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新能源汽車目前都有什麼電池

汽車 更新时间:2025-03-20 17:46:32

新能源電動汽車最主要的部件之一是電池,而且目前阻礙新能源汽車發展的原因之一是電池的充電問題。發展新能源電動汽車,電池必不可少,新能源汽車的電池分為哪幾大類,電池的性能和價格問題是個什麼情況,第一電動網進行了盤點整理,全面介紹一下目前新能源汽車電池問題。

新能源汽車目前都有什麼電池(新能源汽車五大電池類型盤點和趨勢分析)1

  一、鉛酸電池

  鉛酸電池作為比較成熟的技術,因其成本較低,而且能夠高倍率放電,依然是唯一可供大批量生産的電動車用電池。北京奧運會時,有20輛使用鉛酸電池的電動汽車,為奧運會提供交通服務。

  但是鉛酸電池的比能量、比功率和能量密度都很低,以此為動力源的電動車不可能擁有良好的車速及續航裡程。

  二、鎳镉電池和鎳氫電池

  雖然性能好于鉛酸電池,但含有重金屬,使用遺棄後對環境會造成污染。

  鎳氫動力電池剛剛進入成熟期,是目前混合動力汽車所用電池體系中唯一被實際驗證并被商業化、規模化的電池體系,現有混合動力電池99%的市場份額為鎳氫動力電池,商業化的代表是豐田的普銳斯。目前全球主要的汽車動力電池廠商主要有日本的PEVE和 Sanyo,PEVE占據全球Hybrid動力車用鎳氫電池85%的市場份額,目前主要的商業化的混合動力汽車如豐田的Prius、Alphard和 Estima,以及本田的Civic,Insight等均采用PEVE的鎳氫動力電池組。在我國,長安傑勳、奇瑞A5、一汽奔騰、通用君悅等品牌轎車已經在示範運行,他們采用的也都是鎳氫電池,不過電池主要向國外采購,國内鎳氫電池在汽車上的運用仍處于研發匹配階段。

  三、锂電池

  傳統的鉛酸電池、鎳镉電池和鎳氫電池本身技術比較成熟,但它們用在汽車上作為動力電池則存在較大的問題。目前,越來越多的汽車廠家選擇采用锂電池作為新能源汽車的動力電池。

  因為锂離子動力電池有以下優點:工作電壓高(是鎳镉電池氫-鎳電池的3倍);比能量大(可達165WH/㎏,是氫鎳電池的3倍);體積小;質量輕;循環壽命長;自放電率低;無記憶效應;無污染等。

  目前阻礙動力锂離子電池發展的瓶頸是:安全性能和汽車動力電池的管理系統。安全性能方面,由于锂離子動力電池具有能量密度大、工作溫度高、工作環境惡劣等方面的原因,加上以人為本的安全理念,因此,用戶對電池的安全性提出了非常高的要求。汽車動力電池的管理系統方面,由于汽車動力電池的工作電壓是12V或24V,而單個動力锂離子電池的工作電壓是3.7V,因此必須由多個電池串聯而提高電壓,但由于電池難以做到完全均一的充放電,因此導緻串聯的多個電池組内的單個電池會出現充放電不平衡的狀況,電池會出現充電不足和過放電現象,而這種狀況會導緻電池性能的急劇惡化,最終導緻整組電池無法正常工作,甚至報廢,從而大大影響電池的使用壽命和可靠性能。

  四、磷酸鐵锂電池

  磷酸鐵锂電池也是一種锂電池,其比能量不到钴酸锂電池的一半,但是其安全性高,循環次數能達到2000次,放電穩定,價格便宜,成為車用動力新的選擇。

  五、燃料電池

  簡單地說,燃料電池(Fuel Cell)是一種将存在于燃料與氧化劑中的化學能直接轉化為電能的發電裝置。燃料和空氣分别送進燃料電池,電就被奇妙地生産出來。它從外表上看有正負極和電解質等,像一個蓄電池,但實質上它不能”儲電”而是一個”發電廠”。

