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干电池与目前的动力电池大区别是: a)干电池电解质是一种不能流动的糊状物,不具再次充电特性; b)动力电池是电解质锂离子能在其中能流动的电解液,可以上千次充电。
对主机厂家工程师而言,燃油汽车上是一个油箱,它是一个液体容积。但是看到电动汽车上是一个又一个动力电池包,打开电池包里面,有许多数不清的一节一节的电池。动力电池开始把一节电池,叫做单体、把一组并联起来叫做模组,把模组串联起来,叫电池包,把电池包串联起来叫做电池系统。干电池一节只能做1.5V,人们要3V的电源,是2节干电池串联。单节的容量也不能做很到,人们要容量很大的电源,要将单个电池并联起来。
在电池管理上,一般通过被动均衡和主动均衡两种办法去平衡电芯的性能,目的是令其他电芯做出一些额外的充放电行为去迁就那块差的电芯,以实现整体性能的大利用。但如果电池在生产或者使用过程中,出现了性能良莠不齐,那就会产生的性能衰退和资源浪费。
化学电池根据特性的不同,又可以分为一次电池、二次电池及燃料电池。其中,一次电池也称为原电池,即使用后不能再行充电的电池(例如生活中使用的锌锰干电池);二次电池也被称作为蓄电池,即一次放电后可以再行充电使用的电池,我们生活中的充电宝/手机以及汽车用电池都是属于这种类型;燃料电池指正负极本身不含活性物质,活性材料为外部不断补充的电池,目前的氢燃料电池就是属于这一种。
关于汽车电池的选择,我们来看看蓄电池。作为汽车的启动电源,绝大部分汽车蓄电池都是铅酸电池,其正极为二氧化铅(PbO2),负极为纯铅,电解质为硫酸水溶液。对于蓄电池为什么会选择铅酸,而不是用逐渐成主流的锂电池替代?原因有很多,包括技术成本、安全程度及电池寿命,但主要的还是铅酸电池的低温性能,相比于锂电池,铅酸电池的低温性能更佳,在低温下锂离子电池的放电性能是处于衰减性递减的,零下10度就会迅速没电,对应的是铅酸电池零下50度都能正常发动汽车。
电动汽车的动力电池实际上是一个统称,包含电芯、模组以及电池包三个层级。 电芯(Cell),可以充放电的锂离子电池基本单位,包含了正负极、隔膜及电解液,是电池氧化还原反应的进行空间。根据电芯封装形式不同,可以分为圆柱电芯、方形电芯及软包电芯。 模组(Module),为了保护电芯免于受到外部热、振动等冲击,将一定数量的电芯连接在一起,放在一个框架中组成电池的组件。 电池包(Pack),是装入电动汽车中电池的终形态,在模组的基础上装配电池管理系统(BMS)、电池冷却系统、线束、支架等零部件。
18650电池具有成熟的配套产业链,成本低廉,是一种理想的锂离子电池,在消费电子领域得到了广泛的应用。但18650电池容量较小,在动力电池领域应用时,往往需要上万只单体电池组合成为电池组,导致电池组的管理难度大幅上升。
“刀片电池”通过结构创新,在成组时可以跳过“模组”,大幅提高了体积利用率,终达成在同样的空间内装入更多电芯的设计目标。相较传统电池包,“刀片电池”的体积利用率提升了50%以上,也就是说续航里程可提升50%以上,达到了高能量密度三元锂电池的同等水平,并且比三元锂有了更优的安全及寿命表现。
电池的寿命分为循环寿命和日历寿命两个参数。 1)循环寿命,指的是电池可以循环充放电的次数,即在理想的温湿度下,以额定的充放电电流进行充放电,计算电池容量衰减到80%时所经历的循环次数。 2)日历寿命,指的是电池在实际使用条件下,经过特定的使用工况,达到终止寿命条件(一般为容量衰减到80%)的时间跨度。
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