1、電池單體
電池單體是直接將化學能轉化為電能的(de)基本(ben)單元裝置,包括電極、隔膜、電解質、外殼和端子,并被設(she)計成可充電。
2、電池(chi)模(mo)組
電池(chi)(chi)模組(zu)將一(yi)個以上電池(chi)(chi)單體按照串(chuan)聯、并聯或(huo)串(chuan)并聯方式組(zu)合,且只有(you)一(yi)對正負(fu)極輸(shu)出端子,并作(zuo)為(wei)電源使用的組(zu)合體
3、電池單元
電池(chi)單元(yuan)由數十(shi)個電池(chi)單體或電池(chi)模組(zu)串聯在起(qi),構成(cheng)(cheng)一(yi)個電池(chi)單元(yuan)。由數個電池(chi)單元(yuan)串聯在一(yi)起(qi),構成(cheng)(cheng)動力電池(chi)總成(cheng)(cheng)。
4、CSC采集系統
每(mei)一個(ge)電(dian)(dian)池單(dan)(dan)元有多個(ge)CSC采集系統,以(yi)監測(ce)其中每(mei)個(ge)電(dian)(dian)池單(dan)(dan)體或電(dian)(dian)池組單(dan)(dan)體電(dian)(dian)壓、溫度信(xin)息。
CSC采集系統將相(xiang)關信息上報電池控制單元(BMU)并(bing)根(gen)據BMU的指令執行單體電壓均衡。
5、電池控制單元
安裝(zhuang)于動力(li)電池總成(cheng)內部,是電池管理系統核心部件。電池控制(zhi)單(dan)元(BMU)將單(dan)體電壓、電流、溫度及整(zheng)車(che)高(gao)壓絕(jue)緣等信息上(shang)報整(zheng)車(che)控制(zhi)器(qi)(VCU)并根據∨CU的(de)指(zhi)令完成(cheng)對動力(li)電池的(de)控制(zhi)。
6、電池(chi)高壓(ya)分配單元
安裝在(zai)動力電池總成的正負極輸出端(duan),由高壓(ya)正極繼電器(qi)、高壓(ya)負極繼電器(qi)、預充繼電器(qi)、電流傳感器(qi)和(he)預充電阻等組成。
7、維修開關
位于動(dong)力電池總成中間(jian)表(biao)面(mian)位置,打開(kai)駕駛室內副儀表(biao)手套箱開(kai)關(guan),可(ke)操(cao)作(zuo)維修(xiu)(xiu)開(kai)關(guan)。在高壓零部件(jian)檢查和維護前斷開(kai)維修(xiu)(xiu)開(kai)關(guan)可(ke)以確保切斷高壓。
1、汽車和(he)摩托車行業
主要(yao)是為發動機的(de)起動點火和車載電(dian)子設備(bei)的(de)使用提供(gong)電(dian)能(neng)。
2、工業電力(li)系統
用(yong)于輸(shu)變電(dian)站、為(wei)動力機組提供(gong)合閘電(dian)流,為(wei)公共(gong)設施提供(gong)備用(yong)電(dian)源以及通訊用(yong)電(dian)源。
3、電(dian)動(dong)汽車和電(dian)動(dong)自行車行業(ye)
取(qu)代汽(qi)油和柴油,作為電(dian)動(dong)汽(qi)車或電(dian)動(dong)自行車的(de)行駛動(dong)力電(dian)源。
4、軍事領域(yu)
由于高(gao)科技(ji)在軍事上的(de)(de)廣泛(fan)應用(yong),現代戰爭(zheng)已成為以數(shu)字(zi)化、信(xin)息化武器為主的(de)(de)高(gao)科技(ji)戰爭(zheng)。這種戰爭(zheng)模式使得(de)高(gao)效(xiao)、高(gao)比能(neng)量(liang)密度(du)和(he)可快速充填燃(ran)料的(de)(de)軍用(yong)能(neng)源成為現代戰場上的(de)(de)迫切需要。當今世界(jie)各(ge)國(guo)對高(gao)能(neng)動(dong)力電(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)技(ji)術開(kai)發一直在緊張進行,如新型鉛酸電(dian)(dian)池(chi)、鋰離子電(dian)(dian)池(chi)和(he)燃(ran)料電(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)使用(yong)。
鉛酸蓄電池(chi)
鎳(nie)鎘蓄電池
鎳氫蓄電池
鐵鎳蓄(xu)電池
鈉氯化鎳蓄電池
銀鋅(xin)蓄電(dian)池
鈉硫蓄(xu)電(dian)池
鋰(li)蓄電(dian)池
空氣蓄(xu)電池
燃料電池
太陽能蓄電池
超容量電容器
飛輪電池
鈉硫電池(chi)
1、動力電池(chi)電壓(ya)
動(dong)力電(dian)(dian)(dian)池(chi)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)分為端(duan)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)、開路(lu)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)、額定電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)、充電(dian)(dian)(dian)終(zhong)止電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)和放(fang)電(dian)(dian)(dian)終(zhong)止電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)。