这是您的基本 EV 电池技术速成班,从我们开始的地方到我们要去的地方。
自卡尔·本茨发明奔驰专利汽车以来,燃烧技术在过去的 140 多年里不断发展,电池技术也随着电动汽车的广泛采用而发展。电动汽车在技术上并不是什么新鲜事物,可以追溯到 1900 年代初期,并在整个 20 世纪都受到关注,但直到现在它们才成为主流。在过去的 30 年里,我们看到了多种电池技术,展望未来,令人振奋的发展即将到来。因此,这是您的 EV 电池技术速成课程,让您为即将发生的事情做好准备。
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1.铅酸电池
铅酸电池是最古老的电池技术,也是从电动汽车的角度来看基本上已经过时的电池技术。这些与您在燃烧汽车中找到的普通汽车电池最相似,也用于为叉车和高尔夫球车提供动力。但他们也发现了早期电动汽车的用途,通用汽车 EV1 在早期型号中使用 16.5-18.7 kWh 铅酸电池,续航里程为 55 英里。
但作为一项早期技术,铅酸电池远非完美。它们很重,比能量低,在寒冷的天气中挣扎,而且每隔几年就必须更换一次,这使得它们不太理想。
2. 镍氢电池
电动汽车电池的发展以镍氢 (NiMH) 电池的形式出现,已用于许多混合动力汽车和日产聆风等早期主流电动汽车。与铅酸电池相比,NiMH 电池的一大优势是它们的使用寿命长,比能量高得多,这意味着同等重量的电池可以提供更多的电量,而且如果保养和充电得当,很容易比铅酸电池更耐用.
但镍氢电池并非没有缺陷,它们在寒冷气候下也表现不佳。它们的生产成本也更高,不使用时放电速度太快,效率不高,并且必须非常专门地充电以避免长期损坏。
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3. 锂离子电池
目前电池技术的黄金标准是锂离子电池。它最初是为笔记本电脑和手机开发的技术进步,具有典型的长寿命和高能量密度。早期的锂离子电池对温度高度敏感,如果充电不当或被刺穿,会带来火灾风险。这些电池已经开发得相对彻底,是现在可用的主流选择,新的化学物质使它们更稳定、能量密度更高,并且更容易充电。由于它们对热敏感,因此需要将它们预热到正确的工作范围以有效保持电量并维持电池寿命,这就是为什么许多电动汽车都包含预热功能的原因。在锂离子领域,有一些变化:
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NMC型
NMC 型锂离子电池因依赖镍锰钴氧化物而得名,目前是许多 BEV 中最常见的电池。虽然这些很容易生产并且相对稳定,但由于多种原因它们正在失宠。首先,它们的使用寿命只有大约 10 年,其次,它们很容易发生热失控。镍和钴也存在争议,主要是由于从主要市场以不道德的方式采购这些元素,这促使制造商采用其他解决方案。
LFP型
LFP 电池正迅速成为标准,并在其阴极中用铁和磷取代镍和钴,这些材料在全球范围内更广泛使用,并且更容易以合乎道德的方式获得。它们比 NMC 电池重,因此能量密度较低,重量和尺寸的续航里程也较短。LFP 电池也在低温下挣扎,这就是制造商开发预热循环以使其保持在最佳温度范围内的原因。它们的生产成本更低,热阈值更高,不易着火,使用寿命更长,降解更少。有了对他们有利的机会,他们还可以更快地充电并可以更快地放电,从充电率和性能的角度来看,它们是理想的选择。
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4.超级电容器/超级电容器
术语超级电容器和超级电容器可以互换,并且在技术上不是电池。然而,它们是在电极和电解质之间的极化液体中储存能量的辅助电源,已用于高性能混合动力超级跑车,可以在支持高性能电动汽车方面发挥作用。这些是可以快速充电和放电的短期存储解决方案,在短时间内(如加速时)产生惊人的性能提升,同时在制动时快速充电。作为高性能 EV 的补充电源,超级电容器/超级电容器的潜力是巨大的。