鉅大LARGE | 點擊量：435次 | 2024年01月12日
CATL和BYD的電池管理系統(tǒng)解析
假如把電芯比作人體的心臟，模組和電池包比作強健的體魄，那么整個動力鋰電池系統(tǒng)要平穩(wěn)運行，還要一個支配身體的智慧大腦，那就是BMS。
電池管理系統(tǒng)(BatteryManagementSystem，簡稱BMS)是連接電池和電動汽車的重要紐帶，其精準的控制和管理為電池的完美應(yīng)用保駕護航。
龍生九子，各有不同。即使同一批次生產(chǎn)的兩個單體電芯，因生產(chǎn)工藝誤差、使用環(huán)境差異等，其性能也不可能完全一致;在使用過程中這種不一致性會逐漸擴大，可能會出現(xiàn)過充、過放和局部過熱的危險，嚴重時影響到電池組的使用壽命和安全。
這時就要BMS大顯身手。
那么問題來了，BMS重要做什么?
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
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%
電池管理系統(tǒng)BMS的功能用途
1、準確估測動力鋰電池組的荷電狀態(tài)
準確估測動力鋰電池組的荷電狀態(tài)(StateofCharge，即SOC)，即電池剩余電量，保證SOC維持在合理的范圍內(nèi)，防止由于過充電或過放電對電池的損傷，從而隨時預(yù)報混合動力汽車儲能電池還剩余多少能量或者儲能電池的荷電狀態(tài)。
2、動態(tài)監(jiān)測動力鋰電池組的工作狀態(tài)
在電池充放電過程中，實時采集動力鋰電池組中的每塊電池的端電壓和溫度、充放電電流及電池包總電壓，防止電池發(fā)生過充電或過放電現(xiàn)象。
同時能夠及時給出電池狀況，選擇出有問題的電池，保持整組電池運行的可靠性和高效性，使剩余電量估計模型的實現(xiàn)成為可能。除此以外，還要建立每塊電池的使用歷史檔案，為進一步優(yōu)化和開發(fā)新型電、充電器、電動機等供應(yīng)資料，為離線分析系統(tǒng)故障供應(yīng)依據(jù)。
3、單體電池間的均衡
即為單體電池均衡充電，使電池組中各個電池都達到均衡一致的狀態(tài)。均衡技術(shù)是目前世界正在致力研究與開發(fā)的一項電池能量管理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。
有關(guān)BMS的功能，行業(yè)內(nèi)有關(guān)其分類方式不盡相同。不過從用戶的角度來理解，可大致劃分為兩大功能電池體檢和安全衛(wèi)士。
即時體檢
精準掌握電池狀態(tài)
即時體檢，指的是電池數(shù)據(jù)采集和狀態(tài)評估。
數(shù)據(jù)采集，可簡單理解為給電池做例行的體檢;在充放電過程中，實時采集電池組中每塊電池的端電壓、溫度、充放電電流及總電壓，防止電池發(fā)生過充電或過放電現(xiàn)象。
這種體檢是在線的、持續(xù)的、不間斷的。過程中當發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常時，可及時查詢對應(yīng)電池狀況，并選擇出有問題的電池，從而保持整組電池運行的可靠性和高效性。
寧德時代掌握業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的高精度測量技術(shù)，總流總壓精度可達千分之五;采樣數(shù)據(jù)精度很高，通過實時了解電池真實工作狀態(tài)，及時做出判斷與修正。
體檢結(jié)束之后，會進入分析、診斷、計算的階段，之后生成體檢報告，這個過程可以理解為電池的狀態(tài)評估。
這時，我們要了解一個行業(yè)的常用術(shù)語SOC。
何為SOC?
