电池充电问题是新能源电动汽车的主要部件之一,也是目前阻碍新能源汽车发展的原因之一。
电池对于发展新能源电动汽车至关重要。新能源汽车的电池分为哪些类别,电池的性能和价格问题是什么?今天我们就来盘点一下,全面介绍一下新能源汽车目前的电池问题。
01。
铅电池。
铅酸电池作为一种成熟的技术,仍然是唯一可以大规模生产的电动汽车电池,因为它成本低,可以高倍放电。在北京奥运会上,有20辆电动汽车使用铅酸电池,为奥运会提供交通服务。
但铅酸电池的比能量、比功率和能量密度都很低,以此为动力源的电动汽车不可能有很好的速度和续航里程。
02。
镍镉电池和镍氢电池。
尽管性能比铅酸电池好,但是含有重金属,使用后会对环境造成污染。
镍氢动力电池刚刚进入成熟阶段,是目前混合动力汽车使用的唯一一个经过实际验证和商业化、规模化的电池系统。现有混合动力电池99%的市场份额是镍氢动力电池,商业化的代表是丰田的普锐斯。目前,世界上主要的汽车动力电池制造商主要包括日本的PEVE和Sanyo。PEVE占据了全球85%的Hybrid动力汽车镍氢电池市场份额。目前,丰田的Prius、Alphard和Estima等主要商业混合动力汽车,以及本田的Cicicic
03。
锂电池。
传统的铅酸电池、镍镉电池和镍氢电池技术成熟,但在汽车中使用它们作为动力电池存在很大问题。目前,越来越多的汽车制造商选择使用锂电池作为新能源汽车的动力电池。
由于锂离子动力电池具有以下优点:工作电压高(是镍镉电池氢-镍电池的3倍);比能量大(可达165WH/,是氢镍电池的3倍);体积小;重量轻;循环寿命长;自放电率低;无记忆效应;无污染等。
目前阻碍动力锂离子电池发展的瓶颈是:安全性能和汽车动力电池管理系统。在安全性能方面,由于锂离子动力电池具有能量密度高、工作温度高、工作环境恶劣等原因,以及以人为本的安全理念,用户对电池的安全性提出了非常高的要求。在汽车动力电池的管理系统方面,由于汽车动力电池的工作电压为12V或24V,而单个动力锂离子电池的工作电压为3.7V,需要多个电池串联以提高电压,但由于电池充放困难,很难完全导致单个电池充放电。
04。
磷酸铁锂电池。
磷酸铁锂电池也是锂电池的一种,其能量不到钴酸锂电池的一半,但其安全性高,循环次数可达2000次,放电稳定,价格低廉,成为汽车动力的新选择。
05。
燃料电池。
简而言之,燃料电池(FuelCell)是一种发电装置,它将存在于燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能。燃料和空气分别送入燃料电池,电力被奇妙地生产出来。从外观上看,它有正负极和电解质,就像一个电池,但本质上它不能“储存电力”,而是一个“发电厂”。
质子交换膜燃料电池最有望用于汽车。其工作原理是将氢气送到负极。氢原子中的两个电子通过催化剂(铂)分离出来。在正极的吸引下,这两个电子通过外部电路产生电流。失去电子的氢离子(质子)可以通过质子交换膜(即固体电解质),正极与氧原子和电子重新结合为水。因为氧气可以从空气中获得,只要氢气不断供应给负极,水(蒸汽)及时带走,燃料电池就可以不断提供电能。
由于燃料电池直接将燃料的化学能转化为电能,中间不经过燃烧过程,因此不受卡诺循环的限制。当前燃料电池系统的燃料-电能转换效率在45%~60%之间,而火力发电和核电的效率在30%~40%之间。新型能源电池的性能比较。
新型能源汽车电池发展趋势。
在新能源汽车的发展中,镍氢电池技术是最成熟的,未来三年仍将是新能源汽车的主流。之后镍氢电池技术将与磷酸铁锂和氢燃料电池三分之一,五年后逐渐被锂电池和燃料电池所取代。
新型能源汽车电池价格趋势。
就价格走势而言,目前电动汽车快充锂离子动力电池的价格在$1600/kwh左右,普通锂离子动力电池的价格在$500/kwh左右,按照目前美国汽油和电力的价格走势,在汽车的整个使用周期内,100km续航能力的快充锂离子动力电池电动汽车的使用成本比性能相当的汽油内燃发动机汽车高25%。一旦电动汽车的动力电池价格下降到$200-300/kwh,电动汽车的使用成本将与传统汽车相当。据预测,在各国相关政策的鼓励下,20年的汽车将使用电量,
新型能源汽车选择三元锂电池,还是磷酸铁锂电池?
对于新能源汽车来说,核心是电池,占整车成本的40%~60%。目前电池种类繁多,主要技术路线是以宁德时代为代表的三元锂电池路线和以比亚迪为代表的磷酸铁锂电池路线。作为消费者,我们应该如何选择?
电池不仅影响新能源汽车的续航能力,而且直接影响许多性能,其中消费者最关心的就是安全、续航和充电!
安全。
如今,对于大多数人来说,材料相对丰富,电车本身的使用成本相对较低。没有必要像燃油车时代那样在经济性和安全性上做出选择。安全是任何其他活动的基本前提。
磷酸铁锂电池在这方面有明显的优势!当温度达到180℃时,三元电池的正极开始分解并产生大量氧气,这些氧气会与电池内部的溶剂发生化学反应,进而产生大量的热量,形成连锁反应。整个过程只需要几十秒就会爆炸,这也是为什么前段时间看到那么多新能源汽车自燃,几乎所有的三元锂电池汽车都被火焰吞噬了,而磷酸铁锂电池汽车几乎没有车主受伤,因为它的正极耐温度可以达到800℃,火灾条件相对较长,而且相对较长。
续航。
毫无疑问,能量密度更高的三元锂电池在续航方面更有优势,但对于新能源汽车来说,续航里程足够基于自己的使用场景,否则过多的电量和过多的电池只会增加汽车的购买成本和耗电量,性价比极低。核心是快速补电,这和续航400-500公里的油车没有里程焦虑是一个道理!
充电。
就电池本身的化学特性而言,三元锂电池的充电速度更快,因为它的电压更高,在相同的电流下充电功率更大。磷酸铁锂电池可以通过技术来弥补这个缺点。三元锂电池汽车的整车电压很高,但如果充电桩电压低,其充电功率就不会上升。
这也解释了为什么越来越多的汽车公司开始逐渐将电池切换到磷酸铁锂电池,这不仅可以保证上述关键性能,而且在成本上也有更大的优势。此外,它不含稀有金属,不会被西方等外国势力卡住,也符合国家能源战略转型的需要。磷酸铁锂电池路线不用太久就会有明显的优势!
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