鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:769次 | 2019年06月10日
18650圓柱鋰電池應(yīng)用電動(dòng)汽車的前景如何?
18650電池是最早、最成熟、最穩(wěn)定的鋰離子電池,廣泛應(yīng)用在電子產(chǎn)品中。多年來(lái),日本廠商在18650電池的生產(chǎn)工藝上積累了大量的經(jīng)驗(yàn),使得產(chǎn)出的18650電池的一致性、安全性都達(dá)到了非常高的水準(zhǔn)。
相比之下,層疊式鋰離子電池遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有成熟,常見(jiàn)的有方形電池、軟包電池,甚至連尺寸、大小、極耳位置等都不統(tǒng)一,電池廠商所具備的生產(chǎn)工藝也不能滿足條件,大多數(shù)以人為控制為主,電池的一致性達(dá)不到18650電池的水準(zhǔn)。如果電池的一致性達(dá)不到要求,大量電池串、并聯(lián)形成的電池組的管理也將不能讓每個(gè)電池的性能更好地發(fā)揮,而18650電芯可以解決這一問(wèn)題。
總結(jié)來(lái)說(shuō),18650電池的單體容量小,所需的單體數(shù)量會(huì)很多(ModelS有7104只),但是一致性很好;層疊式電池的容量可以做得較大(20Ah到60Ah),單體數(shù)量可以降低,但是一致性差。相比之下,現(xiàn)階段很難投入大量的人力物力與電池供應(yīng)商一起去改善層疊式電池的生產(chǎn)工藝。
因此,在研發(fā)Roadster和ModelS的時(shí)候,Tesla的唯一選擇是從市場(chǎng)上去購(gòu)買電池,自行開(kāi)發(fā)電池系統(tǒng)。開(kāi)發(fā)一套管理6000多節(jié)單體一致性很好的電池系統(tǒng)與開(kāi)發(fā)一套200多節(jié)一致性很差的電池系統(tǒng),相比之下,前者的技術(shù)難度應(yīng)該更低一些。即使單體電池?cái)?shù)目增多,但是如果這些電池的性能是可靠的,管理起來(lái)還是容易一些。
對(duì)比另一款很成功的純電動(dòng)汽車,日產(chǎn)的LEAF,它采用的是層疊式鋰離子電池。這是因?yàn)槿债a(chǎn)與NEC合作多年,在電池技術(shù)方面積累很深厚,在品質(zhì)控制方面有相當(dāng)?shù)墓αΑEAF的電池來(lái)自AESC——日產(chǎn)與NEC的合資公司。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
對(duì)比下美、日、中等不同地區(qū)的汽車廠商在開(kāi)發(fā)電動(dòng)汽車時(shí)與電池廠商的合縱連橫是一件非常有意思的事情。
關(guān)于散熱能力
層疊式電池的厚度薄、表面大,均熱、散熱能力都不錯(cuò),因此日產(chǎn)LEAF很大膽地采用了被動(dòng)式熱管理系統(tǒng)(其實(shí)就是不管理!),由空氣的自然對(duì)流將熱量帶走。
從左到右,LEAF從單體,到四節(jié)單體電池兩并兩串組成的電池模塊,再到由48個(gè)電池模塊串聯(lián)組成的電池組如下圖所示:
可以看到,電池組上沒(méi)有任何的風(fēng)扇、冷卻液管道等熱管理系統(tǒng)。大概這就是無(wú)招勝有招。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
反過(guò)來(lái)看Tesla,18650電池的個(gè)頭比較小,在正常充放電時(shí)單體電池內(nèi)部的溫差也不會(huì)太大。但是,6000多個(gè)單體電池的溫差也應(yīng)當(dāng)保持在不超過(guò)5°C的范圍內(nèi),這是一件非常困難的事情。但是,Tesla做到了。怎么做到的?Tesla的電池管理系統(tǒng)(BMS)相比其他電動(dòng)汽車有哪些優(yōu)勢(shì)?
這些管道是冷卻液的流道,流道均勻分布在電池模組中間,能讓每只電芯能很好地跟水管接觸,這樣每只電芯在冷卻時(shí)帶走的熱量也幾乎一樣,溫差也就可以有效地控制在很小的范圍內(nèi)。