電池組的荷電狀態(tài)(StateofCharge，即SOC)，即電池剩余電量。SOC是判斷電池過充及過放等一系列故障的基礎(chǔ)，精確的估算SOC，可防止電池過充和過放，延長電池的使用壽命，從而提高電池的利用率。
其實，除了SOC估算，還有SOH(StateofHealth),SOP(StateofPower)，用戶可通過車上儀表顯示看到這些數(shù)據(jù)，從而確認電池的工作、功能狀態(tài)。據(jù)此，在保護電池的基礎(chǔ)上，將潛力發(fā)揮最大化，大大提升駕乘體驗。
因此SOC等數(shù)據(jù)估算的準確與否，就顯得特別重要。估算不準帶來的后果，有可能是汽車拋錨、與預(yù)期的行駛里程數(shù)不符等。
車輛正在進行快充實驗時，SOC顯示52%
舉個例子，滿電情況下續(xù)航里程為400公里的車輛在道路行駛。若估算準確，當SOC顯示為10%時，還可能行駛的里程是40公里;若估算不準，SOC達到15%，則用戶以為的里程為60公里，事實上可能在行駛40公里之后，就已經(jīng)沒電了。很顯然，關(guān)于用戶來說，這樣的情況很糟糕。
有關(guān)電池狀態(tài)的估算，要經(jīng)過一系列復(fù)雜的計算。寧德時代掌握了精確的核心算法，通過基于電池參數(shù)的估算方法，有效消除累積誤差的影響，估算更精確。NCM估算精確度在3%，LFP在5%左右。
安全衛(wèi)士
保護電池及人身安全
BMS還有另一大核心功能，就是安全衛(wèi)士;可簡單理解為保護的用途，重要體現(xiàn)在對電池及高壓安全的防護上。
首先，由于電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，電池濫用或損壞會影響到電池壽命及安全性，嚴重時會造成電池熱失控，從而引發(fā)安全事故。BMS對電池的保護功能表現(xiàn)在：一方面，對電池狀態(tài)進行實時監(jiān)控;另一方面，與整車及充電機等外部系統(tǒng)進行通訊，對充放電過程進行及時有效的控制，從而防止危險事故的發(fā)生。
目前，寧德時代已實現(xiàn)了BMS對電池充電、放電及均衡過程全方位的保護，做到了對故障的提前預(yù)防、發(fā)生檢測，過程控制及影響降級。
工程師在-30℃的黑河進行樣車冬季測試
其次，電池系統(tǒng)電壓可達300-500V，遠超人體安全電壓，風(fēng)險隱患極大，高壓安全防護為此保駕護航。BMS通過對絕緣電阻、高壓互鎖及繼電器狀態(tài)的檢測，對可能發(fā)生的高壓泄漏風(fēng)險進行檢測及控制，從而保護駕駛員、乘客及維修人員的人身安全。
程師在整車廠進行高壓測試
說到安全，就不得不提功能安全了。功能安全是BMS安全開發(fā)的核心，目的是預(yù)防、檢測及控制BMS及其他E/E部件故障所造成的動力鋰電池系統(tǒng)危險。寧德時代始終以做前列安全電池為發(fā)展目標，是業(yè)內(nèi)較早進入功能安全開發(fā)領(lǐng)域，也是第一個開發(fā)具有ASILD功能安全目標的BMS產(chǎn)品的動力鋰電池公司。
何為ASILD等級?
