鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:545次 | 2022年06月10日
燃料動(dòng)力鋰電池和鋰電池的全方位比較
作為一種新型的動(dòng)力鋰電池,鋰離子電池的輸入/輸出功率,實(shí)際上是先將輸入的功率儲(chǔ)存起來(lái),等待使用,然后通過(guò)輸出裝置輸出功率。
燃料動(dòng)力電池相當(dāng)于傳統(tǒng)汽車(chē)的內(nèi)燃機(jī)。內(nèi)燃機(jī)燒油,只有能量轉(zhuǎn)換設(shè)備,沒(méi)有儲(chǔ)能設(shè)備;燃料動(dòng)力電池燃燒氫,氫也是一種能量轉(zhuǎn)換裝置,而不是能量?jī)?chǔ)存裝置。
鋰離子電池是能量存儲(chǔ)設(shè)備,所以從技術(shù)上講,燃料動(dòng)力電池不是電池,而是引擎。
因此,燃料動(dòng)力電池是發(fā)電裝置,而鋰離子電池是儲(chǔ)能裝置。下表是兩種動(dòng)力鋰電池的感應(yīng)和比較。比較因素包括誘導(dǎo)功能、成本、政策支持、資源約束、環(huán)境維護(hù)和商品化程度。
能量密度
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%
能量密度是儲(chǔ)存在一定空間或質(zhì)量?jī)?nèi)的能量量。電池的能量密度是電池單位體積或質(zhì)量釋放的電能量。
電池的能量密度分為單個(gè)電池的能量密度和電池系統(tǒng)的能量密度。電池系統(tǒng)的能量密度低于單個(gè)電池。
鋰離子電池系統(tǒng)是一個(gè)封閉系統(tǒng)。由于鋰元素的特性,現(xiàn)在以鋰離子電池中能量密度最高的三元鋰離子電池為例,其單能量密度僅為1.08MJ/kg(電池組系統(tǒng)衰減20%)。
未來(lái),假如你想提高鋰離子電池的能量密度,你要依靠全固態(tài)電池的技術(shù)來(lái)打破,但其能量密度的上限并不高。
燃料動(dòng)力電池系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)放的系統(tǒng),它的能量密度基本上是由儲(chǔ)氫量決定的。氫本身的能量密度是143MJ/Kg,現(xiàn)在燃料動(dòng)力電池系統(tǒng)的能量密度超過(guò)350wh/Kg。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量: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
功率密度
功率密度是電池的最大輸出功率與電池系統(tǒng)的質(zhì)量或體積之比。
假如鋰離子電池系統(tǒng)提高了它的輸出功率,這樣它就可以在高功率下放電,一般的解決方法是新增電池的數(shù)量,這將新增整個(gè)電池系統(tǒng)的重量。即使特斯拉選擇當(dāng)前能量密度最好的三元電池,它的電池組件組件接近半噸。
因此,鋰離子電池系統(tǒng)的高功率放電與電池壽命的高范圍不相容,功率密度的提高受到限制。
燃料動(dòng)力電池本質(zhì)上可以理解為一種以氫為原料的化學(xué)發(fā)電系統(tǒng),因此輸出功率相對(duì)穩(wěn)定。一般情況下,為了使放電功率最大化,只能新增動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)。例如,豐田Mirai配備了鎳氫電池。
作為一種開(kāi)放式的動(dòng)力系統(tǒng),燃料動(dòng)力電池系統(tǒng)簡(jiǎn)單的提高了輸出功率,并且額外的電池不會(huì)新增太多的重量。豐田Mirai的功率密度達(dá)到2036W/kg。
安全
無(wú)論純電動(dòng)鋰離子電池車(chē)還是燃料動(dòng)力電池車(chē),只要是車(chē),安全都是最重要的指標(biāo)。
鋰離子電池作為封閉的能量系統(tǒng),從原理上很難做到高能量密度和安全性不相容,假如單純追求高能量密度,那么整個(gè)鋰離子電池系統(tǒng)就相當(dāng)于炸彈。
因此,低能量密度的磷酸鐵鋰在主流工藝中具有更好的安全性,電池在電池溫度達(dá)到500~600度時(shí)才開(kāi)始分化,不要太多的維護(hù)輔助設(shè)備。
Telsa選擇的三元電池具有很高的能量密度,但不耐高溫。它將區(qū)分250度和350度,導(dǎo)致安全性差。
解決方法是將7000多個(gè)電池并聯(lián)起來(lái),大大降低單個(gè)電池泄漏和爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。
但是,假如你分析一下特斯拉汽車(chē)的事故,不是輕微的碰撞,就是靜態(tài)的,但是電池著火了,所以它的安全還是有很多問(wèn)題。
燃料動(dòng)力電池本身是非常安全的,它被用于汽車(chē),所以它的安全重要來(lái)自氫儲(chǔ)存系統(tǒng)。
然而,許多實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明,與汽油和天然氣這兩種常見(jiàn)的可燃?xì)怏w相比,氫氣的安全性并沒(méi)有降低。
此外,碳纖維現(xiàn)在被用于汽車(chē)儲(chǔ)氫設(shè)備,可以在時(shí)速80公里的多角度碰撞測(cè)試中毫發(fā)無(wú)損。
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