新能源汽车电池:能量核心的革新

随着新能源汽车产业的蓬勃发展,新能源汽车电池作为关键部件,其技术创新备受瞩目。新能源汽车电池是采用新能源技术、致力于减少 “温室气体” 排放污染的新型汽车电池,主要分为蓄电池和燃料电池两大类。

新能源汽车电池:能量核心的革新-有驾

蓄电池广泛应用于纯新能源汽车,涵盖铅酸蓄电池、镍基电池(如镍 - 氢及镍 - 金属氢化物电池、镍 - 镉及镍 - 锌电池)、钠 β 电池(钠 - 硫电池和钠 - 氯化镍电池)、二次锂电池、空气电池等多种类型。在仅配备蓄电池的纯电动汽车中,蓄电池是驱动系统的唯一动力源;而在混合动力汽车中,蓄电池既能充当主要动力源,也可作为辅助动力源,在不同行驶工况下发挥着关键作用,如低速和启动时提供主要动力,全负荷加速时辅助动力输出,正常行驶或减速、制动时储存能量。

燃料电池则专门用于燃料电池新能源汽车,常见类型有碱性燃料电池(AFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、质子交换膜燃料电池(PEMFC)、直接甲醇燃料电池(DMFC)等。燃料电池由阳极、阴极、电解质和隔膜构成,其独特之处在于燃料和氧化剂存储于电池外部储罐,工作时需持续输入燃料和氧化剂并排出反应产物,常用燃料包括纯氢、富含氢的气体及某些液体,氧化剂有纯氧、净化空气及部分液体。阳极催化燃料氧化并传输电子,阴极催化氧还原并接收电子,电解质负责输送离子,隔膜传导离子、阻止电子直接传递并分隔氧化剂与还原剂,且需具备抗腐蚀和绝缘性能及良好耐润湿性。

新能源汽车电池组通常由多个电池串联叠置组成,一个典型电池组约含 96 个电池,以充电至 4.2V 的锂离子电池为例,可产生超 400V 总电压。尽管汽车电源系统将电池组视为单个高压电池统一充放电,但电池控制系统需单独考量每个电池状态。若其中一个电池容量稍低,经多个充放电周期后,其充电状态会偏离其他电池,若未及时平衡,最终可能导致电池损坏,引发电池组故障。因此,需配备装置对电池单独充放电以平衡充电状态。

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目前,全球新能源汽车电池技术竞争激烈。美国和欧洲凭借强大基础研究实力,有望在关键技术上取得突破;日本在纯新能源汽车用蓄电池及其管理系统领域专利申请数量最多,技术实力强劲;美国对锂电池研究投入大,相关专利数量占比高;德国在本国范围内拥有较强技术优势。随着技术发展,锂离子电池因性能优越,在电动汽车领域的应用成为新趋势。

在使用和维护方面,消费者也需注意诸多要点。当组合仪表上相应指示图标(黄色)点亮或仪表剩余电量小于等于 25% 时,纯新能源汽车需及时充电。电池闲置时应每月补充电一次,避免亏电存放导致硫酸盐化,影响电池容量。使用过程中要尽量避免瞬间大电流放电,防止产生硫酸铅结晶损害电池极板物理性能。此外,应避免浅放电后过充,蓄电池放电深度在 60% - 70% 时充电最佳,可根据实际骑行里程合理安排充电,以延长电池寿命,节省使用成本。

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