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新能源车 vc材料(新能源汽车蓄电池的优缺点)
家为
2024-03-22
【百科】
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摘要[db:Intro]
新能源汽车知识
因为国家大力推展可持续发展战略的原因,许多汽车厂家都相继推出了新能源汽车。但是你知道新能源汽车的蓄电池又是怎样的情况吗?铅酸蓄电池是目前应用比较广泛的电池,主要优点是电压稳定、价格便宜;缺点是比能低(即每公斤蓄电池存储的电能)、使用寿命短和日常维护频繁。老式电池一般寿命在2年左右,而且需定期检查电解液的高度并添加蒸馏水,不过随着科技的发展,铅酸蓄电池的寿命变得更长而且维护也更简单了。铅酸电池也一样,由于能量密度低,所以它的体积很庞大。此外,由于其成分是硫酸电解质,因此,废弃后对环境的污染相对严重。
而其最大的缺点在于,续驶能力比较低,所以,应用于纯电动汽车上并不能满足人们日常需求。从目前来看,铅酸电池多应用于低速电动车,特别是老年代步车、电动自行车等。磷酸铁锂电池是锂离子电池中的一种,其特点是不含有钴等贵金属元素,其使用的原料为磷和铁,这些元素不仅资源丰富,而且价格也比较低廉。磷酸铁锂电池的安全性在锂电池中首屈一指,它在700℃~800℃时才发生分解,但不会像三元锂材料的化学反应那么剧烈,也不会释放出氧分子,拥有良好的安全性。也正因如此,其也成为目前电动车电池的主要门类之一。
此外充放电效率高、对环境无污染等也都是它的优势所在。不过,它也有自己的缺点,由于电池的能量密度较低,使得它的体积也相对较庞大;电池容量较小,使得它的续驶能力也比较低;报废后,可回收的价值很低;而且,由于其低温性能较差,研究表明一块容量为3500mAh的电池,如果在-10℃的环境中工作,经过不到100次的充放电循环,电量将急剧衰减至500mAh,基本就报废了。特斯拉MODEL S使用三元锂电池的能量密度要比磷酸铁锂电池的能量密度大,这意味着同样重量的三元锂电池比磷酸铁锂电池的续航里程更长。
但是,当三元锂电池自身温度为250-350℃时,其内部化学成分就开始分解,因此对电池管理系统提出了更高的要求,而且电池的造价也比较高。说简单点,就是三元锂材料比磷酸铁锂材料更容易着火。不过,由于消费者对续驶里程的要求越来越高,所以近几年越来越受到车企的关注。他们通过采取一定的技术和设计措施,来尽可能避免其缺陷。
日系厂商选择锰酸锂电池是因为其综合性能相对平衡,而且技术上也不像三元锂电池那样激进。
由于不需要贵金属钴,所以成本低廉很多,还没有专利限制,这听上去简直就是日系经济适用策略的电动化延续。锰酸锂是成本低、安全性和低温性能好的正极材料,但是其材料本身并不太稳定,容易分解产生气体,因此多用于和其它材料混合使用,以降低电芯成本,但其循环寿命衰减较快,容易发生鼓胀,高温性能较差、寿命相对短,主要用于大中型号电芯,动力电池方面,其标称电压为3.7V。虽然其能量密度不如三元锂电池,但其他综合性能相当出色。
锂电池的高成本和安全性,是丰田在车辆上主要使用镍氢电池的主要原因。
镍氢电池于上世纪90年代后逐渐发展开来,如以丰田普锐斯为代表的很多混合动力汽车均采用此类电池作为储能元件。它的主要的优点是它可以适应大电流放电,对于需要较大功率输出要求的场合比较适用。它的能量密度较大,增加了续航的里程。镍氢电池放出的电比较平稳,发热量较小。它主要的缺点是具有“记忆效应”,即电池在循环充放电过程中容量会出现衰减,而过度充电或放电,都可能加剧电池的容量损耗。因此对于厂商来说,镍氢电池控制系统在设定上都会主动避免过度充放电,如将电池的充放电区间人为控制在总容量的一定百分比范围内,以降低容量衰减速度。
新能源汽车电池包壳体材料是什么
新能源汽车电池可以分为两大类,即蓄电池和燃料电池。蓄电池适用于纯新能源汽车,燃料电池专用于燃料电池新能源汽车。所谓新能源汽车,就是指不使用传统石油化学能源的交通工具,使用非传统能源的都是新能源汽车。
