上一集介绍了电动汽车的动力系统由电池系统、电驱系统、充电系统构成,以及各系统的作用。本集介绍电池系统的电芯。
图1 电动汽车电气原理图
01
电池类别
电池按类别可以分为铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池、氢燃料电池(氢燃料汽车用);
图2 各类电池对比
电池都是由正极、负极、电解液、隔膜组成,各类型的电池特点:
1)铅酸电池:
技术成熟安全性高、容量小、循环次数少,主要用作12V蓄电池;
2)镍氢电池
技术成熟安全性高、容量中等、循环次数中等;
3)锂离子电池:
安全性中等、容量大、循环次数多;
电动汽车仅采用电能行驶,对电能需求大,所以电动汽车的动力电池采用锂离子电池。
02
锂电池按材料分类
锂离子电池按正极、负极采用的材料不同,常用的锂电池主要有四类:
图3 锂电池按材料分类
1)磷酸铁锂电池
磷酸铁锂电池容量适中,优点是循环次数多,安全性高、成本相对低,所以成为电动汽车采用最多的电池,2023年电动汽车采用磷酸铁锂电池占比超60%;
2)三元锂电池
三元锂离子电池材料电位高容量大,前几年电动汽车政府补贴高,三元锂离子电池运用较多,随着政府补贴退坡,采用三元锂电池逐步减速。
3)锰酸锂电池
锰酸锂电池的安全性高,缺点是循环次数少,所以电动汽车很少采用。
4)钛酸锂电池
钛酸锂电池负极采用贵金属钛,由于材料电位低电压小,容量小,并且成本很高,所以电动汽车不适用,优点是循环次数多。
03
锂电池按结构分类
锂离子电芯按结构,可以分为圆柱电池、方形硬壳电池和软包电池。
图4 锂电池按结构分类
1)圆柱电池
圆柱电池由于笔记本等消费电子采用实绩多,工艺成熟,一致性好,但是容量小;
2)方形硬壳电池
方形电池的外壳采用铝壳,安全性、容量、成本、集成电池包等综合性能相对好,是电动汽车采用最多的电池;
2)软包电池
软包电池的外壳采用铝塑膜,集成电池包体积利用率高,但是集成难度大;
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