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磷酸鐵鋰離子電池的優勢

鉅大LARGE  |  點擊量:88次  |  2020年09月04日  

摘要
一、安全首先安全是汽車必備的前提。汽車不同于手機和電腦,汽車在高速行駛中有可能遇到眾多不可預知因素,比如車禍造成的電池擠壓和撞擊。而任何一個不利的因素,都有可能造車車毀人亡。我們可以看到一些老年代步車

一、安全


首先安全是汽車必備的前提。汽車不同于手機和電腦,汽車在高速行駛中有可能遇到眾多不可預知因素,比如車禍造成的電池擠壓和撞擊。而任何一個不利的因素,都有可能造車車毀人亡。我們可以看到一些老年代步車使用劣質的鉛酸電池,完全沒有安全保障,電池自燃、受撞擊燃燒的案例比比皆是。再比如特斯拉近一年的持續著火事件,雖然得利于特斯拉的安全設計并沒有出現人員傷亡。但同時也要看到,這幾次事件都是非常輕微的碰撞事故,碰撞本身對車和人并無傷害,而電池卻著火了,那么假如是更嚴重的事故呢?


二、溫度適應性


極寒對電池的影響,重要表現在充放電倍率低和電容量減少;極熱對電池的影響,重要表現為壽命減低、高溫安全性以及充放電能力下降。


極寒關于電池的影響相對較輕,因為一般鋰離子電池都可以在零下20度以下使用,而且在電池的放電過程中本身就會出現熱量,但能耗的新增以及電量的減少不可防止。


極寒對純電車的影響和對雙?;旌蟿恿囉植幌嗤?。純電動汽車因為沒有其他動力來源,在極寒情況下要達到合適的溫度,必須依靠電池放電加熱,那么關于能耗以及續航里程就會有很大影響。特斯拉在冬天無論是百公里能耗以及續航里程都和平時有顯著不同。


關于雙?;旌蟿恿τ绊懢洼^弱。因為混動有發動機作為備用供應能量。比如去年十一月份比亞迪在包頭舉辦的秦推廣活動,當時夜間氣溫在零下15至20度,在早晨極寒的情況下啟動車輛,系統會自動切換到HEV模式,發動機帶動空調,迅速提高車內溫度,當溫度提高以后再切換回EV模式。


極熱對純電和混動影響都很大,比如電池本身大功率放電溫度就會升高。以普通鋰離子電池為例,20C的放電,電池的溫度可以提升到接近50度。這么高的溫度,不僅對電池的壽命有影響,更重要的是安全隱患。比如特斯拉的三元電池在高溫環境下會釋放氧氣,而氧氣是易燃物體。特斯拉通過循環冷卻系統降低溫度、以硬外殼包裹隔離電池以防止氧氣溢出。但是當遇到撞擊時還是難免起火。


三、高倍率放電壽命


普通汽車使用壽命長達數十年,一輛電動汽車的電池,10年至少要3000次的循環壽命。電池作為比較貴的部件,壽命能否與車等同是非常重要的,既要保證車輛的性能又要保證車主的利益,這樣才能利于市場的推動。目前世界各車企的電動汽車,只有去年上市的比亞迪(002594,股吧)秦做到了電芯終生質保。


電池的壽命也就是循環壽命,并非簡單的電池參數給出的數字。電池的循環壽命和電池的循環狀態是息息相關的,比如放電倍率、充電倍率、溫度等。通常電池實驗室數據得出的循環壽命,是以0.3C恒定的充放電倍率,在20度恒定最佳溫度下得到的。但是在實際用車過程中,倍率和溫度都是非恒定的。這也就是為何通常無論是筆記本、手機,還是電瓶車的電池,實際使用中的壽命都遠遠不如廠商給出的數據的原因。而中小里程純電以及長續航雙?;旌蟿恿?,因為所帶的電池比較少,對其放電的要求就會更高,對壽命的影響就會更大。


比如A123的磷酸鐵鋰離子電池,通常循環壽命可以到3000次以上。但是,A123的磷酸鐵鋰航模電池,以10C的充電倍率、5C的放電倍率使用,實驗室中的壽命縮短到只有600次,而真正實際使用中只有400次左右,可見放電倍率對壽命的影響。


再以比亞迪秦為例,只有13KWH的電池驅動峰值功率110KW的電機??梢杂嬎愠?,當秦滿電時其最大放電倍率高達8.4C。尤其是當秦只有50%電量時,其最大放電倍率可以達到18C。假如電量再低放電倍率將超過25C,這會極大地縮短電池的壽命。


再看P85度電的特斯拉,最大功率310KW的電機,看起來很龐大,其實電池放電倍率不過4C。在只有30%的電量時,最大放電倍率也不過10C。而且特斯拉的大容量電池,在極大程度上防止電池處于大功率的放電之中。


通過簡單的比較,就可以看出比亞迪電池的高倍率放電壽命的優越性。


四、成本


成本非常好理解,要廣泛普及必須要有成本優勢,這在本系列第一篇也已經計算過。小里程純電或者混動電動汽車,一方面要減少車載電池量節約電芯成本,另一方面要降低電池包+保護設備的成本。因此我們發現,特斯拉的電芯成本雖然較低,但是整體成本依然居高不下。


五、能量密度


能量密度,顧名思義就是單位重量的電池所能容納的能量。能量密度通常是判斷電池優略的重要指標,但是在我的分析體系里,能量密度在電池性能指標中不是很重要。


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