鉅大LARGE | 點擊量:2272次 | 2018年10月15日
為什么汽車上笨重的電瓶不換成鋰電池呢?
最近幾年世界各主流國家紛紛推出燃油機車的退役時間,最快2020年前后就有多個國家徹底淘汰燃油機車。專家分析我國也將在十年內推出內燃機車的退役時間表,但是困擾電動汽車發(fā)展的的一個重要問題就是電池的續(xù)航能力和充電速度。不過,大家都知道汽車上的鉛酸電瓶很笨重,現(xiàn)在鋰電池技術這么成熟,為什么沒有廠家把它換成鋰電池呢?
首先,我覺得那是一個產業(yè),關系到幾萬甚至幾十萬職工的生計和社會的穩(wěn)定。傳統(tǒng)的鉛蓄電池一旦徹底被鋰電代替,很多人將會失業(yè)。就像報紙印刷廠,有的報紙甚至99%的信息服務和收入都轉移到了移動客戶端或其他電子平臺,但還是要保留“會消耗很多很多成本”的印刷生產線。就是因為要養(yǎng)著一群人,穩(wěn)定社會,降低失業(yè)。
其次,資本家的成本驅動意識,說白了就是鋰電成本比鉛蓄電的高,雖然更環(huán)保,更高效,但老百姓不會為了“環(huán)?!本驮敢饣ǜ嗟腻X來買車。
再次,鋰電是普及了,但是各地區(qū)的環(huán)境復雜,拿中國來說,東北和西南的環(huán)境大不相同,鋰電的工作環(huán)境相比鉛蓄電還是要求比較高的,還是應該以鉛蓄電為主。不過隨著科技和制造業(yè)的發(fā)展,老百姓肯定能夠用上更好更便宜的產品。
其實是有鋰電池的,只是性價比低。關于車用動力電池除了鉛蓄電池,鋰電池,還有鎳氫、鎳鎘、鉛酸、鈷酸鋰等電池,關于這些漸漸退出主流行列(鎳氫除外)的電池,暫不討論。現(xiàn)在的電動汽車普遍采用鋰電池作為動力電池,而特斯拉ModelS采用的是松下18650組成的電池組,單個這種電池比平常的5號電池大一些,也稱為三元鋰電池,而市面上還有一種主流的鋰電池叫做磷酸鐵鋰電池,例如比亞迪,就專精這類電池。
市面上還有一種叫做A123的鋰電池,這種電池實際上也是磷酸鐵鋰電池的一種。它主要在制造工藝上采用了納米工藝等,增加了電池充放電能力。我國萬向集團就收購了A123公司,進而收購了賴以該電池為動力基礎的菲斯克(Fisker)汽車公司。圖為菲斯克Karma。這兩種電池雖然都采用鋰元素,但是配上不同負極材料和電池管理系統(tǒng),效果不一。
三元鋰電池如果內部短路或是正極材料遇水,都會有明火產生。所以一般18650電池都會有一層鋼殼保護,由于特斯拉的電池組是由7000塊左右的18650電池組合而成,所以,雖然特斯拉給電池組進行了全方位的保護,但是在極端的碰撞事故中,起火隱患還是有的。而磷酸鐵鋰電池則要穩(wěn)定許多,電池板就算是穿刺、短路也不會爆炸燃燒,遭到350℃的高溫也不會起火(三元鋰電池在180-250℃就扛不住了)。所以在安全性能上,磷酸鐵鋰電池略勝一籌。
三元鋰電池的能量密度大,電壓更高,所以同樣重量的電池組電池容量更大,車子跑的距離也就更遠,速度也能更快。特斯拉ModelS充滿電的續(xù)航里程400多公里呢。不過,由于三元鋰電池需要用大量的單個電池組合起來,所以電池的組的體積十分龐大,相比磷酸鐵鋰電池相對緊湊的體積,雖然在動力輸出方面略勝一籌,但是也不得不承受對于車內空間的影響的副作用。。雖然三元鋰電池的理論壽命是2000次充放電循環(huán),但在實際使用中,當進行900次的充放電循環(huán)后,電池容量就基本衰減到了55%。也就是說充滿電只能跑原來里程的一半。
但如果每次電池充放電都控制在0%-50%或者25%-75%的循環(huán)中工作,不榨光電池的精力,即使經過3000次的充放電循環(huán),電池容量基本還能能夠保持在70%左右。但這需要非常優(yōu)秀的電池管理系統(tǒng),所以特斯拉才會對自己的電池管理系統(tǒng)這么自豪。
安全性:鋰電池怕高溫,低溫,怕碰展撞,傳統(tǒng)燃油車發(fā)動機艙溫度是非常高的,何況現(xiàn)在流行渦輪增壓,渦輪增壓是利用發(fā)動機尾氣驅動,溫度一般在四五百度,跑高速兩小時后立馬打開發(fā)動機艙會發(fā)現(xiàn)渦輪增壓泵是被燒紅色的,類似打鐵匠回爐一樣,想象的到離渦輪增壓很近的啟動電池多高溫度了,一般鋰電池最高70度就要保護了,而且是松下三星的才能做到,國產就呵呵了,所以一碰撞擠壓就是兩種結果,爆炸或者起火,人可能就直接火化吧。
成本性:鋰電池低溫下放電不行,效率太多,起碼要增大五百以上的電池組,一般小型車起碼40安時電瓶,而比較好的松下三星18650等能做2900豪安,算并聯(lián)14節(jié)左右才能達到這個容量,如要提升電壓到啟動電池那么高,起碼再串聯(lián)4節(jié),14*4=56節(jié),一節(jié)高容量好電池將近20塊,電芯成本直接過千了。而且一般汽車啟動時候的電流是100安時以上放電的,所以電池都是起碼5C放電才行,鉛酸電池可以輕松做到,鋰電池會直接影響成本和壽命,一般鋰電池充放1500次算好的了,快充和大電流放電及低壓放電都影響壽命,折算下來就只能500到800次了,想象一下你一天出去一次,來回啟動兩次基本的吧,一年不到就廢了,雖然好像有點夸張,哈!特斯拉是沒有燃油發(fā)動機的,類似我們的兩輪電瓶車,一通電就跑,沒有發(fā)動機的高溫環(huán)境,所以特斯拉的行李箱都是在車頭,電池組大批量的,什么電力需求都能滿足。