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新能源汽車中動力電池的應用

鉅大LARGE  |  點擊量:1552次  |  2020年07月07日  

動力鋰電池是目前混合動力汽車運用最廣泛的電池,缺了它,很多汽車的供電就會中斷。就像它的含義相同:動力鋰電池即為工具供應動力來源的電源,多指為電動汽車、電動列車、電動自行車、高爾夫球車供應動力的蓄電池。


一、車用動力鋰電池的重要指標


評價混合動力汽車車用動力鋰電池技術的指標重要有以下幾點:


(1)質量比功率(W/kg):電池的質量比功率代表每千克質量的電池能供應的功率。它的大小決定電池所能輸出的最大功率,標志著汽車的加速性能和最高車速,對電動汽車的動力性能等有直接影響。在混合動力汽車中,電池的比功率是最關鍵的因素,因為電池的電耗盡后可以在內燃機工況下重新進行充電。


(2)質量比能量(Wh/kg):標志著純電動模式下的續駛能力。


(3)循環次數:動力鋰電池的工作是一個不斷充電-放電-充電-放電的循環過程,每充電和放電一次,動力鋰電池中的化學物質就要發生一次可逆性的化學反應。隨著充電和放電次數的新增,動力鋰電池中的化學活性物質會發生老化,逐漸削弱其化學功能,降低動力鋰電池的充電和放電的效率,最后部分或完全喪失其充電和放電功能。動力鋰電池的工作循環次數是衡量動力鋰電池壽命的重要指標,對動力鋰電池的使用有直接影響。


(4)成本:電池的成本與電池的新技術含量、材料、制作方法和生產規模有關,目前新開發的高比功率的動力鋰電池成本較高。


二、對動力鋰電池的要求


動力鋰電池一般指具有較高的容量和輸出功率能力,可用作電動汽車、輛驅動電源的兩次電池。一般情況下,混合動力汽車車用動力鋰電池進行的是頻繁、淺度的充放電循環。在充放電過程中,電壓、電流可能有較大的變化。針對這種使用特點,混合動力系統對電池有以下、特別要求:


(1)大功率充放電能力:質量比功率和體積比功率是衡量蓄電池快速充放電能力的指標,相對、于比能量要求,混合動力汽車比較功率要求更高。


(2)充放電效率:動力鋰電池中能量的循環必須經過充電-放電-充電的循環,高的充放電效率對保證整車效率具有至關重要的用途。


(3)相對穩定性:動力鋰電池應當在快速充放電和充放電過程變工況的條件下保持性能的相對穩定,使其在動力系統使用條件下能達到足夠的充放電循環次數。


隨著人類環保意識的不斷增強,石油資源逐年減少,油價逐步攀升,降低汽車污染和節約能源已成為世界各國政府面對的嚴峻問題。蓄電池技術和氫氣的制取、運輸、儲存、成本等嚴重制約了電動汽車和燃料動力電池汽車的發展,因而混合動力汽車應運而生。在混合動力汽車中,由于采用了高功率的能源儲存裝置(蓄電池、超級電容等)能向汽車供應瞬時的能量而可減小發動機尺寸,提高效率,降低排放和燃油消耗,且可在進行制動和減速時回收能量。鉛酸電池質量重,不能快充深放,循環壽命短;鋰離子電池具有大電流性能差,價格高和安全性問題,目前還不適于混合動力汽車的發展。鎳氫電池具有高比功率、電流充放電大、無污染、安全性能好等特點,廣泛應用在混合動力汽車上。


廣義上說,混合動力汽車是指擁有至少兩種動力源,使用其中一種或多種動力源供應部分或者全部動力的車輛。但是,在目前實際生活中,混合動力汽車多半采用傳統的內燃機和電動機作為動力源,通過混合使用熱能和電力兩套系統開動汽車。使用的內燃機既有柴油機又有汽油機,因此可以使用傳統汽油或者柴油,也有的發動機經過改造使用其他替代燃料,例如壓縮天然氣、丙烷和乙醇燃料等。使用的電動力系統中包括高效強化的電動機、發電機和蓄電池。蓄電池目前使用的有鉛酸電池、鎳錳氫電池和鋰離子電池,將來應該還能使用氫燃料動力電池。


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