汽车时报:扫清知识盲区 新能源车电池为何起火?

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新时代汽车款式各式各样,智能,电动,等等,那么有几个小伙伴知道汽车本身的知识呢,我相信很多小伙伴都不会很关注这些,那么小编收集到了关于一个汽车动态知识跟大家分享,希望大家看了有所帮助。

  最近电动汽车可是又“火”了一把,电池起火让刚刚放下里程焦虑的消费者们又多了一块心病,动力电池究竟有哪些种类、有什么性能优劣势以及为何会起火?今天我们带大家从电芯到电池组逐一解析。

   一、动力电池的类别

  首先我们常见的新能源电动汽车所搭载的电池,使用环境相对恶劣,且对容量、体积及重量等一些参数有较高的要求,其中电池主要性能指标包括:电压、容量、内阻、能量、能量密度、功率、使用寿命,在众多可循环使用电池中,锂电池的各方面性能参数最为适合纯电动汽车的使用场景。

  锂离子电池属于新一代电池,也是目前对容量要求较高的用电器使用较多的电池。在新能源电动汽车上,主要使用磷酸铁锂电池及三元锂电池,所谓磷酸铁锂电池,是指正极材料采用磷酸铁锂的锂离子电池,早期由于其造价低(不含稀有贵金属,磷、铁资源丰富,价格低)、热稳定性好、循环寿命长等优点,磷酸铁锂电池被用作动力电池。

  不过随着用户对续航里程的要求提高,在乘用车领域,相对来讲能量密度较低的磷酸铁锂电池逐渐被三元锂电池替代。而在商业用车及公交车上,磷酸铁锂电池还会有一些应用,主要针对行驶路径相对固定或短途运输的车辆,因为低成本及高安全性对于商业用途来讲更重要。

  三元锂电池的全称为“正极材料使用镍钴锰酸锂(NCM)或镍钴铝酸锂(NCA)等三元聚合物的锂离子二次电池”。 根据正极材料的混合比例不同,三元锂电池分为多个体系,例如NCM811、NCM622、NCM333,数字代表3种元素的混合比例,例如NCM811内的镍钴锰以8:1:1为混合比例,也是目前能量密度最高的镍钴锰三元锂电池。不过配比调整也存在利弊,镍(Ni)提高后随之容量提升,但稳定性也会降低,电池安全性受影响。对于新能源车来说,续航里程的提高是硬性指标,而安全方面更为重要。

  二、不同外形电芯的特性

  新能源电动汽车要求电池组的比能量高、比功率大、充放电效率高、相对稳定性好、使用成本低、安全性好。有这么多的要求,对电芯的要求非常严格。在车内电芯并不是独立存在的,需经过编排成为电池组,结合车身结构、散热系统及电控系统,组成一套密闭的电池组,为车辆供电。

  大多数纯电动汽车的电池组都安装在底盘处,主要是底盘相对平整且面积更大,方面布置电池组,但也带来了安全隐患,行车过程中难免会出现磕碰底盘的状况,与传统燃油车不同的是,电池组的位置可能要比油箱更低,更容易被磕碰到,且容易造成电池组内出现短路等极端状况。

  根据需求,电池厂商将电池包装成多种外形,满足不同车型的需求,目前常用的有圆柱型、方形、软包电池,车企会根据不同车型设计电池组,选择相应的电芯布置在电池组内部。

  圆柱状电池:

  圆柱型电池我们常见的型号有18650,这一组数字代表着圆柱的直径为18mm,长度为65mm,0表示为圆形柱状电池。18650电芯具有高功率输出和高能量密度的特点,满足高续航及快速充放电。

  由于电池组所需的电芯单体数量很高,需要电芯适合大规模标准化生产满足供给,恰恰圆柱形电池符合这一要求。不过圆柱型电池也具备劣势,单体数量太大会造成电池组的管理系统复杂,散热方式设计困难等,同时影响电池组的能量密度。当然,电芯的一致性也非常重要,单体数量多意味着故障率也更高,一个电芯出问题,轻则导致电池组容量降低,重则可能导致过热起火。能量密度越高,放电产生的热量也越多,意味着容易出现热失控的情况。

  目前在我国有多家电芯生产企业为纯电动汽车提供电芯。在电池组内,电池模块由多个电池单体组成,但通常整车厂仅具备封装电池模块的能力,并不能生产电池单体。

  由此看来,一款车型能否顺利推出和量产交付,很大程度会受制于电池单体生产企业提供的电芯质量及产能,最终能够直接影响整车厂电池组的产出及新车的生产交付。

  特斯拉是目前大规模使用圆柱形电芯的品牌,不过特斯拉使用的电芯是来自松下的NCA(镍钴铝)三元锂电池。

  以特斯拉Model S为例,搭载的电池组内包含超过7000节18650电芯,大量电芯单体给电池组的散热及管理系统带来更大压力。而在今年上市的特斯拉Model 3上,已经改为使用21700电芯,电芯单体的数量也大幅降低,可以理解为电芯的管理难度及故障率降低,整个电池组的安全性提高。 12下一页阅读全文 相关新闻

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