國際安全標準ISO26262根據(jù)安全風(fēng)險程度，將安全需求劃分為A到D的安全等級(AutomotiveSafetyIntegrityLevel，ASIL)，其中D級為最高等級，是最苛刻的安全需求，意味著功能安全開發(fā)流程及技術(shù)要求更嚴格、相應(yīng)的開發(fā)成本新增、開發(fā)周期延長。
不同安全等級產(chǎn)品的隨機硬件失效率要求
ASILD等級要求產(chǎn)品安全目標失效率小于10^-8/h，意味著1輛車假定每天運行4小時,要運行7萬年才出現(xiàn)1次違反安全目標的功能性故障。而如此低概率的失效率，可媲美飛機的安全設(shè)計要求。
寧德時代已先后為寶馬、大眾、標致雪鐵龍及長城等多家國內(nèi)外客戶，供應(yīng)或合作開發(fā)了滿足功能安全要求的BMS產(chǎn)品，獲得了客戶及第三方評審機構(gòu)的一致認可。在積累了豐富項目相關(guān)經(jīng)驗的同時，寧德時代也逐漸形成了BMS產(chǎn)品功能安全的巨大優(yōu)勢。
其實，BMS的功能遠不止這些，可謂小身材，大智慧。電池管理系統(tǒng)協(xié)同電池包，為整車供應(yīng)強大的動力鋰電池系統(tǒng)。未來，寧德時代也將攜手同行，踏上更高更遠的征程！
解密比亞迪電池管理系統(tǒng)
首先我們來談?wù)勌坪颓氐碾姵兀吞枒?yīng)該是相同的，只是秦的電池組電芯數(shù)量比較少，容量13度，唐的比較多，18度。單個的電芯都是比亞迪自己制造的磷酸鐵鋰離子電池，額定電壓3.2V，容量26AH。為何不是最近比較火的三元鋰離子電池呢?原因如下圖：
磷酸鐵鋰離子電池擁有更好的壽命、安全性，更適合插電式混動車的用車情況。
電池單體大概是這個樣子的，但是這個應(yīng)該是大巴上的，因為電儲量高達120AH，咱們的只有26AH，不過大致上是相同的，都是長方體。
唐的電池組位于底盤中部，體積和重量都比較大。放在底盤的好處是降低了整車重心，同時不影響后備箱空間。缺點嘛，對放水和防磕碰要求比較高，日常使用要注意這塊不要浸水，不要磕碰。
這是秦的電池組，位于后座以后，后備箱之前。優(yōu)點：放水防磕碰性能都很好，缺點：重心比較高，影響后備箱空間，和唐正好是相對的~
連接方式為串聯(lián)(全部電芯串聯(lián))，串聯(lián)的電池如下圖，形象一點說，就是類似于我們以前用過的手電筒，幾個電池頭尾相接。
這種連接方式，每個電芯放電的時候使用同樣的電流對外放電，充電的時候同樣的電流充電，在不借助均衡系統(tǒng)的情況下，無法對單個電芯進行充放電。而且，當一個電芯充滿時，就要停止對整個電池組的充電，不然這個電芯會過充損壞，而一個電芯放空的時候，整個電池組就要停止放電，不然這個電芯會過放損壞。
還記得手電筒有什么要求么?對了，新舊電池不能混用，也就是說有電和沒電的電池不能混用?；氐教坪颓氐碾姵亟M，上邊是個示意圖，選取了幾個電芯。正常情況下，他們的存電量應(yīng)該是完全相同的，一起充滿，一起放空，假如一直這樣循環(huán)，那么就不會出現(xiàn)文章之初的各種問題了。
事實上，電池組使用一段時間以后，就會出現(xiàn)各個電芯存電量出現(xiàn)差異的情況，出現(xiàn)差異的原因有很多，比如電池本身容量就不一致，或者內(nèi)阻不一致，工作溫度不一致等，都會導(dǎo)致放電容量出現(xiàn)差異。當各個電芯存電量不一致，就會出現(xiàn)下圖的情況：
表面上看，只是有一個電芯損失了一點電量，一共有那么多電芯，應(yīng)該不會有什么影響吧?我們繼續(xù)往下看，這個電池組放電的時候，會發(fā)生什么：
整個電池組釋放了80%的電量，而這時候，原本不滿的電池已經(jīng)空了，這時候電池組就要停止放電。假如這個電池組的存電量是10度，那么在充滿的情況下，這個不均衡的電池組放電80%也就是8度就已經(jīng)無法放電了，表面上看只有5%的電量缺失，卻導(dǎo)致20%的容量無法使用。這還是只有4個電芯比較的情況下，假如是200多個，可想而知影響有多大。
那么一旦出現(xiàn)了不均衡，怎么辦呢?這就要用到電池管理系統(tǒng)的均衡模塊。唐和秦的均衡模塊采用的是被動均衡方式，也就是說，通過旁路電阻給電壓較高的電芯放電，使其達到和其他電芯相同的電壓。也就是這樣：
每個電芯都有一個由電池管理系統(tǒng)單獨控制的電阻，當要的時候，接通這個電阻的電路，給電芯放電。通過經(jīng)過一定的時間，這個不均衡的電池組就變成了這樣：
電芯電容量一致了，再充電就可以都充滿，放電都放空，一切恢復(fù)正常，容量回來了，續(xù)航也回來了!聽起來很美，是吧?那為何很多車就是達不到這個效果呢?
