鉅大LARGE | 點擊量：1128次 | 2021年05月20日
電動汽車電池組與電池的有什么差別？
外殼與底座（CoverandTray)
汽車電池和手機電池最大的差別就是汽車所經歷的環境與手機非常不同。汽車在運行中會經歷各種震動，以及來自外界環境的水，泥土，和沙石的侵入。因此，電池組的外殼和底座至關重要。
世面上存在的電動汽車電池組的底座一般使用鋁合金或者不銹鋼制造，而上層與汽車底盤結合的外殼則可能使用加入玻璃纖的復合材料制成。
電池組在測試中會經過三維的震動、以及相當于超過10年的風吹雨打（來自不同方向的塵土和水的噴灑），保證電池組內部完全沒有任何外來物質的侵入，做到滴水不漏。
值得注意的是，電池組與汽車其他組件有電線連接，而這些電線與電池組中間的連接部位也要做到滴水不漏。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
溫度管理系統（ThermalManagementSystem）
用戶也會期望他們的電動汽車在全年365天各種天氣條件下都能夠有出色的表現。汽車電池組直接影響汽車的加速度和續航距離，這與人們觀察手機電池的表現大大不同。
溫度管理系統保證了每一個單電池的溫度都是全年恒定的。在極端炎熱天氣下大量使用電池，能夠保證及時的散熱，防止電池的壽命減弱或者膨脹爆炸。在極端寒冷的天氣下大量使用電池，保證電池的內部足夠溫暖，不會影響性能與壽命。
電池的散熱是用液體的冷卻劑流經電池組的底部，再由導熱性最佳的冷卻板與單電池直接接觸。或者是直接空氣散熱，也就是用內置的電風扇。
電池的加熱保暖則是由加熱器完成，加熱器的電力來自于電池本身。所以冬天電動汽車的續航距離會稍微減少。
還有一個挑戰來自極端環境下的充電。由于汽車在充電的時處于關閉狀態，但是溫度管理系統卻要在得知充電的時候自動啟動，保持電池組的內部溫度，這就是說，在整輛車都處于睡眠狀態的時候，電池組仍然是醒著的。
單電池的平衡（CellBalancing）
電池組里有許多單電池，有串聯的也有并聯的。一輛電動汽車的續航距離直接取決于這其中表現最差的那個單電池，因此保持各個單電池中的電壓和剩余的電量也至關重要。
電池組中有一個叫做VITM（voltagecurrenttemperaturemodule）的裝置，實時測量每一個單電池的電壓電流和溫度，保證并且通過一系列電阻和晶體管來調節關于一個單電池的使用量，同時給溫度管理系統傳達指令，調節冷卻劑的流量和溫度，給電池降溫和升溫。
功率電子裝置（PowerElectronics）
嚴格意義上講，功率電子裝置不屬于電池組的一部分，不過有些電池組的生產商將其也歸類于電池組。
功率電子裝置包括充電器（chargingmodule），再生制動（regenerativebraking）中所用到的逆變器（inverter），以及輔助車廂內部能源使用的APM（accessorypowermodule）。
充電器就是講電網中的交流電轉換成可以直接給電池使用的直流電。但是隨著技術的革新，世面上也漸漸出現更多的直流充電站，直接將交流電到直流電的逆變在充電站內完成，減少了電池組內部這一成分的必要性。
然而，在再生制動中，來自于發電機的交流電仍然要轉成可以供電池使用的直流電，在汽車的行進中，來自電池的直流電也必須轉成可以供電機使用的交流電，這其中就又會用到一個逆變器。
APM則是將大電池組的功率降低給一般的12V電池，供汽車內部的照明、收音機和CD播放器、儀表盤、空調等電力使用。由于是電池與電池中間的轉換，則要轉換器，而非逆變器。
直流電的變壓沒有交流電的變壓那么容易，交流電變壓只要一個變壓器就可以，而直流電的電壓轉換則要一個逆變器將高壓直流電轉換成高壓交流電，一個變壓器將高壓交流電降低成低壓交流電，和一個逆變器將低壓交流電轉換成高壓直流電。
