买电动卡车前,锂电池的参数先了解一下

  • 2019-07-03 09:11
  • 来源:卡车之家

摘要:在“三电”中,电池又扮演着最重要的角色,正所谓“巧妇难为无米之炊”,即使电控、电机技术再先进,作为动力源头的电池性能不行,整车性能必将大打折扣。本文将简单探讨下电池主要基础参数。

【电车资源 用车】在环保及政策多重影响下,新能源汽车,特别是电动车销量节节攀升,增速飞快。

但在快速发展的背后,关于电动车的评论始终伴随着褒贬不一的声音,例如节能但购置成本太高,环保但续航不行等,其实这些矛盾体的决定因素是电动车的核心部件“三电”——电池,电机、电控。

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而在“三电”中,电池又扮演着最重要的角色,正所谓“巧妇难为无米之炊”,即使电控、电机技术再先进,作为动力源头的电池性能不行,整车性能必将大打折扣。本文将简单探讨下电池主要基础参数。

▎一、电池简史

极速时时彩电池的最早发展可追溯到1800年,意大利科学家伏打(Volta)研制成功了伏打电池,这个是世界上第一个能够实际应用的电池。1859年法国科学家普兰特(Plante)发明了铅酸蓄电池,这是世界上第一个可充电的电池。

极速时时彩其后科学技术水平不断提高,推动着各种电池的产生,20世纪50年代碱性锌-锰干电池问世,60年代燃料电池研制成功,70年代各种锂电池开发成功,80年代氢-镍电池问世以及90年代出现锂离子电池,电池技术迎来“井喷”式发展。

而本文探讨的电动车所采用的锂离子电池(下文简称锂电池)也正是源于这段发展期。锂电池的发展也经历过一段“坎坷”摸索时期,大致发展分一下三个阶段:

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第1阶段,因负极材料是锂金属及其合金,且不可充电,因此该阶段锂电池,更确切的表达是锂金属一次电池;

第2阶段,负极材料仍是锂金属及其合金,但正极材料由MoS2等嵌入化合物代替过渡氧化物,实现了锂离子在电池正负极往复迁移运动,即可重复充放电,因此该阶段锂电池实质是锂金属二次电池;

极速时时彩第3阶段,负极材料是石墨、焦炭等导电电极,正极材料是含锂化合物,例如嵌锂过渡金属氧化物、嵌锂金属硫化物、含锂盐类化合物。该阶段锂电池,本质上是现在我们所称作的锂离子电池。

▎二、锂电池结构

锂电池主要结构分为,正极、负极、电解液、隔膜及外壳。

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(1)正极

特点:稳定电化学能、不易分解结构、越高越好的比容量。

极速时时彩分类(商用):磷酸铁锂(LFP)、钴酸锂(LCO)、锰酸锂(LMO)

三元材料:镍锰钴酸锂(NCM)、镍锰铝酸锂(NCA)

正极材料占锂电池成本30~40%,直接影响电池性能,甚至现在市场上锂电池分类就是按照正极材料分的,可见正极材料对锂电池的重要性。

(2)负极

极速时时彩特点:高比容量、较好充放电可逆性、较锂电极电势更低。

极速时时彩分类(商用):目前以碳材料石墨类为主(比容量有限)

极速时时彩未来硅-碳复合材料是趋势(比容量大,是普通石墨材料2~3倍)

(3)电解液

特点:高离子电导率、宽电化学稳定窗口、不与电极发生反应、安全、无毒、无污染。

极速时时彩组成:溶剂(30%):碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯等

极速时时彩溶质(50%):锂盐(LiPF6、LiBF4等)添加剂(10%)、其他(10%)。

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▎三、锂电池参数

(一)电池容量C:在一定条件下,电池放出的电荷量,单位:mAh或Ah。

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根据使用条件电池容量可分为:

极速时时彩理论容量:假设活性物质完全被利用,电池可释放的电量。

额定容量:实验室条件下,满充电池可释放的电量。

实际容量:实际使用环境(但符合电池规定使用条件),满充电池可释放的电量,小于额定容量

(二)电池能量:衡量电池存储能量多少指标,单位:Wh。

计算公式:能量=额定电压×工作电流×工作时间= UIt=额定电压×电池容量;

例如小米手机电池,电池能量7.3Wh= 3.7V×1960mAh/1000

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极速时时彩电池能量是衡量电池带动设备做功的重要指标。如果将电池容量理解为蓄水池可蓄水体积,那么电池能量可形象理解为蓄水池从一定高度发出可做的功。

相同电压下,电池容量越大,电池能量也越大,例如生活中给手机换更大容量的电池,目的就是增加电池能量,在工作电压不变情况下,手机的续航能得到提升。那么这种操作是否在电动车也奏效呢?

答案是不一定,因为电动车的续航跟手机的续航所消耗电能用来做功方式不一样,电池重量会随着电池容量增加而增加,车辆自重也会增加,因此存在两个变量,这时候就涉及到电池另外一个重要性能参数——能量密度。

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(三)能量密度:极速时时彩指单位体积或单位质量所释放的能量,表示为体积能量密度(Wh/L)或质量能量密度(Wh/kg),是电动车续航能力的直接影响因素。

能量密度主要分为单体能量密度及系统能量密度。单体能量密度是最小单元能量密度,例如一节锂电池重325g,额定电压为3.7V,容量为10Ah,则其能量密度为113Wh/kg。系统能量密度是指整车的电池组或者电池板的能量密度。

电池组或者电池板主要由若干个单节电池、电池组框架、护板及其他电子元器件等封装而成,因此系统能量密度受单体能量密度及封装技术影响,且小于单一能量密度。下图是中国未来锂电池性能规划。

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能量密度也是新能源车辆补贴核心指标要求之一,历年新能源车辆补贴标准中系统能量密度门槛值如下。

从工信部每月发布的车型配置中可以发现,历年系统能量密度门槛值能比较真实地反应目前电池应用市场情况——与国家规划要求仍存在一定差距,电动车发展任重道远。

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▎(四)电压

电池电压分为三种:

1、开路电压:电池在没有连接外电路或者外负载时的电压,开路电压与电池的剩余能量成正比,是电动车剩余电量显示原理的主要依据。

极速时时彩2、工作电压:电池在工作状态下,电池正负极之间的电势差,又称负载电压。工作电压<开路电压,因为电池放电工作状态下,必须克服内阻。

3、放电截止电压:电池充满电后进行放电,放完电时达到的电压。若继续放电则为过度放电,对电池的寿命和性能有损伤。

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单一电池电压值中,锂电池最高,这也是锂电池作为动力电池主要原因之一。

▎(五)充放电倍率(C)

表示充放电电流大小,数值上等于额定容量的倍数。充放电倍率=充放电电流÷额定容量,用“C”表示。

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▎(六)其他参数

极速时时彩1、循环寿命:经历一次充放电称为一个周期或一次循环,电池在反复充放电后,容量会逐渐下降,在一定的放电条件下,电池容量降至80%时,电池所经受的循环次数就是循环寿命。

2、自放电:电池在储存过程中,容量会逐渐下降,其减少的容量与电池容量的比例,称为自放电率。用“%/月”表示。自放电率越低,贮存性能越好。

3、内阻:指电池在工作时,电流流过电池内部所受到的阻力。

内阻大,内耗大,加速衰减,限制大倍率充放电;内阻小,寿命和倍率都会更好。

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