首先，這個放電的過程非常緩慢!充電過程的話電流可以達到10A以上(10000ma)，而這個放電呢?據(jù)了解，這個放電電阻允許的最大電流是30ma~在均衡系統(tǒng)一直處于最佳均衡狀態(tài)的情況下，均衡一度電的差異，也要100小時左右!
其次，均衡系統(tǒng)不是一直工作在最佳狀態(tài)下的。要有一個好的工作狀態(tài)，系統(tǒng)要了解哪個電芯是要被放電的，要放多少電。而這個過程不是任意電量都可以完成的。
這是一個磷酸鐵鋰離子電池放電的曲線圖?？梢钥吹?，在15%電量以上的時候，電壓的差異是非常小的。這時候要找到哪個電芯要放電，放多少，是非常困難甚至不可能的。所以，要讓均衡系統(tǒng)處于高效工作狀態(tài)，就要實時的把電池用到15%以下。
然后充滿電，讓車進入均衡狀態(tài)，這時候的均衡效率是最高的，除非用車，不然建議等到均衡結(jié)束(也就是說儀表盤完全熄滅)。在電池組不均衡的情況下，一次均衡大概要20小時左右，大家可以按照自己的電池組缺少電量來計算要多少個循環(huán)。
這也就引申出了另一個問題：在均衡結(jié)束以后，略微用一點電，然后充滿，車輛會再次進入均衡狀態(tài)，這個時間，應(yīng)不應(yīng)該計入有效均衡?根據(jù)樓主的相關(guān)經(jīng)驗，這個均衡幾乎是無效的。
因為唐和秦的電池組不均衡，絕大多數(shù)是某一兩個電芯電壓過低，要對另外的大量電芯進行放電。而在低電量時，可以正確的標記剩余電芯，高電量下，系統(tǒng)只會標記充滿時電壓最高的一個電芯，是一個，可想而知效率是怎么樣的了，幾乎可以忽略不計。
下面講一下，什么樣的電池是沒問題的，什么樣的是有問題的。這里，借用了14款秦的DCT軟件電池監(jiān)控模塊來展示數(shù)據(jù)。唐不支持這個，但是電池組的原理是相同的。
很多人去檢查電池的時候，發(fā)現(xiàn)自己最低電壓電芯只有2.6-2.8V，感覺這個電芯有問題，進而要求4S店更換，4S套用廠家的表格，給出正常的答復(fù)，客戶就會感覺廠家在敷衍。其實，單個電芯電壓較低是正常的。
最理想的狀況是5%電量是所有電壓電芯均低于3V，這樣電池組所有的電量都被釋放，當然，這樣的電池組幾乎是不存在的，它要求所有電芯的一致性非常非常好。一般來說，判斷電池組狀況較好的依據(jù)是在5%的情況下，最低電芯電壓低于3V，而最高電壓電芯電壓低于3.15V(放電到5%的瞬間電壓即可，存放一會兒以后電壓會回升，不比等回升)。
更換電池廠家有自己的標準，假如滿足更換的條件，可以選擇更換，但是樓主更建議先使用正確的均衡方法均衡100小時，假如效果不明顯再換。因為更換完的電芯和原來已經(jīng)有所衰減的電芯是很難匹配一致的。
假如某個電芯有問題，實際容量降低了，那么無論均衡系統(tǒng)如何努力，都是無濟于事的。那么如何判斷電芯問題呢?
均衡問題導(dǎo)致的電壓不一致，是5%的時候最低電壓電芯和100%時最低電壓電芯是同一個。而電芯問題導(dǎo)致的是5%的時候最低電壓電芯在100%的時候反而電壓較高甚至最高了，假如你的電池組是這樣的情況，那么沒別的辦法，換掉有問題的電芯吧!