這個過程比較繁瑣，所以工業上也會用到降壓變換器（buckconverter）或升壓變換器，其構造為一個晶體管或者二極管，感應器，和電容器。
電動汽車的未來取決于汽車電池的革新。新一代的電池要更長的壽命，更高的能量密度，新增電動汽車的續航距離和持久的性能。單電池離不開電池組，就像心臟離不開身體，里面每一個器官都起到支撐和輔助用途。
我們花了很長一段時間將鉛酸電池拋之腦后，開始使用鎳電池，又花了很長一段時間才開始普及鋰離子電池。鋰離子電池的化學種類繁多，用途也很廣。
在我們等待下一個新的電化學技術的到來之前，電池組內部的革新以及不斷改進，將會決定短時間內電動汽車的走勢，使得電動汽車在不同環境的挑戰下依然耐用持久。
結構編輯
1、電池蓋[1]
2、正極－－－－活性物質為氧化鈷鋰
動力鋰電池-鎳氫電池
動力鋰電池-鎳氫電池
3、隔膜－－－－一種特殊的復合膜
4、負極－－－－活性物質為碳
5、有機電解液
6、電池殼
特點編輯
高能量（EV）和高功率（HEV）；
高能量密度；
高倍率部分荷電狀態下（HRPSOC）的循環使用（HEV）；
工作溫度范圍寬（一30~65℃）；
使用壽命長，要求510年；
安全可靠。
應用編輯
汽車和摩托車行業。重要是為發動機的起動點火和車載電子設備的使用供應電能；
工業電力系統。用于輸變電站、為動力機組供應合閘電流，為公共設施供應備用電源以及通訊用電源；
電動汽車和電動自行車行業。取代汽油和柴油，作為電動汽車或電動自行車的行駛動力電源。
鐵動力鋰電池
鋰鐵電池是2000年后由美國永備公司所推出來并得到成功市場化的新型綠色高能化學電源，在應用于要的高能量高功率電源的電子設備和電動玩具方面，顯示了非常優越的性能.在中等放電電流以上時，鋰鐵電池的放電時間可達堿錳電池的6倍左右；而與鎳氫電池相比，其放電電壓平臺，儲存時間具有顯著優勢。
總的來說，鋰鐵電池具有以下突出優點：
1、與堿錳電池的可互換性,在任何用途上都可以和堿性鋅錳電池相互換；
2、具有更長的工作時間和更高更平的工作電壓,尤其是在中等電流以上放電；
3、環保綠色電源,不使用任何汞、鉻、鉛等有毒物質；
4、儲存性能好，放置期可以長達10年。
電池型號：LFB14505（AA）
放電容量：大于2700mAh（在1000mA放電電流下）
放電電壓：~1.45V（在200mA的放電電流下）
儲存壽命：10年
鎳氫充電電池
由于鎳鎘電池（Ni－Cd）中的鎘有毒，使廢電池處理復雜，環境受到污染，因此它將逐漸被用儲氫合金做成的鎳氫充電電池（Ni－MH）所替代。從電池電量來講，相同大小的鎳氫充電電池電量比鎳鎘電池高約1.5～2倍，且無鎘的污染，現已經廣泛地用于移動通訊、筆記本計算機等各種小型便攜式的電子設備。鎳氫電池是有氫離子和金屬鎳合成，電量儲備比鎳鎘電池多30%，比鎳鎘電池更輕，使用壽命也更長，并且對環境無污染。目前，更大容量的鎳氫電池已經開始用于汽油/電動混合動力汽車上，利用鎳氫電池可快速充放電過程，當汽車高速行駛時，發電機所發的電可儲存在車載的鎳氫電池中，當車低速行駛時，通常會比高速行駛狀態消耗大量的汽油，因此為了節省汽油，此時可以利用車載的鎳氫電池驅動電動機來代替內燃機工作，這樣既保證了汽車正常行駛，又節省了大量的汽油。
分類編輯
鉛酸蓄電池
鎳鎘蓄電池
鎳氫蓄電池
鐵鎳蓄電池
鈉氯化鎳蓄電池
銀鋅蓄電池
鈉硫蓄電池
鋰蓄電池
空氣蓄電池（鋅空氣蓄電池、鋁空氣電池）
燃料蓄電池燃料動力電池是一種將化學能直接轉化為電能的裝置，他的正極是氧電極,負極是氫或碳氫化合物或乙醇等燃料電極。催化劑在正極催化氧的還原反應，從外電路向氧電極反應部位傳導電子；在負極催化燃料的氧化反應，從反應部位向外電路傳導電子；電解液輸送燃料電極和氧電極反應出現的離子，并且阻止電子的傳遞。電子通過外電路作功，并形成電的回路。只要燃料和氧不斷地從裝置外部供給電池，就有放電產物不斷地從裝置向外排出（氫氧燃料動力電池）。
太陽能蓄電池
超容量電容器
飛輪電池
