動(dòng)客車(chē)成為展會(huì)上一道奪目的風(fēng)景。人們?cè)趪^、體驗(yàn)純電動(dòng)客車(chē)各項(xiàng)性能的同時(shí),關(guān)注的焦點(diǎn)不約而同指向了其核心部件——?jiǎng)恿﹄姵亍?/p>
毫無(wú)疑問(wèn),電動(dòng)客車(chē)的核心部件就是動(dòng)力電池,它直接影響電動(dòng)客車(chē)的整車(chē)性能,人們對(duì)電動(dòng)客車(chē)的滿(mǎn)意或不滿(mǎn)意,幾乎總是圍繞著動(dòng)力電池轉(zhuǎn):電池是否安全、多久可以充滿(mǎn)、使用壽命如何等等,電動(dòng)客車(chē)配什么類(lèi)型電池,從未像今天這樣如此引人關(guān)注。
客車(chē)動(dòng)力電池:安全重于一切
電動(dòng)客車(chē)的安全問(wèn)題,尤其是動(dòng)力電池安全是客車(chē)產(chǎn)品的首要要求,該問(wèn)題被高度重視是在新能源汽車(chē)“狂飆突進(jìn)”后的2016年初,國(guó)家工信部裝備工業(yè)司司長(zhǎng)張相木在電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)上表示,因三元鋰電池產(chǎn)品用于客車(chē)的安全性開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證還不夠,需對(duì)其做風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,暫停三元鋰電池客車(chē)列入新能源汽車(chē)推廣應(yīng)用推薦車(chē)型目錄。
安全應(yīng)是動(dòng)力電池的第一要義,三元“禁令”使狂熱的新能源汽車(chē)和動(dòng)力電池企業(yè)冷靜下來(lái),思考動(dòng)力電池的發(fā)展方向。動(dòng)力電池的安全性除了與BMS設(shè)計(jì)水平有關(guān)外,還與能量密度有密切關(guān)系,能量密度越高,安全風(fēng)險(xiǎn)則越大。由于三元鋰電池成組后的能量密度高達(dá)190Wh/kg,安全實(shí)驗(yàn)顯示,從起火到爆燃,僅需幾秒鐘,載有數(shù)十人的電動(dòng)客車(chē)如果發(fā)生爆燃,將不會(huì)給乘客留下逃生時(shí)間。
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%
盡管從今年1月1日起,相關(guān)部門(mén)放開(kāi)了對(duì)三元鋰電池在電動(dòng)客車(chē)上的限制,但新申報(bào)《道路機(jī)動(dòng)車(chē)輛生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品公告》(簡(jiǎn)稱(chēng)《公告》)的客車(chē)車(chē)型、新申請(qǐng)《新能源汽車(chē)推廣應(yīng)用推薦車(chē)型目錄》(簡(jiǎn)稱(chēng)《推薦目錄》)的使用三元鋰電池的客車(chē)車(chē)型,應(yīng)同時(shí)提交證明滿(mǎn)足《電動(dòng)客車(chē)安全技術(shù)條件》的第三方檢測(cè)報(bào)告,即要確保安全。從2017年新申請(qǐng)的第293批、294批《公告》以及最新幾批《推薦目錄》來(lái)看,三元鋰電池要“上位”電動(dòng)客車(chē),還需邁過(guò)安全這道坎。
