新能源汽車電池知識

電池是一門非常深的學科，因為這東西從發(fā)明起便在我們的生活中有著非常非常廣泛的應用，比如3C、比如儲能，下文僅從動力電池領(lǐng)域做探討。

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新能源汽車電池種類

1、鎳鎘電池和鎳氫電池

鎳鎘電池和鎳氫電池雖然性能好于鉛酸電池，但含有重金屬，使用遺棄后對環(huán)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(yè)化、規(guī)模化的電池體系，現(xiàn)有混合動力電池99%的市場份額為鎳氫動力電池，商業(yè)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(jù)全球Hybrid動力車用鎳氫電池85%的市場份額，目前主要的商業(yè)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，長安杰勛、奇瑞A5、一汽奔騰、通用君悅等品牌轎車已經(jīng)在示范運行，他們采用的也都是鎳氫電池，不過電池主要向國外采購，國內(nèi)鎳氫電池在汽車上的運用仍處于研發(fā)匹配階段。

2、鋰電池

因為鋰離子動力電池有以下優(yōu)點：工作電壓高（是鎳鎘電池氫-鎳電池的3倍）；比能量大（可達165WH/kg，是氫鎳電池的3倍）；體積小；質(zhì)量輕；循環(huán)壽命長；自放電率低；無記憶效應；無污染等。

當前許多知名的汽車制造商都致力于開發(fā)動力鋰電池汽車，如美國福特、克萊斯勒，日本豐田、三菱、日產(chǎn)、韓國現(xiàn)代、法國Courreges、Ventury等。而國內(nèi)汽車制造商比亞迪、吉利、奇瑞、力帆、中興等車企也紛紛在自己的混合動力和純電動汽車中搭載動力鋰電池。

目前阻礙動力鋰離子電池發(fā)展的瓶頸是：安全性能和汽車動力電池的管理系統(tǒng)。安全性能方面，由于鋰離子動力電池具有能量密度大、工作溫度高、工作環(huán)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(tǒng)方面，由于汽車動力電池的工作電壓是12V或24V，而單個動力鋰離子電池的工作電壓是3.7V，因此必須由多個電池串聯(lián)而提高電壓，但由于電池難以做到完全均一的充放電，因此導致串聯(lián)的多個電池組內(nèi)的單個電池會出現(xiàn)充放電不平衡的狀況，電池會出現(xiàn)充電不足和過放電現(xiàn)象，而這種狀況會導致電池性能的急劇惡化，最終導致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。

3、燃料電池

簡單地說，燃料電池（FuelCell）是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。燃料和空氣分別送進燃料電池，電就被奇妙地生產(chǎn)出來。它從外表上看有正負極和電解質(zhì)等，像一個蓄電池，但實質(zhì)上它不能“儲電”而是一個“發(fā)電廠”。

最有望用于汽車的是質(zhì)子交換膜燃料電池。它的工作原理是：將氫氣送到負極，經(jīng)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(jīng)外部電路產(chǎn)生電流，失去電子的氫離子（質(zhì)子）可穿過質(zhì)子交換膜（即固體電解質(zhì)），在正極與氧原子和電子重新結(jié)合為水。由于氧可以從空氣中獲得，只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。

因為燃料電池直接將燃料的化學能轉(zhuǎn)化為電能，中間不經(jīng)過燃燒過程，因而不受卡諾循環(huán)的限制。目前燃料電池系統(tǒng)的燃料—電能轉(zhuǎn)換效率在45%～60%，而火力發(fā)電和核電的效率大約在30%～40%。

新能源汽車電池使用壽命

新能源汽車電池壽命大概在6年，電動汽車居高不下的售價主要是因為動力電池組成本太高，由于每款車的電池容量不盡相同，業(yè)內(nèi)統(tǒng)一用“元/kWh”單位橫向?qū)Ρ炔煌姵亟M的價格差異。

一個電池組系統(tǒng)成本包括電池、電池管理系統(tǒng)和含功能元器件、線束、結(jié)構(gòu)件等零部件的pack系統(tǒng)等三部分組成。以特斯拉為例，早期特斯拉Model其電池成本占據(jù)整車的四分之一，使得旗下電動汽車就以高價開局。

目前，動力電池平均成本為227美元/kwh，約合人民幣1500元/kWh，不過新能源車目前都有電池質(zhì)保的說法，比亞迪提供6年質(zhì)保，其他品牌也同樣都提供幾年質(zhì)保。

新能源汽車電池更換

眾所周知，電動汽車的動力來源就是電池，所以電池的重要性跟傳統(tǒng)燃油車的發(fā)動機是一樣的，目前新能源車電池更換平均價格基本維持在10萬左右，購買了新能源車的車主很多都將面臨著電池已過保質(zhì)期的尷尬，換，都能買新車了，不換，車無法使用，這真的是一道難解的選擇題。