鈉硫電池。鈉硫電池的理論比容量可達760W?h/kg，實際已達到300W?h/kg，且充電持續里程長，循環壽命長。
負極的反應物質是熔融的鈉在負極腔內，正極的反應物質是熔融的硫在正極腔內。正極和負極之間用α―Al2O3電絕緣體密封。正極腔和負極腔之間有β―NaAl11O17陶瓷管電解質。電解質只能自由傳導離子，而對電子是絕緣體。當外電路接通時，負極不斷出現鈉離子并放出電子，電子通過外電路移向正極，而鈉離子通過β―NaAl11O17電解質和正極的反應物質生成鈉的硫化物。
推廣瓶頸編輯
新能源汽車
新能源汽車因其節能和環保的特性被看好，但是其產業化面對最大問題是居高不下的銷售價格。從國外混合動力汽車看，同類型的混合動力和燃油型豐田凱美瑞差價達到8-10萬元，而國內比亞迪純電動汽車型E6與同類型的燃油車的差價更是高達20多萬。雖然新能源汽車后期的運營和維護成本低廉可以逐步填平一次購置的差價，但是高額購置價格無疑成為阻礙新能源汽車產業化的重要障礙。
新能源汽車價格之高源于動力鋰離子電池
新能源汽車重要由電池驅動系統、電機系統和電控系統及組裝等部分組成。其中電機、電控及組裝和傳統汽車基本相同，差價的原因在于電池驅動系統。從新能源汽車的成本構成看，電池驅動系統占據了新能源汽車成本的30-45%，而動力鋰離子電池又占據電池驅動系統約75-85%的成本構成。
解決新能源汽車高價格的核心是降低動力鋰離子電池一次采購成本。目前市場上已經商業化的動力鋰離子電池重要包括磷酸鐵鋰離子電池、錳酸鋰離子電池和三元材料電池等，我國市場以磷酸鐵鋰為主，日韓大多選擇錳酸鋰和三元材料的混合電池體系。賽迪經智統計數據顯示目前國內的磷酸鐵鋰離子電池售價約在3-4元/Wh，錳酸鋰和三元材料電池約在4-5元/Wh。考慮不同類型新能源汽車的電池容量，插電式混合動力汽車的電池容量是10-16KWh，純電動汽車的電池容量24-60KWh，純電動大巴的電池容量一般是200-400Kwh，對應電池售價在3-5萬元、7-18萬元和60-120萬元水平，如此高昂的電池價格是新能源汽車價格居高不下的重要原因。
電池成本降低之路：規模化和回收資源化先行
降低電池成本，一直都是產業內重要的解決方向。除了電池體系改善和使用壽命提升帶來成本降低外，當前重要的降成本方法是規模化和回收資源化。以全球新能源汽車最為成功的公司特斯拉來看，其使用18650圓柱電池(電池型號：直徑18mm，長度65mm)因規模擴大從2007年到2012年成本約下降了40%左右。未來隨著新能源汽車的普及動力鋰電池的規模化生產，電池成本會進一步降低到2元/Wh以下，從而達到《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012-2020年)》中2015年的規劃目標。
在資源化利用上，動力鋰離子電池目前還存在回收體系不完善，回收價值偏弱的問題。雖然國內目前也涌現出了像格林美和湖南邦普等大型回收公司，但是動力鋰離子電池回收存在回收成本高、回收產業鏈不完善的問題。動力鋰離子電池的回收資源化要充分借鑒鉛酸電池回收利用的相關經驗。鉛酸電池建立了完備的回收網點和回收產業鏈，一般鉛酸電池在回收時具備30%的回收價值。
動力鋰離子電池再利用：電池成本降低的新路徑
動力鋰離子電池再利用是指介于新能源汽車和動力鋰離子電池資源化的中間環節，通過對汽車使用后的動力鋰電池進行拆解、檢測和分類后的二次使用，實現動力鋰電池梯級，從而實現動力鋰電池30-60%的成本降低目的。一般來說，新能源汽車對動力鋰離子電池報廢的標準是電池容量低于80%，假如剩余容量還在70-80%電池直接進行資源化回收是極大的浪費，做好動力鋰離子電池再利用對電池成本的降低尤為重要。