動(dong)力電(dian)(dian)(dian)池(chi)正極(ji)和負極(ji)之(zhi)間的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)位差即為端(duan)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya),在沒有(you)負載(zai)情況下的(de)(de)端(duan)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)叫開路(lu)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya),電(dian)(dian)(dian)池(chi)在工作時輸出的(de)(de)標(biao)準(zhun)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)即為額定電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya),電(dian)(dian)(dian)池(chi)充電(dian)(dian)(dian)時的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)極(ji)限值(zhi)就是充電(dian)(dian)(dian)終(zhong)止電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya),放(fang)電(dian)(dian)(dian)時的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)極(ji)限值(zhi)是放(fang)電(dian)(dian)(dian)終(zhong)止電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)。
2、動力電池容量(liang)
容(rong)量(liang)(liang)是指電池在一定(ding)放電條件下所能放出的(de)電量(liang)(liang),用符(fu)號C表示,單位常用為A?h或mA?h,等于(yu)放電電流與放電時間的(de)乘積(ji)。容(rong)量(liang)(liang)可(ke)以分為理(li)論(lun)容(rong)量(liang)(liang)、標(biao)稱容(rong)量(liang)(liang)與額定(ding)容(rong)量(liang)(liang)。
3、動(dong)力電池能量和能量密度(du)
電(dian)池(chi)的(de)能量是指在一定放電(dian)制度(du)下,電(dian)池(chi)所能輸出的(de)電(dian)能,單位為(wei)Wh或kWh,它(ta)影響電(dian)動汽車的(de)行(xing)駛(shi)距離。
能(neng)量(liang)(liang)(liang)密度是指單(dan)位質量(liang)(liang)(liang)或單(dan)位體(ti)積的(de)電(dian)池所(suo)能(neng)輸(shu)出(chu)的(de)能(neng)量(liang)(liang)(liang),相應的(de)也被稱為質量(liang)(liang)(liang)比能(neng)量(liang)(liang)(liang)或體(ti)積比能(neng)量(liang)(liang)(liang)。在電(dian)動汽(qi)車應用(yong)方面,電(dian)池的(de)質量(liang)(liang)(liang)比能(neng)量(liang)(liang)(liang)影響(xiang)電(dian)動汽(qi)車的(de)整車質量(liang)(liang)(liang)和續駛(shi)里程,而體(ti)積比能(neng)量(liang)(liang)(liang)影響(xiang)到(dao)電(dian)池的(de)布置空間。
4、動(dong)力電池功(gong)率(lv)與功(gong)率(lv)密度
功率是指在一定的(de)放電制度下,單(dan)位時間內(nei)電池輸出的(de)能量,單(dan)位為(wei)W或kW。
功率密度(du)又稱比功率,是單位質量或單位體積(ji)電(dian)池(chi)(chi)輸出的功率,比功率是評價(jia)電(dian)池(chi)(chi)及電(dian)池(chi)(chi)包是否滿(man)足(zu)電(dian)動汽車(che)加速和爬坡能力的重(zhong)要指(zhi)標。
1、超長壽命(ming)
長壽命鉛(qian)酸電(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)循環壽命在300次左右,最高也(ye)就500次,而目前生產的(de)(de)磷酸鐵鋰動(dong)力(li)電(dian)池(chi)(chi),最好的(de)(de)電(dian)池(chi)(chi)循環壽命可(ke)達(da)(da)到2000次以(yi)上(shang),標(biao)準充(chong)電(dian)(5小時(shi)率)使(shi)用,可(ke)達(da)(da)到2000次。同質量的(de)(de)鉛(qian)酸電(dian)池(chi)(chi)是“新半(ban)(ban)年(nian)(nian)、舊半(ban)(ban)年(nian)(nian)、維護維護又半(ban)(ban)年(nian)(nian)”,最多也(ye)就1~1.5年(nian)(nian)時(shi)間,而磷酸鐵鋰電(dian)池(chi)(chi)在同樣條(tiao)件(jian)下使(shi)用,將(jiang)達(da)(da)到7-8年(nian)(nian)。綜合考慮(lv),性能價格(ge)比將(jiang)為鉛(qian)酸電(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)4倍以(yi)上(shang)。
2、使用安全
磷酸(suan)(suan)鐵(tie)鋰完全解決了鈷酸(suan)(suan)鋰和(he)錳(meng)酸(suan)(suan)鋰的(de)安(an)全隱患問題,鈷酸(suan)(suan)鋰和(he)錳(meng)酸(suan)(suan)鋰在強烈(lie)的(de)碰撞下會產生(sheng)爆炸對消費者的(de)生(sheng)命安(an)全構成(cheng)威脅,而磷酸(suan)(suan)鐵(tie)鋰以(yi)經過嚴格(ge)的(de)安(an)全測試(shi)即(ji)使在最惡(e)劣(lie)的(de)交通事故中也不會產生(sheng)爆炸。