充電量不足、純電續(xù)航里程不足：電池組均衡有問題或某個電芯有問題，解決方法為首先判斷是哪種情況，相應(yīng)的處理意見前文中已經(jīng)介紹了。
充電跳電：即電池組在充電時在某個百分比(比如96%)，不經(jīng)過后邊的百分比直接達到100%。原因是系統(tǒng)關(guān)于電池組容量的標記大于實際上電池組的容量。在充電到這個百分比時，已經(jīng)有電芯的電壓達到終止充電的電壓。所以系統(tǒng)停止充電，同時認定此時電量為100%，造成此問題的原因也是充電量不足。
電量較低時電量下降飛快：因為磷酸鐵鋰離子電池的放電特點，在中間很長的平臺電壓變化很低，系統(tǒng)只能估測剩余電量。而當電芯剩余電量到達15%(此時對應(yīng)電芯電壓大約在3.18V)時，電壓會突然下降。
唐和秦的電池管理系統(tǒng)會在有電芯到達此電壓時，重新預(yù)估電池組剩余電量，假如此時剩余電量顯示為30%，而系統(tǒng)重新估測后認為只有15%，那么，管理系統(tǒng)會提高儀表顯示的電量下降速度，造成的結(jié)果就是原來1%可以跑800米，而此時只能跑400米。
國內(nèi)電池管理系統(tǒng)BMS的困境
新能源汽車的發(fā)展并不是一帆風(fēng)順的，過去這兩年，隨著新能源汽車的大量推廣使用，我們也聽到了不少有關(guān)新能源汽車的丑聞：自燃、虛假續(xù)航里程等，而為何會出現(xiàn)這些使用問題呢?沒有使用電池管理系統(tǒng)或使用劣質(zhì)的不成熟的電池管理系統(tǒng)是主因。實際上，新能源汽車的安全性問題，一直是政府和汽車產(chǎn)業(yè)的重點工作之一。
不久前，科技部、財政部、工信部和發(fā)改委等四部委，已經(jīng)聯(lián)合公布了新能源汽車示范推廣安全令(即《有關(guān)加強節(jié)能與新能源汽車示范推廣安全管理工作的函》)，強調(diào)對投入示范運行的插電式混合動力汽車、純電動汽車要全部安裝車輛運行技術(shù)狀態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng)(簡稱BMS)，特別是要加強對動力鋰電池和燃料動力電池工電動汽車自燃原因多種多樣，并非安裝了電池管理系統(tǒng)就可以高枕無憂的，例如：在安全、精度、壽命、放電能力等方面，單體電池可以充放電2000次，成電池組后可能只有1000次，若搭載不成熟的BMS，無法實時精準地監(jiān)控電池充放電狀況，極易造成電池芯局部功耗過大，出現(xiàn)局部熱量，且信息無法傳遞至駕駛員，極易導(dǎo)致電池自燃發(fā)生。
業(yè)內(nèi)人士認為，安裝優(yōu)秀的電池管理學(xué)BMS能夠有效提高電池的利用率，防止電池出現(xiàn)過充電和過放電，并且延長電池的使用壽命，監(jiān)控電池組及各電池單芯的運行狀態(tài)，有效預(yù)防電池組自燃，如遇緊急情況提前對司機作出突發(fā)事件預(yù)警，為保障安全贏得時間。
新能源汽車和電池管理系統(tǒng)的未來
我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)始于21世紀初，迄今發(fā)展不過十數(shù)年，由于人們關(guān)于環(huán)保和可再生能源的渴求，新能源汽車才迎來了發(fā)展機遇，之后便一發(fā)不可收拾，在很長的一段未來里，新能源汽車都會作為一個挑戰(zhàn)者去侵占原本屬于傳統(tǒng)燃油汽車的廣大市場，而且由于社會發(fā)展的要，這種市場份額的侵占，是可以預(yù)期的。