  最有望用于汽車的是質子交換膜燃料電池。它的工作原理是:将氫氣送到負極,經過催化劑(鉑)的作用,氫原子中兩個電子被分離出來,這兩個電子在正極的吸引下,經外部電路産生電流,失去電子的氫離子(質子)可穿過質子交換膜(即固體電解質),在正極與氧原子和電子重新結合為水。由于氧可以從空氣中獲得,隻要不斷給負極供應氫,并及時把水(蒸汽)帶走,燃料電池就可以不斷地提供電能。

  因為燃料電池直接将燃料的化學能轉化為電能,中間不經過燃燒過程,因而不受卡諾循環的限制。目前燃料電池系統的燃料——電能轉換效率在45%~60%,而火力發電和核電的效率大約在30%~40%。  

新能源電池性能比較

新能源汽車電池發展趨勢

  在發展新能源汽車上,鎳氫電池技術最成熟,未來3年内仍将是新能源車的主流,之後鎳氫電池技術将和磷酸鐵锂、氫燃料電池三分天下,5年後将逐漸被锂電池及燃料電池所取代。

新能源汽車電池價格趨勢

  就價格趨勢來看,目前電動汽車用快充锂離子動力電池價格在$1600/kwh 左右,普通锂離子動力電池價格在$500/kwh,按照目前美國汽油和電力的價格趨勢,在汽車的整個使用周期内,100km續航能力的快充锂離子動力電池電動車使用成本比性能相當的汽油内燃發動機汽車高25%。一旦電動汽車用動力電池價格下降到$200-300/kwh,電動車使用成本将與傳統汽車相當。根據預測,在各國相關政策的鼓勵下,2020年全球電動汽車用锂離子需求接近50Gwh,快充電池成本2020 年有望下降到$400-500/kwh,普通動力電池價格能下降到$200-300/kwh。

新能源汽車目前都有什麼電池(新能源汽車五大電池類型盤點和趨勢分析)2

新能源汽車選三元锂電池,還是磷酸鐵锂電池?

對于新能源汽車來講,最核心的就是電池,它占據了整車成本的40%~60%,目前電池種類繁多,最主要的技術路線就是甯德時代為代表的三元锂電池路線以及比亞迪為代表的磷酸鐵锂電池路線,作為消費者的我們究竟該怎麼選呢?

電池不僅影響新能源汽車的續航,還直接影響諸多性能,其中消費者最關心的莫過于安全、續航及充電!

一、安全

現如今,對于多數人來講物質是相對豐富的,加上電車本身使用成本又比較低,完全沒必要像燃油車時代在經濟性和安全性上做取舍,安全是其它任何活動的基本前提。

這方面磷酸鐵锂電池優勢明顯!溫度達到180℃時,三元材料電池正極就開始分解并産生大量氧氣,這些氧氣又會與電池内部的溶劑産生化學反應,進而産生大量熱量形成連鎖反應,整個過程隻需要幾十秒車輛就會發生爆燃,這也是為什麼前段時間看到那麼多新能源汽車發生自燃,導緻車主被火焰吞噬的幾乎全是三元锂電池汽車,而磷酸鐵锂電池汽車幾乎無任何車主受傷,因為它正極耐受溫度可以達到800℃,起火的條件相對苛刻,也相對漫長,留給車主逃生的時間也要充足很多!

二、續航

續航方面毫無疑問能量密度更大的三元锂電池更有優勢,但是對于新能源汽車而言,續航裡程是根據自己的使用場景夠用就好,否則過多的電量、過重的電池隻會增加汽車購買成本和電耗,性價比極低,其核心還是在于快速補電,這和四五百公裡續航的油車沒有裡程焦慮是一個道理!

三、充電

就電池本身的化學特性而言,三元锂電池充電是要更快的,因為它的電壓更高,相同電流下擁有更大的充電功率,磷酸鐵锂電池是可以通過技術彌補這一短闆的,三元锂電池汽車的整車電壓是很高的,但是充電樁電壓如果低,它的充電功率一樣上不來。

這也解釋了為什麼越來越多的車企開始逐漸将電池切換為磷酸鐵锂電池的原因所在,除了能保證上述關鍵性能以外,成本上也擁有更大的優勢,加上其不含有稀缺的稀有金屬,不會被西方等外國勢力卡脖子,也符合國家的能源戰略轉型需要,不需要太久磷酸鐵锂電池路線将會占有明顯優勢!

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