(1)铅酸电池纯电动汽车最早使用的是铅酸电池,铅及其氧化物制成作为电极材料,硫酸溶液作为电解液,这是现在大部分电瓶车的动力源,低成本是其最大的优势。但它有两大缺点;
一是比能量低,所占的质量和体积太大,且一次充电行驶里程较短;另一个是使用寿命短,使用成本过高。
(2)镍氢电池镍氢电池是二十世纪九十年代发展起来的一种新型绿色电池,具有高能量、长寿命、无污染等特点。镍氢电池相比铅酸电池有不小的提升,并且电解液不可燃、安全性有保障,制造工艺成熟。但是镍氢电池充电效率一般、无法使用高压快充,因此从锂电池广泛引用之后,镍氢电池在汽车上也有被完全取代的趋势。
(3)锂电池锂电池正是现阶段新能源车的主流选择,锂的化合物(锰酸锂,磷酸铁锂等)作为电极材料,石墨作为负极材料,其优势在于重量轻、储能大、无污染、无记忆效应、使用寿命长。
在同体积重量情况下,锂电池的蓄电能力是镍氢电池的1.6倍,并且人类只开发利用了其理论电量的20%~30%,开发前景非常光明。不过无论任何类型,所有锂电池组都会面临低温这个“天敌”。
4、氢燃料电池氢气是非常理想的清洁能源。特点是无污染,无噪音,高效率,就氢气本身来说,燃烧可以释放大量的能量、低温表现上佳,最重要的加氢的效率高,加氢只需5分钟就能行驶超过600公里。并且这个数据还有提升的空间,以上这些都要远远优于现有的锂电池。
但是氢燃料电池轿车比同类型内燃机车重200多公斤,贵5倍以上。关于氢燃料电池车投入方面,日、韩两国的车企早就开始了研究,如今已经小范围投入到了各自国家的市场中。
扩展材料新能源汽车最大的成本在电池、电机、电控“三大电”系统,而动力电池成本又是重中之重。从新能源汽车的成本构成来看,动力系统合计占比约50%,其中电池占到38%,电控和电机占比约12%。
目前主流的动力电池主要有两类:三元锂电池和磷酸铁锂电池。但目前市面上绝大多数新上市的电动汽车基本都采用三元锂电池,主要原因是三元锂电池的电池能量密度要远高于磷酸铁锂。
(图/文/摄: 问答叫兽) 蔚来EC6 小鹏汽车P7 MARVEL R 岚图FREE 奥迪A4L Model Y @2019
太平洋汽车网动力电池外壳材料一般分为铝壳和钢壳,采用铝这种材料具有很容易加工成形、高温耐腐蚀性、良好的传热性和导电性,铝合金的铝动力电池壳体(除壳盖外)可一次拉伸成形,相对于不锈钢壳,可以省去盒底焊接工艺,在进行焊接时就不会出现因为金属元素烧损而导致焊缝质量下降等问题。
位于底盘部分的动力电池包是由上盖与下壳体两部分组成,电池壳体是新能源汽车动力电池的承载件,主要用于保护锂电池在受到外界碰撞、挤压时不会损坏。
目前大多数纯电动车为了保证底盘动力电池的安全,都会选择钢或铝合金材料做电池包的保护外壳。虽然在很大程度上可以保护动力电池的安全,但也面临电池组自重大,增加无意义的整备质量,电耗增加,续航减少,甚至对车辆的操控都有不同程度的影响。
所以,随着汽车节能环保和轻量化发展,电池壳体材料也出现了玻纤增强复合材料、SMC片状材料、碳纤增强复合材料等多种轻量化的材料选择。
一、SMC复合材料SMC,又称片状模塑料,是以不饱和聚酯树脂为粘合剂,添加玻璃纤维、填料、颜料及其他助剂,浸渍玻璃纤维纱,两面用薄膜覆盖而制成的不饱和聚酯玻璃纤维复合材料。
SMC材料与传统金属材料相比,有以下几个优点:
1、高比强度,高比模量。SMC比重为1.7-1.9g/cm3,代替金属材料有明显的减重效果;
2、SMC制品的可设计性强,通过优化结构可整体成型,减少二次装配;
3、热膨胀系数低,尺寸稳定;
4、耐腐蚀,SMC的耐电解液、耐酸、耐碱性比金属材料如钢、铝要好的多,永不会生锈。
5、减震性好,耐冲击,共振小;
6、绝缘性能优于金属材料;
7、阻燃性能可以达到VO级。
(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)
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