3、可(ke)大(da)電(dian)流2C快速充放電(dian)
在(zai)專用(yong)充(chong)電(dian)器下,1.5C充(chong)電(dian)40分鐘(zhong)內(nei)即可(ke)使電(dian)池(chi)充(chong)滿(man),起動電(dian)流(liu)可(ke)達2C,而鉛酸電(dian)池(chi)現(xian)在(zai)無此(ci)性(xing)能。
4、耐高溫
磷(lin)酸鐵(tie)鋰電熱峰值可達350℃~500℃而錳(meng)酸鋰和鈷酸鋰只在200℃左右(you)。
5、大容(rong)量
動力(li)電池(chi)相(xiang)比傳統(tong)的(de)汽車(che)電池(chi)容(rong)量要大許多,一般的(de)動力(li)電池(chi)都(dou)至少能帶動汽車(che)跑150km以(yi)上,好(hao)的(de)動力(li)電池(chi)則(ze)可以(yi)達到(dao)300km以(yi)上。
6、無記憶(yi)效應
傳統的鎳鎘電(dian)池具有記(ji)憶效應,因此容易導致電(dian)池容量(liang)降低。動(dong)力電(dian)池則無(wu)需(xu)擔(dan)心(xin),可以隨用(yong)隨充(chong)。
7、體積小、重量輕
動力電池由于采取了新(xin)技(ji)術,相比傳統(tong)又沉(chen)又大的電池來說,體積更小,重量更輕。
1、性質不(bu)同
動力電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)是(shi)指為(wei)交通運(yun)輸工具(ju)提供動力的(de)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi),一(yi)般(ban)是(shi)相對于為(wei)便攜式(shi)電(dian)(dian)(dian)子設備提供能量(liang)的(de)小型(xing)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)而(er)言;而(er)普通電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)是(shi)一(yi)種以鋰(li)金屬或鋰(li)合金為(wei)負極材料,使用非水電(dian)(dian)(dian)解(jie)質溶液的(de)一(yi)次(ci)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi),與可充電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)鋰(li)離子跟鋰(li)離子聚合物(wu)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)是(shi)不一(yi)樣。
2、電(dian)池(chi)容量不同
在(zai)都是新電(dian)池的(de)(de)情況(kuang)下,用放(fang)電(dian)儀測試電(dian)池容量,一般動力電(dian)池的(de)(de)容量在(zai)1000-1500mAh左(zuo)右;而普通(tong)電(dian)池的(de)(de)容量在(zai)2000mAh以上,有的(de)(de)能到(dao)3400mAh。
3、放電功率不同
一顆4200mAh的動力電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)可以在短(duan)短(duan)幾分鐘內將電(dian)(dian)(dian)(dian)量放光,但是普(pu)通(tong)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)完全做不到,因此普(pu)通(tong)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的放電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)力完全無法與動力電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)相比(bi)。動力電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)與普(pu)通(tong)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)最大(da)的差別,在于(yu)其放電(dian)(dian)(dian)(dian)功(gong)率大(da),比(bi)能(neng)量高。由于(yu)動力型電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)主要用途(tu)為車用能(neng)源供給(gei),所以相較(jiao)于(yu)普(pu)通(tong)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)要有更高的放電(dian)(dian)(dian)(dian)功(gong)率。
4、應用不同
