鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1356次 | 2019年06月21日
18650電池的安全性和壽命循環(huán)的優(yōu)勢分析
18650電池原指鎳氫電池和鋰離子電池,由于鎳氫的如今比照少用,所以如今多指鋰離子電池。18650鋰離子電池單節(jié)標(biāo)稱電壓通常為:3.6V或3.7V;最小放電停止電壓通常為:2.5~2.75V。多見容量為1200~3300mAh。
關(guān)于一同性
18650電池是最早、最老練、最安穩(wěn)的鋰離子電池,廣泛運(yùn)用在電子商品中。多年來,日本廠商在18650電池的出產(chǎn)技能上堆集了許多的閱歷,使得產(chǎn)出的18650電池的一同性、安全性都抵達(dá)了十分高的水準(zhǔn)。
比照之下,層疊式鋰離子電池遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有老練,多見的有方形電池、軟包電池,乃至連尺度、巨細(xì)、極耳方位等都不一致,電池廠商所具有的出產(chǎn)技能也不能滿意條件,大大都以人為操控為主,電池的一同性達(dá)不到18650電池的水準(zhǔn)。假設(shè)電池的一同性達(dá)不到懇求,許多電池串、并聯(lián)構(gòu)成的電池組的辦理也將不能讓每個電池的功用十分好地體現(xiàn),而18650電芯能夠處理這一疑問。
總結(jié)來說,18650電池的單體容量小,所需的單體數(shù)量會許多(ModelS有7104只),可是一同性極好;層疊式電池的容量能夠做得較大(20Ah到60Ah),單體數(shù)量能夠下降,可是一同性差。比照之下,現(xiàn)時期很難投入許多的人力物力與電池供貨商一同去改進(jìn)層疊式電池的出產(chǎn)技能。因而,在研制Roadster和ModelS的時分,Tesla的僅有挑選是從商場上去收購電池,自行開發(fā)電池體系。開發(fā)一套辦理6000多節(jié)單體一同性極好的電池體系與開發(fā)一套200多節(jié)一同性很差的電池體系,比照之下,前者的技能難度應(yīng)當(dāng)更低一些。即便單體電池?cái)?shù)目增多,可是假設(shè)這些電池的功用是牢靠的,辦理起來仍是簡略一些。
比照另一款很成功的純電動轎車,日產(chǎn)的LEAF,它選用的是層疊式鋰離子電池。這是由于日產(chǎn)與NEC協(xié)作多年,在電池技能方面堆集很深沉,在質(zhì)量操控方面應(yīng)當(dāng)有恰當(dāng)?shù)墓α?。LEAF的電池來自AESC,日產(chǎn)與NEC的合資公司。
比照下美、日、中等不相同區(qū)域的轎車廠商在開發(fā)電動轎車時與電池廠商的合縱連橫是一件十分有意思的作業(yè)。
關(guān)于散熱才干
層疊式電池的厚度薄、外表大,均熱、散熱才干都不錯,因而日產(chǎn)的LEAF很斗膽地選用了被迫式熱辦理體系(正本便是不辦理!),由空氣的天然對流將熱量帶走。
從左到右,LEAF從單體,到四節(jié)單體電池兩并兩串構(gòu)成的電池模塊,再到由48個電池模塊串聯(lián)構(gòu)成的電池組如下圖所示:
能夠看到,電池組上沒有任何的電扇、冷卻液管道等熱辦理體系。大約這便是無招勝有招。
反過來看Tesla,18650電池的個頭比照小,在正常充放電時單體電池內(nèi)部的溫差也不會太大??墒牵?000多個單體電池的溫度也應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持在不逾越5°C的規(guī)劃內(nèi),這是一件十分艱難的作業(yè)??墒牵琓esla做到了。怎樣做到的?參看Tesla的電池辦理體系(BMS)比照別的電動轎車有哪些優(yōu)勢?
如上圖,這些管道是冷卻液的流道,流道均勻散布在電池模組基地,能讓每只電芯能極好地跟水管接觸,這么每只電芯在冷卻時帶走的熱量也簡直相同,溫差也就能夠有用地操控在很小的規(guī)劃內(nèi)。
總結(jié)來說,由于選用了小容量的18650電池,Tesla的熱辦理體系的凌亂度是大大添加了的。也便是說,假設(shè)從散熱才干方面思考,運(yùn)用小容量的18650電池不是最優(yōu)挑選。
關(guān)于能量密度
談到能量密度,就有必要差異單體電池的能量密度與電池組的能量密度。
就單體電池的能量密度來看,18650電池是要高于層疊式鋰離子電池。我這兒查到的日產(chǎn)LEAF所用的33Ah鋰離子電池的能量密度是157Wh/kg,GMVolt所用的層疊式電池的能量密度約為150Wh/kg;而Roadster所用的18650電池的能量密度約為211Wh/kg??墒?,18650電池的辦理體系愈加凌亂,由此額定添加的分量會使得電池組的能量密度遠(yuǎn)低于單體的能量密度。Roadster的電池組分量是450kg,能量密度是118Wh/kg,而LEAF電池組的分量是225kg,能量密度是107Wh/kg。在電池組層次,兩者的能量密度現(xiàn)已平起平坐。
關(guān)于安全性
前面說到層疊式鋰離子電池的各種長處,但它也有一些缺陷。由于層疊式鋰離子電池通常是選用鋁塑膜封裝的,而鋁塑膜的厚度薄,機(jī)械強(qiáng)度差,在轎車發(fā)作磕碰等極點(diǎn)狀況下,鋁塑膜很簡略發(fā)作破損致使安全事端發(fā)作。這也就闡明晰為何日產(chǎn)要在4個單體構(gòu)成的電池模塊外面再加一個鋁殼。
18650電池通常是鋼殼,安全性十分好;并且前面也說到跟著18650電池出產(chǎn)技能水平的的不斷行進(jìn),安全性也在不斷行進(jìn)。