钜大LARGE | 点击量:2252次 | 2018年10月15日
为什么汽车上笨重的电瓶不换成锂电池呢?
最近几年世界各主流国家纷纷推出燃油机车的退役时间,最快2020年前后就有多个国家彻底淘汰燃油机车。专家分析我国也将在十年内推出内燃机车的退役时间表,但是困扰电动汽车发展的的一个重要问题就是电池的续航能力和充电速度。不过,大家都知道汽车上的铅酸电瓶很笨重,现在锂电池技术这么成熟,为什么没有厂家把它换成锂电池呢?
首先,我觉得那是一个产业,关系到几万甚至几十万职工的生计和社会的稳定。传统的铅蓄电池一旦彻底被锂电代替,很多人将会失业。就像报纸印刷厂,有的报纸甚至99%的信息服务和收入都转移到了移动客户端或其他电子平台,但还是要保留“会消耗很多很多成本”的印刷生产线。就是因为要养着一群人,稳定社会,降低失业。
其次,资本家的成本驱动意识,说白了就是锂电成本比铅蓄电的高,虽然更环保,更高效,但老百姓不会为了“环保”就愿意花更多的钱来买车。
再次,锂电是普及了,但是各地区的环境复杂,拿中国来说,东北和西南的环境大不相同,锂电的工作环境相比铅蓄电还是要求比较高的,还是应该以铅蓄电为主。不过随着科技和制造业的发展,老百姓肯定能够用上更好更便宜的产品。
其实是有锂电池的,只是性价比低。关于车用动力电池除了铅蓄电池,锂电池,还有镍氢、镍镉、铅酸、钴酸锂等电池,关于这些渐渐退出主流行列(镍氢除外)的电池,暂不讨论。现在的电动汽车普遍采用锂电池作为动力电池,而特斯拉ModelS采用的是松下18650组成的电池组,单个这种电池比平常的5号电池大一些,也称为三元锂电池,而市面上还有一种主流的锂电池叫做磷酸铁锂电池,例如比亚迪,就专精这类电池。
市面上还有一种叫做A123的锂电池,这种电池实际上也是磷酸铁锂电池的一种。它主要在制造工艺上采用了纳米工艺等,增加了电池充放电能力。我国万向集团就收购了A123公司,进而收购了赖以该电池为动力基础的菲斯克(Fisker)汽车公司。图为菲斯克Karma。这两种电池虽然都采用锂元素,但是配上不同负极材料和电池管理系统,效果不一。
三元锂电池如果内部短路或是正极材料遇水,都会有明火产生。所以一般18650电池都会有一层钢壳保护,由于特斯拉的电池组是由7000块左右的18650电池组合而成,所以,虽然特斯拉给电池组进行了全方位的保护,但是在极端的碰撞事故中,起火隐患还是有的。而磷酸铁锂电池则要稳定许多,电池板就算是穿刺、短路也不会爆炸燃烧,遭到350℃的高温也不会起火(三元锂电池在180-250℃就扛不住了)。所以在安全性能上,磷酸铁锂电池略胜一筹。
三元锂电池的能量密度大,电压更高,所以同样重量的电池组电池容量更大,车子跑的距离也就更远,速度也能更快。特斯拉ModelS充满电的续航里程400多公里呢。不过,由于三元锂电池需要用大量的单个电池组合起来,所以电池的组的体积十分庞大,相比磷酸铁锂电池相对紧凑的体积,虽然在动力输出方面略胜一筹,但是也不得不承受对于车内空间的影响的副作用。。虽然三元锂电池的理论寿命是2000次充放电循环,但在实际使用中,当进行900次的充放电循环后,电池容量就基本衰减到了55%。也就是说充满电只能跑原来里程的一半。
但如果每次电池充放电都控制在0%-50%或者25%-75%的循环中工作,不榨光电池的精力,即使经过3000次的充放电循环,电池容量基本还能能够保持在70%左右。但这需要非常优秀的电池管理系统,所以特斯拉才会对自己的电池管理系统这么自豪。
安全性:锂电池怕高温,低温,怕碰展撞,传统燃油车发动机舱温度是非常高的,何况现在流行涡轮增压,涡轮增压是利用发动机尾气驱动,温度一般在四五百度,跑高速两小时后立马打开发动机舱会发现涡轮增压泵是被烧红色的,类似打铁匠回炉一样,想象的到离涡轮增压很近的启动电池多高温度了,一般锂电池最高70度就要保护了,而且是松下三星的才能做到,国产就呵呵了,所以一碰撞挤压就是两种结果,爆炸或者起火,人可能就直接火化吧。
成本性:锂电池低温下放电不行,效率太多,起码要增大五百以上的电池组,一般小型车起码40安时电瓶,而比较好的松下三星18650等能做2900豪安,算并联14节左右才能达到这个容量,如要提升电压到启动电池那么高,起码再串联4节,14*4=56节,一节高容量好电池将近20块,电芯成本直接过千了。而且一般汽车启动时候的电流是100安时以上放电的,所以电池都是起码5C放电才行,铅酸电池可以轻松做到,锂电池会直接影响成本和寿命,一般锂电池充放1500次算好的了,快充和大电流放电及低压放电都影响寿命,折算下来就只能500到800次了,想象一下你一天出去一次,来回启动两次基本的吧,一年不到就废了,虽然好像有点夸张,哈!特斯拉是没有燃油发动机的,类似我们的两轮电瓶车,一通电就跑,没有发动机的高温环境,所以特斯拉的行李箱都是在车头,电池组大批量的,什么电力需求都能满足。