從技術(shù)原理看,三元等技術(shù)路線的電池,其碳電極在電池過(guò)充時(shí),表面易析出金屬鋰,金屬鋰會(huì)刺穿隔膜,造成內(nèi)部電池短路,從而導(dǎo)致此類(lèi)電池存在安全隱患。與碳負(fù)極材料相比,鈦酸鋰材料由于高電位而難以形成SEI膜,避免了電池過(guò)熱導(dǎo)致起火。即使在正常電壓范圍內(nèi),鈦酸鋰表面也難以生成鋰枝晶,這在很大程度上避免了在電池內(nèi)部造成短路的可能,因此,鈦酸鋰電池比其他鋰離子電池在安全性上有所提高。這就不難理解為什么在天津客車(chē)展上,配有鈦酸鋰電池的銀隆客車(chē)產(chǎn)品獲得了人們的青睞和認(rèn)可??蛙?chē)動(dòng)力電池充電:等得花兒都謝了
充電太久也是電動(dòng)客車(chē)用戶(hù)的一個(gè)頭疼問(wèn)題,一般的磷酸鐵鋰電池客車(chē),充滿(mǎn)電至少也要3-4小時(shí),比如公交公司,僅晚上充電無(wú)法保障白天的行駛需求,因此需要購(gòu)置大量的車(chē)輛來(lái)填補(bǔ)充電車(chē)輛的空缺,加上充電所需的人員以及對(duì)增加車(chē)輛的維護(hù),對(duì)于運(yùn)營(yíng)類(lèi)企業(yè),這是一個(gè)不小的成本。
如何破解充電太久這一難題?盡管主打磷酸鐵鋰技術(shù)路線的寧德時(shí)代曾放出消息稱(chēng),2017年底會(huì)推出一款“充電10分鐘,行駛300公里”的快充電池,但從其宣傳部門(mén)的謹(jǐn)慎言辭來(lái)看,磷酸鐵鋰、三元、錳酸鋰等恐都難當(dāng)重任。
鈦酸鋰電池已經(jīng)給出答案。國(guó)內(nèi)致力于鈦酸鋰快充電池研發(fā)和生產(chǎn)的企業(yè),一般可做到15分鐘完成充電,銀隆鈦酸鋰電池更快,6分鐘即可完成充電。這意味著,司機(jī)師傅回到公交場(chǎng)站去趟洗手間的功夫就完成了充電,真正做到了“無(wú)需等待”,同時(shí)也為客車(chē)運(yùn)營(yíng)企業(yè)降低了運(yùn)營(yíng)成本。
標(biāo)稱(chēng)電壓:28.8V
標(biāo)稱(chēng)容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
從技術(shù)原理來(lái)看,快充技術(shù)其核心就是通過(guò)對(duì)化學(xué)體系的設(shè)計(jì)優(yōu)化,加速鋰離子在正負(fù)極間移動(dòng)的速度。普通化學(xué)體系的電池,在快充時(shí)負(fù)極會(huì)出現(xiàn)副產(chǎn)物,影響電芯的循環(huán)和穩(wěn)定性,只能采用可承受快充大電流的負(fù)極材料來(lái)做到快充,鈦酸鋰能夠在大倍率下進(jìn)行快速脫嵌鋰,可在短時(shí)間內(nèi)完成充放電。
客車(chē)動(dòng)力電池:夢(mèng)想終于照進(jìn)了現(xiàn)實(shí)
一般技術(shù)路線的客車(chē)動(dòng)力電池,除了安全問(wèn)題和充電速度問(wèn)題之外,其使用壽命和工作溫度范圍也是常被提起的問(wèn)題。一般磷酸鐵鋰動(dòng)力電池充放電循環(huán)在2500次到3000次左右,而銀隆鈦酸鋰電池則可以實(shí)現(xiàn)25000次充放電循環(huán),使用壽命可長(zhǎng)達(dá)30年。而在工作溫度方面,一般電池在北方的冬季工作效果并不理想,銀隆鈦酸鋰電池耐寬溫,可在-50℃-+60℃范圍內(nèi)正常工作。
總之,以珠海銀隆為代表的鈦酸鋰電池具有體積小、重量輕、能量密度高、密封性能好、無(wú)泄漏、無(wú)記憶效應(yīng)、自放電率低、充放電迅速、循環(huán)壽命超長(zhǎng)、工作環(huán)境溫度范圍寬、安全穩(wěn)定和綠色環(huán)保等特點(diǎn),它幾乎滿(mǎn)足了人們對(duì)電動(dòng)客車(chē)動(dòng)力電池的所有想象。曾經(jīng),我們關(guān)于電動(dòng)客車(chē)動(dòng)力電池那些美好的、看似很難實(shí)現(xiàn)的夢(mèng)想,像一道光,終于開(kāi)始照進(jìn)實(shí)現(xiàn)。