磷酸铁锂电池属于锂电池的一种,目前如比亚迪e6、北汽ev160、腾势等一些电动汽车生产厂商均将其作为车辆的动力源。磷酸铁锂电池热稳定性是目前车用锂电池中最好的,当电池温度处于500-600℃高温时,其内部化学成分才开始分解,而同属锂电池的钴酸锂电池在180-250℃时内部化学成分就已处于不稳定状态。换言之,磷酸铁锂电池的安全性在锂电池中首屈一指,也正因如此,其也成为目前电动车电池的主要门类之一。
三元锂电池为何受到特斯拉青睐?
【干货】新能源汽车电池简析及未来技术一览
特斯拉MODELS使用的三元锂电池的重量能量密度约为200Wh/kg,而磷酸铁锂电池的能量密度约为150Wh/kg,这意味着同样重量的三元锂电池比磷酸铁锂电池的续航里程更长。但是,当三元锂电池自身温度为250-350℃时,其内部化学成分就开始分解,因此对电池管理系统提出了更高的要求。以特斯拉MODELS车型为例,整车装有7000余节18650三元锂电池,电池管理系统要监测其中每节电池的使用状态,无疑加大了电池管理系统的控制难度。
燃料电池是未来汽车最理想能源
【干货】新能源汽车电池简析及未来技术一览
燃料电池是将化学能转化为电能的发电装置,不是通常所说的电池。其能量的来源主要是依靠不断供给燃料及氧化剂产生,而且能量转换效率高、无污染、寿命长、运行平稳,被业界公认为未来汽车的最佳能源。
就当今市场而言,燃料电池汽车离我们并不遥远。去年年底,丰田汽车公司正式在日本国内发售氢燃料电池车MIRAI(未来),其续航里程能达到约700km,在行驶过程中只排放水。MIRAI的工作原理为:储氢罐中的氢气与车头吸入的氧气在燃料电池内发生反应,产生的电能驱动电机从而带动车辆,而反应产生的剩余电能会存入到储能电池中。位于车身后部的两个储气罐最大可存储5公斤氢燃料,通常情况下,3分钟就可以完成氢燃料补给。
新型电池技术前瞻:物理电池
物理电池是依靠物理变化来提供、储存电能的电池统称,如瞬间充满电的超级电容、比功率达5000-10000W/kg的飞轮电池等都属于物理电池家族的成员。
1、超级电容
超级电容是一种介于传统电容与电池之间的电源元件,功率密度高达300-500W/kg,是普通电池的5-10倍。它主要依靠双电层和氧化还原假电容电荷储存电能,其间不发生化学反应,因此被归为物理电池的范畴。相比化学电池,超级电容有三大明显优势:
①反复充、放电次数达十万次(传统化学电池只有几百至几千次),寿命上要比化学电池高出很多;
②超级电容在充、放电时的功率密度极高,瞬间可放出大量电能,可满足车辆更加宽泛的电力需求;
③工作环境适应能力更佳,通常室外温度在-40℃~65℃时,其都能稳定正常工作(传统电池一般为-20℃~60℃)。
2、飞轮电池
【干货】新能源汽车电池简析及未来技术一览
飞轮电池是上世纪90年代提出的一种新概念电池,它是利用类似飞轮转动时产生能量的原理实现充、放电。大名鼎鼎的保时捷911GT3混合动力赛车以及被评为当今四大神车之一的保时捷918Spyder均在两前轮处安装有飞轮电池,飞轮技术将制动所收集的动能转化为电能,并将能量贮存于一个飞轮之中。在加速过程中,该能量将转移至前轮,在提高加速的同时减少内燃机的燃油消耗。
由于技术和材料价格的限制,飞轮电池的价格相对较高,在小型场合还无法体现其优势。但在太空、大规模交通运输以及特种方面需要大型储能装置的场合,飞轮电池已得到逐步应用。