鉅大LARGE | 點擊量:933次 | 2018年12月28日
電動車電池和手機電池有什么區(qū)別
汽車行業(yè)15年+從業(yè)者,曾供職于德、美、日多家車企的產(chǎn)品、市場、品牌、傳播等部門。曾擁有的身份、頭銜頗多:“品牌經(jīng)理”、“技術(shù)發(fā)燒友”,人送外號“法哥”
恰逢行業(yè)多年來的首個寒冬。作為老鳥,經(jīng)歷過太多起起落落的春秋,如今想的更多的是對知識、經(jīng)歷的分享,恰好也有些自己的時間,希望能幫助大家,也希望車圈兒越來越好
電動車近些年越來越熱,知乎里面討論品牌、產(chǎn)品的很多,在此拋個磚,花些筆墨淺聊下電池,還請多包涵
總之,原則是:問簡單的問題,說簡單的話,舉簡單的例子
同時,也在文后加了個音頻,不想看字的直接去最后撈干貨
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%
先劃重點:
動力電池和手機電池都是鋰離子蓄電池,工作原理類似,但分為不同種類
與手機電池不同,動力電池是高壓電池,能量密度高,儲存電能多
動力電池按形狀分為方形、圓形和軟包;按正極材料分為三元鋰、磷酸鐵鋰、鈷酸鋰等
不同形狀和材料的電池各有優(yōu)劣,決定電池性能、續(xù)航、壽命、安全性等因素
動力電池最小單位是電芯,電芯組成模組,模組配上其他結(jié)構(gòu)組成電池包/系統(tǒng)
本質(zhì)上,電動車動力電池和手機電池同屬于鋰離子蓄電池,屬于二次電池,工作原理都是通過鋰離子在電池的正、負極間來回的流動,完成充、放電過程
動力電池不像手機和家用電池小巧、輕薄,它的體積大,結(jié)構(gòu)、技術(shù)更復(fù)雜;同時,與乘用車上搭載的其他電池相比,動力電池有很多特點:如大容量、高能量密度、高電壓等等,通常電壓可達300-400V、儲存的電能達到幾十甚至過百千瓦時、而重量可達幾百公斤甚至更重
車廠會根據(jù)量產(chǎn)車的性能、續(xù)航、壽命、安全性、成本和售價等需求,選擇不同種類的電池
一、外形
和手機電池一樣,為了把動力電池塞到不同的車型中,電池“造型”也各種各樣?!巴庠凇毙螤钌?,電池有方形、圓柱形和軟包三種
其中方形電池是行業(yè)的主流和趨勢,各大車企、電池廠商均在這方面投入很多。因為其設(shè)計結(jié)構(gòu)的特點,使得電芯相對安全穩(wěn)定,便于控溫、排壓排爆;同時方形的形狀也易于電池廠商發(fā)揮原材料優(yōu)勢,做到較高能量密度,并易于根據(jù)車型、底盤的需要進行組合,所以很多車企會使用不同數(shù)量的方形電池模組適配自家不同的車型
圓柱形電池誕生的很早,以現(xiàn)在采用較多的18650電池(其實就是傳統(tǒng)5號電池)為例,其生產(chǎn)穩(wěn)定性上有優(yōu)勢,品牌比較多的是sony、松下、LG那些日本廠商,大家平常使用的手機充電寶里用的基本都是圓柱形蓄電池。但圓柱電池體積利用率相對差,可以想一下,就算貼的再近,每四節(jié)電池中間也一定有縫隙;因為體積小,每節(jié)電池能攜帶的能量少,電動車內(nèi)需要使用的數(shù)量很多,所以對BMS熱管理的要求相對更高一些
軟包電池也是動力電池的一種,部分電動車也會采用這類電池。軟包的形式也被廣泛應(yīng)用于手機中,具備體積小、重量輕、能量密度相對能做的比較高的特點。但也是因為體積緊密,電解液在軟包內(nèi)可以隨意流動,并極致的壓縮體積,減小厚度,雖然能做的很薄,但對散熱和安全的要求比較高
二、內(nèi)心
上面說到,電動車動力電池和手機電池一樣,都是鋰離子電池,不過鋰離子聚合物的種類不同。在“內(nèi)在”材料方面,根據(jù)動力電池選用的正極材料的不同,可分為三元鋰、磷酸鐵鋰、鈷酸鋰等
不同電芯正極材料直接決定電池:成本、能量密度、壽命(循環(huán)次數(shù))、穩(wěn)定性、續(xù)航等
相對來講,三元鋰材料因為能量密度大、續(xù)航長、安全穩(wěn)定,成為行業(yè)首選。其中的“三元”指的是正極材料中材料含有鎳、鈷、錳或鎳、鈷、鋁三種鋰離子聚合物,通過不同的比例組合而成。(根據(jù)組份分成了NCM和NCA等種類,而它們還分成了不同的體系,行業(yè)里比較前沿的是采用比例為8:1:1的鎳(N)鈷(C)錳(M)三元鋰離子動力電池,也就是811體系,類似的還有622、532、333體系,最大的區(qū)別是其聚合物比例)
壽命方面,通常三元鋰循環(huán)次數(shù)能達到1500-2000次,而比較高的能達到2000次以上
能量密度以后會單獨講講
綜上,動力電池的形狀和正極材料決定了電池種類。比如一輛純電動車的電芯是方形的,電芯正極采用了三元鋰材料,那么這輛車采用的就是【方形三元鋰動力電池】
電池的電芯的結(jié)構(gòu)上,分為卷繞式和層疊式(疊片式),生產(chǎn)工藝有所不同,但工作原理類似,都是將極片以不同方式固定在電池殼體內(nèi),充入電解液,經(jīng)過化成后使其內(nèi)部產(chǎn)生膜結(jié)構(gòu)、具備電性能來使用。
大家常用的5號、7號電池,剝開外殼里面其實是一圈一圈卷繞在一起的,是典型的卷繞式電芯,而手機中采用的軟包電池,基本都是層疊式的【危險!請勿嘗試拆解】
層疊式電芯和圈繞式電芯結(jié)構(gòu)
上面講的電池嚴格來說叫電芯,是電池中最小的單元,多個電芯組成一個模組,而多個模組加上散熱系統(tǒng)、電源管理系統(tǒng)、底殼和頂蓋等其他結(jié)構(gòu)組成通常說的電池,嚴格來講叫“電池包或電池系統(tǒng)”,而電池則與電機、電控并稱為“三電”,他們構(gòu)成了電動車動力總成最重要的部分
三、總結(jié)
所以,大家在選購電動車的時候,建議關(guān)注一下動力電池是否“顏值與實力”兼具,也就是電池的形狀和正極材料,因為它們決定了電池的性能、續(xù)航、安全性及成本等因素,直接影響電動車的使用體驗。
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