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電池知识

特斯拉需要将電池成本壓縮到比現在更低的水平,如何才能做到呢?

来源:寶鄂實业    2019-04-28 00:14    點擊量:

據digitaltrends報道,特斯拉汽車公司于2010年12月8日提出了“電动汽車增程混合动力電池組系統”(electric vehicle extended range hybrid battery pack system)的专利申請,2013年6月25日美國专利局審核通過。这套混合动力總成不會配有汽油發动機,該专利所指的混合动力系統實際上是從電到電,使用兩種類型電池,從理論上講能夠給予電动汽車更長的續航里程。

特斯拉的“增程混合动力電池組系統”包含标準的锂離子電池組、控制器和常規電动機。複雜的是,還另配有一個金屬空氣化学電池組。锂離子電池組直接給車供電,金屬空氣電池組为锂離子電池組提供電能。在特斯拉的专利設計中,金屬空氣電池組基本上取代了增程式内燃機。金屬空氣電池能量密度高,能儲存更多的電能,理論上可以起到增程的作用,但其功率密度相對較低。

電动汽車要成为真正的主流産品,電池技術需要取得巨大飛躍。目前仍未誇過續航里程短、充電時間長、電池成本高三座大山,这意味着電动汽車不能平民化。特斯拉未来計劃推出的Model E正是一款針對普羅大衆的電动汽車産品。因此,特斯拉需要将電池成本壓縮到比現在更低的水平,如何才能做到呢?

特斯拉使用高能量密度的電池,这種高能量密度電池有一個巨大的缺點,即循環壽命低(500次循環周期) 。一個周期被定義为電池額定千瓦時的完整放電循環過程。沃藍达(Volt)利用了額定功率的65%,每次完全放電使用了0.65生命周期。特斯拉利用的電池額定功率接近90%,以85千瓦時版Model S为例,其單次充電續航里程为300公里,每次完全放電使用了0.9生命周期。行駛到10萬英里時,電池會放電333次。放電深度(DOD)达到90%相當于300次循環,可輕易达到500次循環周期。沃藍达單次充電的續航里程僅为38英里,行駛到10萬英里時,電池循環周期必須达到1710次,比特斯拉高出很多。

为了解決循環壽命低的問題,特斯拉可能會增大電池。能量密度和循環壽命之間有一個權衡,更高的能量密度電池意味着較低的壽命......沒有免费的午餐。另外,循環壽命差的電池每千瓦時成本相對便宜。因此,特斯拉的電池能量密度高、循環壽命低、每千瓦時成本低。

有业内人士分析,特斯拉的“专利”無非是一個混合动力電池,類似沃藍达的電池,可滿足日常駕駛(通常不超過40英里),每天需要充電。根據駕駛习慣統計,增程電池很少被使用,因此可以是循環壽命很低的化学成分。增程電池不一定必須由金屬空氣構成,可以是任何能量密度高、循環壽命低、成本低的化学成分。特斯拉的“增程混合动力電池組系統”隻是一個延伸的理念。这個理念是否可取,還要看特斯拉Model E電动汽車的表現。

目前股票配资世界組是新能源電动車的核心部件 (业内稱之为電池PACK),它們通過繁複的串、并聯或混聯来保證車輛運行控制所需要的電壓和容量。一個電池PACK中安裝有幾十隻電池,其动力線和通訊二次線的連接工作量相當大,且因車輛長期運行,很容易造成螺栓松动、導線磨損疲勞損壞而引發各種故障。新能源汽車在动力電源環節的安全性、经濟性以及維護方便性已成为其在全球範圍内大規模推廣的主要障礙,业内對具有更高性价比的动力電源成套技術産品需求的呼聲漸高。

追日電氣電源系統事业部市場總監李恒傑告訴記者,追日電氣于2012年底開發出全球首款發明专利産品――多功能柔性連接電池PACK,改變了傳統電池PACK與電池管理系統 (BMS)之間的線束連線方式,采用彈針柔性扣蓋式連接,及集成概念的“三明治”夾心結構。其内部将动力和通訊強、弱電隔離設計,使電池包动力大電流與電池管理系統采樣小電流分離,有效避免了相互間的電磁幹擾,并首次采用PCB電路闆用于PACK内電池單元的數據采集。與現有技術相比,該産品電池信号檢測方式可靠,在電磁幹擾和信号檢測故障抑制方面都有顯著的提升。

由于該産品運用了先進的預裝式理念,從而大幅降低了電池箱成組生産過程中的人工接線複查工作量,可實現電池組生産的作业和标準化生産,對各種車型都有优良的适應性。在東風汽車公司配套電池廠現場試验顯示,該新型電池PACK 可以提高電池成組環節生産效率10倍以上,電池維護和更換效率提高5倍以上,大幅度節省了生産成本,縮短了因为檢修維護而花费的時間,從而可極大節約新能源電动車社會推廣應用的成本。

該款多功能柔性連接電池PACK已于今年2月通過國家級动力電池檢验檢測中心的連續可靠性測試。今年5月,在亞洲最大的汽車試車場――東風襄陽試車場,該新款電池PACK通過了整車功能性验證和可靠性验證:當時車輛以每小時50公里的速度通過大量減速帶路面(俗稱“搓闆路”),車輛的垂直加速度达5G以上,在大大超出正常測試條件的情況下,其通電和通訊完全正常。

從5月至今,該産品在東風氣電混合动力汽車上運行里程达20萬公里,依然穩定可靠。6月下旬,全國汽車标準化技術委員會電动車輛分技術委員會幾十名专家来到追日電氣生産基地對多功能柔性連接電池PACK進行現場考察,對其先進性和應用前景給予了高度評价。


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