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油電混動、插電混動、和純電動車連電池一樣嗎?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2021年07月12日  

不一樣。

現在,新能源車已經真真切切地走入了我們的生活,無論是北京街頭EV系列的純電動車,還是上海街頭的秦、唐插電式混合動力車,或是廣州的雷凌雙擎這種混合動力車。新能源車型的崛起,已然勢不可擋,不過我們真的了解他們嗎?這里我們就聊聊新能源汽車上最關鍵的部分:電池。


現在市場上的新能源車,運用最多的動力電池,就是三元鋰電池磷酸鐵鋰電池、和鎳氫電池了。其中鎳氫電池主要是運用于油電式混合動力車型上,而三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池,則在插電式混合動力,和純電動車型上都有運用。接下來,我們就分析一下它們各自的優缺點:


鎳氫電池:儲能低,壽命短


鎳氫電池,是最早的“現代電池”,我們日常使用的5號充電電池和7號充電電池中,很多就是鎳氫電池。這種電池的主要優勢在于工藝成熟,生產材料廉價,規模效應明顯,因而價格相當便宜,不過它的能量密度較低,這直接導致鎳氫電池難以滿足一般的長距離純電續航汽車的需求,在中國難以得到高額的政策性補貼。


技術優勢:


鎳氫電池有著較強的耐用性,較為穩定的化學反應模式,使它擁有較長的壽命,在一般運用情況下,它都能夠為使用者提供可靠的電力充放性能。同時,在使用壽命結束后,鎳氫電池由于已經存在了較長時間,其回收技術已經頗為成熟,加之鎳的回收價值較高,也使得它有著不錯的回收率,對環境更為友好。


技術劣勢:


鎳氫電池有著較低的能量密度,與鋰電池相比低了40%,如果需要在鎳氫電池電動車上儲存大量電能,偏低的能量密度就會導致極為嚴重的車重增加。所以鎳氫電池更多地運用在油電混合動力車上,但即便是在對總儲存電量沒有太高的要求情況下,鎳氫電池遇到大功率充電和大功率放電后,還是會出現散熱問題,而為了避免可能出現的過熱,電池組又要配備額外的冷卻系統,于是總重量進一步增加。另外,就是記憶效應,相信使用過5號鎳氫充電電池的車友們都感受過,隨車使用次數的增長,鎳電池的使用時間會變短,容量會越來越少。沒錯這就是記憶效應了,這一效應會直接導致電池使用壽命的減少。


鋰電池:質輕能高,電能穩定


三元鋰電池(NMC鎳鈷猛酸鋰電池),和磷酸鐵鋰電池,都屬于鋰電池。三元鋰電池有著更高的能量密度,在最近的十余年間,有著不斷的發展。三元鋰電池被特斯拉選為動力電池,就足以體現它魅力。而磷酸鐵鋰電池,雖然能量密度沒有三元鋰高,耐熱溫度和抗爆方面的安全性優勢,使它在國內現有的技術水平下成為了更可靠的選擇。


技術優勢:


鋰電池的最大優勢,在于優異的高能量密度,能夠承受快速充電的特性,以及相當微弱的記憶效應。高能量密度,意味著更多的電能和更輕的車重,然后整輛車就會有更長的純電續航里程、更好的性能,和更好的操控性。當然,再加上用電所節省的油費,和政府會給的新能源補貼,這一切都相當美好了。


能夠快速充電,意味著即使是純電動車,也只需要在高速充電樁邊充上幾十分鐘,就能繼續行駛數百公里。不過可惜的是,這樣的技術現在并不是非常成熟,最好的純電動汽車使用方案,依然是人睡覺,車充電,用合理的電流長時間充電來呵護電池。鋰電池的微弱記憶效應,是相對鎳氫電池而言的。所以良好的充電習慣,依然是保證電池壽命的重要因素。


技術劣勢:


鋰電池的成本居高不下,一直是困擾其大規模發展的主要因素。與鎳基電池相比,鋰電池的成本會高出40%左右,而且近年來其成本下降程度相當比較有限。唯一值得慶幸的,是中國政府對使用鋰電池的插電式混合動力車型,和純電動車型有著乘車補貼。不然,相信注重性價比的國人們,基本不會有誰愿意買電動汽車了吧。


此外,雖然鋰電池的自放電效應和記憶效應并不強,但如果沒有合適的停放環境,電池有可能會快速老化。而且微弱的記憶效應同樣會累積,雖然現在標稱的使用壽命都是10年,但有些新型鋰電池配方發明至今,都未必有十年歷史,所以老化問題上,鋰電池有著相當高的不確定性。所以說,雖然鋰電池已經是相當的汽車動力電池了,它的舉例完美還有這相當長的路。


其他實驗室里的電池技術


當然,在未來,我們也許還會遇到許多其他種類的電池,比如鋰空氣電池,或是石墨烯電池。鋰空氣電池理論上會有著比現在的鋰電池高出5到15倍的能量密度,而石墨烯電池則號稱,能將現在的充電時間數倍的減少。不過,這些依然只存在于實驗室內的技術,到底多少年后實現量產,又有誰知道呢?


編者后記:


如果從全球的角度來看新能源車,賣得最多的,應該是豐田的油電混合動力車。性能最好的,要數法拉利和保時捷的插電式混合動力車。而最出名的,應該是特斯拉的純電動車了。鎳氫電池搭載于豐田車系,銷量良好;特斯拉等高性能車則使用者高能量密度的三元鋰電池,一統天下;磷酸鐵鋰電池,更多的則是出現在比亞迪出口各國的大巴,也就是商用車之上。


而在中國,這三種新能源車型的代表車型,就分別是廣汽豐田雷凌雙擎所代表的油電混合車型,比亞迪唐代表的插電式混合動力車型,和北汽EV系列的純電動車了。不過在電池方面,國內的情況則不太一樣了,磷酸鐵鋰隨著比亞迪進軍乘用車,而大量裝備在插電式混合動力車型之上,而三元鋰電池更多地被運用于獲得補貼后,相當廉價的純電動車。這使得三元鋰電池的不穩定性隨著廉價化而凸顯。


說實話,國內的工業水平還難以保證所有電池廠家,都能保證每節鋰電池的一致性,而隨著電池組中電池數量的增大,放電不一致的鋰電池就有可能導致內部電路短路,產生安全隱患。所以,就在近期,相關部門也發布了商用車禁止使用三元鋰電池的政令,相信這樣的要求,不會是無的放矢吧。最后,祝愿中國的新能源車能夠安全、快速地發展,為大家的生活增添便利與快樂。


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