在展望新能源汽車快速發(fā)展的同時，我們必須清楚地認識到，技術(shù)的發(fā)展才是行業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，而穩(wěn)定、高效、安全、可靠的產(chǎn)品就是技術(shù)的體現(xiàn)，我們必須要了解，國內(nèi)目前的新能源汽車行業(yè)并不友善，頻發(fā)的電動汽車自燃事件和虛假續(xù)航里程，都暴露出國內(nèi)目前新能源電池組、電池管理系統(tǒng)的設(shè)計、檢測、生產(chǎn)的標準的不完善。
技術(shù)參數(shù)及標準的缺失，也沒有權(quán)威機構(gòu)對廠家生產(chǎn)的BMS進行權(quán)威檢測，這是目前國內(nèi)BMS市場的困局，導(dǎo)致了BMS產(chǎn)品的良莠不齊，難以大面積推廣。
同時，目前國內(nèi)很多汽車廠商及電池PACK公司關(guān)于BMS的重要性認識不足，以為只要各個單體電池芯能鏈接上，就能保證車輛運行，對其安全性心存僥幸，在BMS采購中一味地追求低價格，為求合同的簽訂，某些不良BMS供應(yīng)商只有降低BMS功能指標或干脆部分功能，從而埋下安全隱患，這也是對整個行業(yè)的不負責任和傷害。
只有盡快建立統(tǒng)一的行業(yè)標準，打壓不符合市場要求的生產(chǎn)商，建立健全的檢測體系，電池管理系統(tǒng)和新能源汽車才能擁有可持續(xù)發(fā)展的未來，這也是諸多廠商和消費者的訴求。
4種汽車動力鋰電池性能比較
鋰電派
2013年，特斯拉CEO給力哥ElonMusk在德國接受外媒采訪時將燃料動力電池（FuelCell）稱為傻瓜電池（FoolCell），并表示：他們非常愚蠢，就算從理論上實現(xiàn)燃料動力電池的最佳性能，也無法同今天的鋰離子電池抗衡。他還指出鋰離子電池還有很大潛力沒有發(fā)掘。
而另外一方面，通用汽車和豐田等多家車企巨頭各自同合作伙伴簽訂合作開發(fā)燃料動力電池協(xié)議，計劃未來數(shù)年內(nèi)推出燃料動力電池車投入實用。早在2011年豐田就在東京車展上就亮相了FCV-R氫燃料動力電池概念車，今年東京車展則將展出量產(chǎn)型號。豐田公司同寶馬簽署協(xié)議在四個領(lǐng)域進行合作，其中就包括燃料動力電池。
除了豐田，通用汽車和本田汽車宣布將聯(lián)合開發(fā)下一代燃料動力電池技術(shù)，以便2020年投放到市場。韓國現(xiàn)代汽車已經(jīng)率先投產(chǎn)燃料動力電池車，福特、戴姆勒和雷諾-日產(chǎn)正合作開發(fā)燃料動力電池技術(shù)。
豐田表示，即將量產(chǎn)的燃料動力電池車售價大約接近寶馬5系或者特斯拉ModelS，大約為5萬美元左右，一次加注燃料續(xù)航里程高達300英里（483公里）。因而性價比具有較高的競爭力。
那么到底是特斯拉的給力哥對，還是豐田以及一眾車廠對，為何會有燃料動力電池和鋰離子電池之爭，未來電動汽車的動力之源會是什么呢？我們來做一個深度解讀。
電動汽車和傳統(tǒng)汽車
現(xiàn)在林林總總的電動汽車，其實是傳統(tǒng)汽車的一個延續(xù)，人們做的，只是把傳統(tǒng)汽車動力部分、燃油部分換成了電機和電池。
電動汽車的歷史其實非常非常悠久，1839年，蘇格蘭的羅伯特安德森給四輪馬車裝上了電池和電動機，將其成功改造為世界上第一輛靠電力驅(qū)動的車輛。內(nèi)燃機汽車的發(fā)明時間則要推遲到四十余年之后的1885年十月，卡爾奔馳設(shè)計制造了世界上第一輛三輪汽油汽車，同年戈特利布戴姆勒也制造出了一部四輪汽油汽車。兩人各自成立了自已的汽車公司，1926年兩家合并為戴姆勒-奔馳汽車公司。
