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电动汽车锂电池五大正极材料性能对比

电动汽车锂电池五大正极材料性能对比

  电池制造商正在大力推广电动汽车,如果他们不成功,将会发生啥呢?可能像20世纪90年代迅猛发展的燃料电池或过去十年发展起来的生物燃料一样,假如没有政府的大力补贴就没办法生存下来。美国能源部也承认,锂电池的一些关键参数不足以满足需求。较新的镍氢电池,比锂电池更便宜、更安全,也更适用于电动动力系统,但由于研究较为成熟,研究工作没办法得到政府资助。

  电动动力系统中没有理想的竞争者,因此锂电池仍然是一个很好的选择。图1示出了5种备选电池,其中锂镍锰钴(NMC)电池、磷酸锂电池和锂锰电池具有一定的优越性。在消费类电子科技类产品中最流行的钴酸锂电池(未列出)这种最高的单位体积内的包含的能量的“电脑电池”虽然被特斯拉和Smart Fortwo ED用作电动车的电源,但由于其高昂的价格等劣势并不适合大量应用的在一般电动车中。人们需要在安全性、比能量、成本和高温性能等方面做出折衷的选择。

  图1比较了5种电池在安全性、比能量(也称为容量)、比功率(电池的大倍率充放电的能力)、电池的高低温性能、寿命(包括常规使用的寿命和储存寿命)以及成本6个指标的性能。但图中没有提及充电时间,如果有合适的电源插座可用,电动汽车动力系统的所有电池都能够迅速充电,超快充是个例外情况,不过大多数用户还是能够接受几个小时的充电时间的。图1 也没有列出自放电性能——这是另一个需要重视的电池特性,在一般情况下,锂电池自放电速率较低,如果电池是新的,自放电几乎可以忽略不计。然而,因受热引起的电池的老化会加速电池的自放电并引起电池管理上的问题。在电动汽车可选的电池类型中,磷酸锂电池比其他电池系统自放电速率都高。

  图1中的五种电池的性能图虽然不完全一样,但是却比较相似,没有一种电池可以脱颖而出。 例如,NCA虽然具有高容量,但是在安全方面却不敌磷酸锂电池,但磷酸锂电池容量很低。没有完美的电池,汽车制造商就通过设计电池组合来弥补某方面性能的不足。因此电池制造商一般是根据订单要求来设计电池,强化应用所需的重要特性。下面是一个电动动力系统中电池的几个重要指标。

  安全性:是选择电动汽车电池的最重要的指标之一。一次意外在媒体和舆论的放大下就可能使大众否定这款电动汽车。类似的问题在100年前也是发生过的,例如蒸汽引擎和汽油坦克爆炸。人们主要关心的就是电池的热失控。用坚固的配件及精心设计的安全电路应该可以基本解决这个问题,但仍然可能存在风险。电池经过滥用和长时间的使用后必须确保其安全性。

  寿命:反应了电池的循环次数和储存寿命。大多数电动汽车的电池寿命可以保证汽车在使用8 - 10年内,充电一次能够行驶160公里(约100英里)。电池老化引起的电池容量衰减是一个很严重的问题(尤其是在炎热的气候里)。而汽车制造商缺少用户在不同的条件和气候下电池的老化数据。因此厂商通常会增大电池组的尺寸来补偿电池容量的损失,以保证汽车在规定年限内能正常使用。

  电池的高低温性能:反映了电动车中的电池在极热的夏天和很低的温度下的性能。不像内燃机能在大的温度范围内正常工作,电动汽车电池对温度的要求比较高。当车辆的动力来源仅仅只有电池的时候,那调节电池的温度、车内部的加热以及降温所需要的能量也将都来自电池。

  比能量:即电池单位重量中含有的能量,反应了汽车可行驶里程。人们清楚地认识到,电池单位重量输出的能量仅占化石燃料的1%。 汽油1kg(1.4升0.37加仑)产能约12kWh,而1kg电池只有120Wh左右。但是我们要知道,电动机效率高于90%,而内燃机只有30%左右。尽管效率差这么大,电池的储能能力不提高2-4倍是不可能和内燃机相提并论的。

  比功率:与汽车的加速能力有关,大多数电动汽车电池比功率都不低。电动机与相同马力的内燃机相比有更好扭矩比。

  成本:这是电动汽车的主要劣势。BCG预测,很难将电池的目标成本限定在$250-400/KWh。而且还有别的因素促使成本增加,比如规定安全保护电路,电池管理状态,环境温度控制保持,和8-10年的保修期。这些因素导致电池的价格相当于一台非电动汽车的价钱,基本上电动汽车的价钱要再翻一倍。

  据外媒报道,日产汽车(Nissan Motor)正与松下和中国几家公司接触,商讨出售其所持车用锂电池制造合资公司的控股股权。 这家合资公司名为“汽车能源供应公司”(Automotive Energy Supply Corporation),是日产汽车与NEC于2007年联合组建的,主要为电动汽车生产锂离子电池。其中,日产汽车持股51%,而NEC持有剩余49%的股份。 据《日本经济新闻》报道称,日产汽车计划出售其所持有的全部51%的股份。原因是日产汽车发现,为其电动汽车(包括Leaf纯电动汽车在内)购买电池更加经济。此外,日产汽车还计划出售其位于美国和英国的自家电池制造业务。 当前,电动汽车所使用的锂离子电池市场的竞

