鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:861次 | 2021年03月18日
新能源汽車選用18650電池有什么優(yōu)勢(shì)?
有關(guān)散熱能力
層疊式電池的厚度薄、表面大,均熱、散熱能力都不錯(cuò),因此日產(chǎn)LEAF很大膽地采用了被動(dòng)式熱管理系統(tǒng)(其實(shí)就是不管理!),由空氣的自然對(duì)流將熱量帶走。
從左到右,LEAF從單體,到四節(jié)單體電池兩并兩串組成的電池模塊
可以看到,電池組上沒(méi)有任何的風(fēng)扇、冷卻液管道等熱管理系統(tǒng)。大概這就是無(wú)招勝有招。
反過(guò)來(lái)看Tesla,18650電池的個(gè)頭比較小,在正常充放電時(shí)單體電池內(nèi)部的溫差也不會(huì)太大。但是,6000多個(gè)單體電池的溫差也應(yīng)當(dāng)保持在不超過(guò)5C的范圍內(nèi),這是一件非常困難的事情。但是,Tesla做到了。怎么做到的?Tesla的電池管理系統(tǒng)(BMS)相比其他電動(dòng)汽車有什么優(yōu)勢(shì)?
新能源電動(dòng)汽車為何選用18650電池,包括特斯拉?
如上圖,這些管道是冷卻液的流道,流道均勻分布在電池模組中間,能讓每只電芯能很好地跟水管接觸,這樣每只電芯在冷卻時(shí)帶走的熱量也幾乎相同,溫差也就可以有效地控制在很小的范圍內(nèi)。
總結(jié)來(lái)說(shuō),由于采用了小容量的18650電池,Tesla的熱管理系統(tǒng)的復(fù)雜度是大大新增了的。也就是說(shuō),假如從散熱能力方面考慮,使用小容量的18650電池不是最優(yōu)選擇。
有關(guān)能量密度
談到能量密度,就必須區(qū)分單體電池的能量密度與電池組的能量密度。
就單體電池的能量密度來(lái)看,18650電池要高于層疊式鋰離子電池。日產(chǎn)LEAF所用的33Ah鋰離子電池的能量密度是157Wh/kg,GMVolt所用的層疊式電池的能量密度約為150Wh/kg;而Roadster所用的18650電池的能量密度約為211Wh/kg。但是,18650電池的管理系統(tǒng)更加復(fù)雜,由此額外新增的重量會(huì)使得電池組的能量密度遠(yuǎn)低于單體的能量密度。Roadster的電池組重量是450kg,能量密度是118Wh/kg,而LEAF電池組的重量是225kg,能量密度是107Wh/kg。在電池組層次,兩者的能量密度已經(jīng)不相上下。
有關(guān)安全性
前面提到層疊式鋰離子電池的各種優(yōu)點(diǎn),但它也有一些缺點(diǎn)。由于層疊式鋰離子電池一般是采用鋁塑膜封裝的,而鋁塑膜的厚度薄,機(jī)械強(qiáng)度差,在汽車發(fā)生碰撞等極端情況下,鋁塑膜很容易發(fā)生破損導(dǎo)致安全事故出現(xiàn)。這也就解釋了為何日產(chǎn)要在4個(gè)單體組成的電池模塊外面再加一個(gè)鋁殼。
18650電池一般是鋼殼,安全性更好;而且前面也提到隨著18650電池生產(chǎn)工藝水平的的不斷提高,安全性也在不斷提高。
Tesla在應(yīng)對(duì)這些18650電池可能出現(xiàn)的安全事故上,也傾注了很多心血。假如一個(gè)單體電池出現(xiàn)溫度過(guò)高等異常情況,根據(jù)異常情況的惡劣程度,這枚電池或其所在的模組會(huì)斷電以防止事故的蔓延。由于單體容量小,只要不發(fā)生蔓延,事故的嚴(yán)重程度將是較低的。
有關(guān)成本
18650鋰離子電池具有容量大、壽命長(zhǎng)、安全性能高等特點(diǎn),又因?yàn)轶w積小,重量輕,使用方便,深受消費(fèi)者的青睞。隨著人們對(duì)18650電池技術(shù)研究的不斷加深,使得電池的一致性、安全性都達(dá)到了非常高的水準(zhǔn)。作為最早的鋰離子電池,18650電池也是目前世界上最成熟、最穩(wěn)定的電池組合,至今仍然占據(jù)領(lǐng)先位置。我國(guó)每年生產(chǎn)18650電池約幾十億節(jié),遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其他材料的電池。