電動汽車在歷史上經(jīng)歷過三個發(fā)展期，1885年到1915年是電動汽車的第一次黃金時期。這一期間，由于內(nèi)燃機技術(shù)相當落后，行駛里程短，故障多，維修困難，不及電動汽車，因此電動汽車在這一時期被普遍認可。當時美國總統(tǒng)的座駕就是電動汽車，而不是內(nèi)燃機汽車。
第二個階段是60年代，中東戰(zhàn)爭引發(fā)石油危機的大背景下，美國通用汽車公司與福特汽車公司分別研發(fā)了新型電動汽車。雪鐵龍、標致則將現(xiàn)有車型改裝成小型電動汽車。以此為契機，全球掀起了電動汽車熱潮。
第三個階段是20世紀90年代后，隨著鋰離子電池技術(shù)的進步，成本的降低，電動汽車的性能有了巨大提升。最終實現(xiàn)了特斯拉、日產(chǎn)等的量產(chǎn)電動汽車。
從電動汽車的歷史可以看出，電動汽車和傳統(tǒng)的內(nèi)燃機汽車，實際上是平行發(fā)展，互相競爭的關(guān)系。當電動汽車的性能、成本、用戶體驗高于內(nèi)燃機汽車的時候，電動汽車就有一個黃金發(fā)展期，而當內(nèi)燃機技術(shù)進步，體驗超過電動汽車時，電動汽車就歸于沉寂。
電動汽車性能的關(guān)鍵因素：動力鋰電池
關(guān)于電動汽車來說，性能、成本、用戶體驗?zāi)芊駢旱箖?nèi)燃機汽車，關(guān)鍵在于動力鋰電池。
我們了解，汽車能跑，是因為發(fā)動機和變速箱工作，給汽車供應(yīng)動力，電動汽車能跑是電池和電動機供應(yīng)動力。電機技術(shù)經(jīng)過百年的發(fā)展，已經(jīng)非常非常成熟。
無論是單位重量的功率、還是效率、壽命、成本、控制，都遠遠優(yōu)于發(fā)動機。同等功率的電機往往比發(fā)動機便宜，壽命更長，維護保養(yǎng)也更簡單。理論上電動汽車應(yīng)該遠比內(nèi)燃機汽車更加有競爭力，而問題的關(guān)鍵就卡在電池上。
眾所周知，汽車運動是要能量的，內(nèi)燃機汽車的能量來自于汽油或者柴油的燃燒，熱能轉(zhuǎn)化成動能。而電池通過電機，把電能轉(zhuǎn)化成動能。而現(xiàn)在電動汽車遇到的問題就是同樣的重量，同樣的體積，電池供應(yīng)的能量遠遠低于汽油和柴油，也就是能量密度低。
所以，同樣跑300公里，汽油車只要30升的油箱，只要20多公斤汽油，而即使采用了先進鋰離子電池的電動汽車，也要600多公斤的巨大電池包，還不算保護電路，電池包本身的保護的重量。
假如用鉛酸電池，則要1噸到2噸的沉重電池包，而一輛家用轎車正常的重量也不過1噸多。
除了能量密度，電池還有一個功率密度的概念，動力鋰電池能夠釋放的最大電流是有限的，電壓是有限的。即使電動機功率很高，電池瞬間放電能力不行，也會影響電動汽車的性能。
動力鋰電池的分類
目前，電動汽車用的動力鋰電池種類其實非常多，但是真正實用化的并不多。因為很多電池都有這樣或者那樣的問題。世界上大部分廠商都選擇了鋰離子電池，細節(jié)材料上有使用三元鋰離子電池的，有使用磷酸鐵鋰的，有使用錳酸鋰的，但是它們都可以歸結(jié)到鋰離子電池的范疇，要充電放電，有循環(huán)次數(shù)。
氫燃料動力電池和鋅空氣電池都不是充電電池，是靠消耗其他材料（氫氣，鋅）出現(xiàn)電能，要添加其他材料才能維持運行，更類似傳統(tǒng)燃油車加油的概念。
還有幾種比較另類的電池，一般當作動力鋰電池的輔助使用。下面我們就來詳細說說各類電池的特點和用于汽車的優(yōu)劣。
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