  下一代电动汽车 下一代汽车可能在物理上与我们今天驾驶的汽车相似,但它们的基础技术将无法识别。电动动力总成将取代内燃机,随着更先进的驾驶员辅助系统的增加,汽车将越来越自主,以提高乘员的安全性。这些新技术也为汽车制造商提供了一个及时的机会,让他们重新思考如何控制这些驾驶辅助系统。该领域的新兴趋势表明,汽车制造商如何快速将这些令人印象深刻的功能引入其新车设计中。 下一代控制接口 长期以来,机械旋转和按钮开关一直是控制车辆子系统的支柱。然而,客户现在对他们的车辆的期望比以往任何时候都高,这也包括他们如何与车辆交互。为了满足驾驶员对更好视觉效果的更高期望,汽车制造商正在进一步突破界限,在汽车驾驶舱内实现类似平板电脑或家庭娱乐的显示器。许

  电动汽车和自动驾驶是目前业内最热的两大话题。随着这两类技术的快速发展,我们也碰到诸如隔离设计、电流检测、数据存储以及电池性能和自放电测试的各种挑战。在日前由ASPENCORE旗下《电子工程专辑》、《国际电子商情》和《电子技术设计》共同举办的汽车电子论坛上,来自是德科技、伊莎贝棱辉特、华邦电子、Silicon Labs、美光、艾德克斯和博通等七家公司的技术专家为我们分享了这两大热点领域的发展趋势,并针对上述挑战详述了最新的创新解决方案。本文将针对其中与汽车电子相关的内容划个重点。 是德科技:创新电池性能和自放电测试 是德科技大中华区电源产品渠道经理万峻珲在其“快充和无线充电效率测试及电池性能的深层分析”主题中,介绍了功耗、快速充

  近来,各地屡次发生的电动车电池起火事件似乎给正在蓬勃发展的电动汽车蒙上了一层阴影。11月9日,在非政府组织地球村主办的“中国铅酸蓄电池行业的挑战与机遇”媒体论坛上,中国工程院院士杨裕生指出,电池频繁起火背后的深层原因可能是我国的电动车发展方向出现了问题。电动汽车似乎已经落入了一个“高档陷阱”。 电动车起火引发消费者疑虑 今年9月3日,深圳市一辆投入使用不到20天的混合动力双层大巴,行驶到该市竹子林段时突然冒烟。为防止可能存在的设计缺陷造成更多后果,该型号车辆都被停运。据《南方都市报》报道,生产厂家五洲龙表示,这只是一起很小的保险烧断的问题。 这并非近期唯一一次出现自燃、冒烟事故的新能源汽车。7月18日,上海

  常见的可充电电池包括镍氢电池、镍镉电池、锂电池和聚合物电池等。其中,锂电池以其高的能量密度、稳定的放电特性、无记忆效应和使用寿命长等优点得到广泛的应用。目前绝大多数的手机、数码相机等均使用锂电池。电池的使用寿命和单次循环使用时间与充电器维护过程和使用情况密切相关。一部好的充电器不但能在短时间内将电量充足,而且还可以对电池起到一定的维护作用,修复由于使用不当而造成的记忆效应,即电池活性衰退现象。 单片机电路 单片机芯片为Atmel公司的AT89C52单片机,B1为蜂鸣器,单片机的P2.0口输出控制 光耦 器件,可以在需要时及时关断充电电源。 图2 52单片机电路原理图 充电电路控制模块 充电状态

  快充电路 /

  爆炸是动力电池系统较为常见的危害表现,造成的影响,也更为严重,不但会造成财产损失和环境破坏,甚至会造成人身伤害或生命危险。 导致动力电池系统发生燃烧或爆炸的可能原因有: 一动力电池(电芯)的放热副反应导致热失控,引燃电解液和其他可燃物质; 动力电池系统的高压回路中局部连接抗阻抗过大,有大电流流过时倒至温度上升达到着火点温度,引燃动力电池系统内部的可燃物质; 动力电池系统外部发生燃烧,导致动力电池系统内部温度持续上升,达到着火点温度,引燃内部的可燃物质。 针对电动汽车的使用的情况分析,第一种情况的发生概率较高,危险系数也较高,电芯的放热副反应导致热失控是动力电池系统发生燃烧或爆炸的根本原因。 锂离子电池里面主要放热反应有: E

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  最近,美国汽车巨头福特汽车公司(Ford Motors)正在大力推进电气化,并将投资约500亿美元,以实现其电动汽车产品在全球市场的多元化。该公司的目标是到2026年,每年生产200万辆电动汽车。 然而,关键电池原材料价格的持续飙升和地理政治学供应链的限制正在威胁着该公司大规模采用电动汽车的计划。据Ford Authority报道,福特正在重新制定投资战略,并考虑收购那些获得关键原材料的公司,甚至有可能开始自己运营。 据悉,福特首席执行官(CEO)吉姆·法利(Jim Farley)在汽车制造商2022年股东大会上发表讲话时透露了以上计划。“无论是在合资企业还是由我们自己制造电池, 真正关键的第一局

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阅读: 1次 投稿人: 开云体育在线登录入口 发布时间:2023-12-04

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