為電動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)汽(qi)車(che)提供驅動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)力(li)的(de)(de)電池被稱為動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)力(li)電池,包(bao)括傳統的(de)(de)鉛酸(suan)電池、鎳氫電池以(yi)及(ji)新興(xing)的(de)(de)鋰離子動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)力(li)電鋰電池,分為功(gong)率型動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)力(li)電池(混(hun)合動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)力(li)汽(qi)車(che))以(yi)及(ji)能量型動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)力(li)電池(純電動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)汽(qi)車(che));手機、筆記本(ben)電腦等消費電子產品使用的(de)(de)鋰電池一般(ban)統稱為鋰電池,以(yi)區別于電動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)汽(qi)車(che)用的(de)(de)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)力(li)電池。
固態鋰電池(聚合物(wu)固態電池)研發應(ying)用現狀
法國(guo)Bollore:全固(gu)態二次電(dian)池(chi)(LMP),負極材料(liao)采用(yong)(yong)(yong)金屬鋰,電(dian)解質采用(yong)(yong)(yong)聚合物(wu)(PEO 等)薄膜(mo),目(mu)前已經批(pi)量應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)在法國(guo)的 EV,共(gong)享服(fu)務(wu)汽(qi)車“Autolib”和(he)小型(xing)電(dian)動(dong)巴士“Bluelus,總體應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)超過3000 輛(liang)。
美國Seeo:全固體二(er)次(ci)電(dian)(dian)池采用大創(chuang)公司的干(gan)聚合物薄膜,提供的樣品電(dian)(dian)池組(zu)能(neng)量密度為(wei) 130-150Wh/kg,2017 年能(neng)量密度能(neng)達到300Wh/kg,尚未推廣應用。
CATL:目前(qian)已經設計制造出了容量為 325 mAh的聚合物電芯,表現(xian)出較好(hao)的高溫循(xun)環性(xing)能(neng),尚未推廣應用。
中科院(yuan)青島能(neng)源(yuan)所(suo):開發的(de)大(da)容量固(gu)態聚合(he)物(wu)鋰電池“青能(neng) I 號”完成深海(hai)科考(kao),其能(neng)量密度超(chao)過 250 Wh/kg,500次循環容量保(bao)持 80%以(yi)上,在多(duo)次針刺和擠壓等苛(ke)刻測試條件下(xia)保(bao)持非常好的(de)安(an)全(quan)性能(neng)。“青能(neng) II號”也已經研發成功(gong),能(neng)量密度高達 300 Wh/kg,尚(shang)未推廣應用。
此外,固(gu)(gu)態(tai)鋰(li)電池(chi)(chi)中(zhong),硫化(hua)物固(gu)(gu)態(tai)電池(chi)(chi)(鋰(li)硫電池(chi)(chi))由于(yu)具有較(jiao)高(gao)的(de)能量密(mi)度(du)和低廉的(de)成本,有著巨大(da)的(de)開(kai)發潛力,豐田(tian)、三(san)星、CATL、豐田(tian)等國內外企業(ye)(ye)均紛(fen)紛(fen)加速(su)布(bu)局,這其中(zhong)以豐田(tian)技術最為(wei)領先。豐田(tian)在2010年(nian)就推出硫化(hua)物固(gu)(gu)態(tai)電池(chi)(chi),2014年(nian)其實驗(yan)原(yuan)型能量密(mi)度(du)達(da)到400Wh/kg,截(jie)止(zhi)到2017年(nian)初,豐田(tian)固(gu)(gu)態(tai)電池(chi)(chi)專利數(shu)量達(da)到30件(jian),遠高(gao)于(yu)其它企業(ye)(ye)。據(ju)豐田(tian)高(gao)管透露,豐田(tian)或將(jiang)在2020年(nian)實現(xian)硫化(hua)物固(gu)(gu)態(tai)電池(chi)(chi)的(de)產業(ye)(ye)化(hua)。國內企業(ye)(ye)CATL在硫化(hua)物固(gu)(gu)態(tai)電池(chi)(chi)方面相對(dui)領先,正加速(su)開(kai)發純電動汽車用的(de)硫化(hua)物全固(gu)(gu)態(tai)鋰(li)金(jin)屬電池(chi)(chi)。
固(gu)態鋰電(dian)池(硫化(hua)物固(gu)態電(dian)池)研發現狀
豐田:2010年開始推出固(gu)態(tai)電池,2014年其實驗原型能(neng)量密度達到(dao)400Wh/kg。
三星日本研究所:利用硫(liu)化物類固體電(dian)解(jie)質試制出(chu)2000mAh、175Wh/kg的壓層型(xing)全固態二(er)次電(dian)池。
Sakti3(美國(guo)):2015年獲得(de)英國(guo)家電巨頭戴森1500萬美元的投資,其開發的固(gu)態電池以陶瓷等為電解質(zhi),金屬鋰或(huo)鋰類合金為負極,能(neng)量(liang)密度(du)達到(dao)1000Wh/L,目前仍處于研發階段。
清(qing)陶(tao)能源:公司核(he)心在(zai)于高固(gu)含(han)量的全(quan)陶(tao)瓷(ci)隔膜和(he)無機固(gu)體電(dian)解質的開(kai)發和(he)生產。目前團隊已(yi)經和(he)北汽開(kai)展(zhan)合作進行(xing)中試,未(wei)來可(ke)能作為北汽電(dian)動車的重要組件。
CATL:主(zhu)要研發方(fang)向是(shi)硫化物(wu)電解(jie)質,采用正極(ji)包覆方(fang)法,解(jie)決(jue)了界面反(fan)應問題,熱(re)壓方(fang)式(shi)降低了界面電阻。