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现阶段如何发展电动车,实际上是如何用好锂电池组

发表日期:2017-02-06 23:30
  各个国家发展电池的进度和重点不同,日本原先做深混车,技术成熟后再来做燃料电池车,而这一点在我国还没有到时候,所以燃料电池车把它作为现在的重中之重还不行。我们首先要解决的是让公众普遍认可并使用电动车。
  电池技术发展方向
  第一,在安全第一的前提下,提高锂离子电池的比能量。锂离子电池将长期是动力电池的主力,这一点是不容怀疑的。要发展高电位的正极,目前的重点是在发展三能材料以及高压材料,但它的安全性能仍存在问题,需要大家重视。另外,要发展高安全性的负极,包括硅碳、钛酸锂、软碳、硬碳。要发展长寿命、宽温度范围、高电压电池,三元、镍锰酸锂正极的电池要提高安全性,这个问题现在很严重,估计在“十三五”期间实用的单体比能量不超过200Wh/kg,也就是说到“十三五”后期可以用到200Wh/kg的电池发展电动汽车。
  安全第一,就是不要片面追求高比能量,现在这个倾向很严重,因为定的目标是纯电动汽车的续航里程要不断提高,因此便要求电池的比能量不断提高,而没有把安全问题提到第一位来重视。蓄电池有不同的危险性,锂离子电池要提高比能量,就一定要强调安全第一。要优先使用高安全性的电池,宁愿牺牲一些比能量。在规模蓄电的设计中,要控制不发生“连锁反应”,即一个电池出了问题,其他周围电池不要继续发生燃烧爆炸的现象。在使用中,要坚持安全操作规程,不可“滥用”电池,造成不安全的现象发生。
  磷酸铁锂电池组的安全性高,价格低,用途广。但是现在有一个说法认为磷酸铁锂过时了,这种说法是不对的,这种安全性很好的电池,应该把它用好。固态锂电解质需要研究,但在近期难起作用。电池研究≠电池使用。研究成熟了才可用,不成熟的电池拿出来使用必然要出问题。
  第二,关于下一代的动力电池有一种说法是锂硫电池,因为锂离子电池难以实现电动汽车500公里里程。日本NEDO提出,锂硫、锂氧是“后锂离子电池”,这是单纯从“理论比能量”一项考虑而得的推论,锂硫电池“进门容易”,而“越做越难”,只有解决了安全性低、循环次数低、能量转换率低、放电倍率低、体积比能量低这“五低”问题才有可以用作车用动力电池,所以汽车指望使用锂硫电池很难。锂硫电池可以在其他要求不高的地方使用,但是在动力电池上,日本的这个提法仍需探讨。
  第三,“下下一代”动力电池有可能是锂氧电池。这个不容易达成,因为除了刚才锂硫电池存在的问题之外,锂氧电池里面既要有氧气的还原作用,又要使得氧在上面产生,这个双功能氧正极的问题是世界性的难题,多少年来都没解决,现在指望把这个难题加到锂氧电池上不太现实。国家可以支持个别团队坚持长期研究,但不能寄予过大的希望,这需要长时间技术和经验的支持和积累。
  第四,大力提高铅炭电池性能与应用。这个电池保持了铅酸电池价廉、安全的优点,原料易得、可靠,是我国“十二五”期间的重要成果。尤其部分荷电态高倍率放电循环寿命>20万次,所以可以在电动汽车里面有很多新的贡献。用好现有电池发展电动汽车
  现有的电池,应该说是比较成熟的电池,不要冒进。现阶段如何发展电动车,实际上是如何用好电池。
  长里程纯电动汽车不宜作重点。目前采用的比能量的锂离子电池制造的纯电动车,其合理设计里程在150公里左右,如果里程超了,电池就要多,电池多了,车子重,车子重了,耗能大,就需要更多的电池,这样设计就很不合理了。现在有的城市强调只用纯电动汽车,这违背了循序渐进的发展规律。
  巧用电池,发展“增程式”电动车。增程式电动车是在车上装一个发电机,这个发电机当然要烧油,但这个发电机用的内燃机功率很小,只有现在通常同样汽车功率的一半左右,所以它可以在最节能的条件之下运转,同时节油50%。它的好处很多,现有的锂离子电池完全满足要求,安全性很高。
  在车辆行驶中,发电机给电池充电有什么好处?电池在处于半充和半放的状态时,它既不充满也不放完,运行电池的这种充电状态具有几大好处:一是内阻最小,发热量小;二是不过充,安全有保障;三是不过放,循环寿命长;四是淡化了不一致性问题;五是可简化电源管理系统;六是可用廉价的铅酸电池。
  增程式电动车的优点显而易见。电池组不会缺电和过放电,可延长寿命,安全性高;可以不用充电桩,且能远距离行驶;也可以晚间在停车场充电,既有助于电网“推销谷电”,用户又可享受峰谷电价差来节省开支;电池少,成本较低。增程式电动技术的推广应用范围很广,包括长途客车、出租车、乘用车、卡车。 

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