國家政策支持動力鋰離子電池在利用的產業化探索。2012年七月出臺的《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012-2020年)》明確提出制定動力鋰電池回收利用管理辦法，建立動力鋰電池梯級利用和回收管理體系，明確各相關方的責任、權利和義務。引導動力鋰電池生產公司加強對廢舊電池的回收利用，鼓勵發展專業化的電池回收利用公司。國家從規劃層面給動力鋰電池再利用供應了方向。
新能源汽車動力鋰離子電池再利用領域重要瞄準ICT領域、家庭以及可再生能源發電儲能等領域。雖然動力鋰離子電池再利用實踐在國內還未開展，但是在日本、美國已經有多年的示范相關經驗。日韓從新能源汽車發展伊始就開始著力動力鋰電池再利用的研究，這些前期研究工作給我國開展電池再利用研究供應了很好的借鑒。
多方合作建立新型的動力鋰離子電池再利用商業模式
動力鋰離子電池再利用商業模式要建立多方面的合作機制。首先是動力鋰離子電池的回收要遵循誰制造誰回收責任體制，通過推行回收責任制建立回收利用網絡，保證再利用電池來源。再利用核心重要包括電池回收、電池評價和二次再裝配利用等環節，由于再回收和新能源汽車運營中的電池運營商密切相關，建議由運營商、汽車廠和電池公司合資建立電池服務模塊，承擔動力鋰離子電池的再利用業務，對再裝配電池可以考慮通過電池租賃或者零售等方式應用在終端客戶上。
動力鋰離子電池再利用商業模式
動力鋰離子電池再利用終端重要瞄準家庭儲能、店鋪、新能源分布式發電、防災據點以及通訊基站應用等領域。儲能領域應用對能量密度的要求不高，但是對循環壽命和價格要求相對較為苛刻，考慮電池回收、轉換及運輸等多重成本，車用廢舊電池實際的回收價值將不到新電池成本的10%，在價格上可以滿足儲能的要求，但是循環壽命的驗證還要在電池設計時予以考慮，保證在儲能利用環節的壽命要求。
動力鋰離子電池再利用的基礎研究是電池再利用產業發展的關鍵，要政府部門整合資源推進再回收示范工程實踐。由于我國新能源汽車產業鏈條中各自為戰的態勢，車企、電池公司或者運營商主動牽頭從事電池再利用的研究具有較大的難度，通過政府組織示范工程推進我國動力鋰電池再利用的標準建立和應用實踐尤為重要。此外，我國從奧運會、世博會以及各地最早運營的示范項目的新能源汽車電池逐漸進入淘汰期，如何結合這些淘汰電池進行再利用應用實踐也更為迫切。
動力鋰電池再利用業務的風險所在
動力鋰電池再利用和回收都是我國的新能源汽車產業鏈考慮較少的環節，而漸行漸近的新能源汽車產業化帶來的巨量動力鋰離子電池處理已經成為急迫解決的問題。據賽迪經智研究結果，預計2015年，動力鋰離子電池累計報廢量約在2-4萬噸左右，到2020年前后，我國新能源汽車動力鋰離子電池累計報廢量將達到12-17萬噸的規模。如此巨大的電池回收量要提前進行動力鋰離子電池再利用業務的研究和商業模式的摸索。
動力鋰離子電池再利用獲益空間的不確定。雖然從目前動力鋰離子電池公司供應的電池數據顯示，新能源汽車淘汰的電池還將保留70-80%的有效能量，而且在成本上具備較強的優勢，但是電池在利用領域重要集中儲能領域還面對諸多挑戰。我國的儲能電池目前還是集中在通訊基站儲能和大型數據中心、銀行等UPS儲能，而且主流儲能方式還是鉛酸電池，這些領域動力鋰離子電池再利用的替代還存在不確定性。此外針對新能源儲能，還受限于國家在新能源分布式發電領域的支持力度。[1]
動力鋰電池隔膜
在全球重點發展電動汽車、儲能電池等新能源產業的今天，鋰離子電池做為公認的理想儲能元件，得到了更高的關注。我國也在動力鋰電池領域投入了巨大的資金和政策支持，已經涌現了比亞迪、比克、力神、中航鋰電等全球電池行業引人注目的骨干公司。正極材料、負極材料、電池隔膜、電解液是鋰離子電池最重要的四項原材料，鋰離子電池隔膜由于投資風險大、技術門檻高，一直未能實現國內大規模生產，成為制約我國鋰離子電池行業發展的瓶頸，特別是在對安全性、一致性要求更高的動力鋰離子電池領域，更是我國從鋰離子電池生產大國到鋰離子電池生產強國難以逾越的障礙。
鋰電隔膜的重要生產工藝可分為干法和濕法兩大類。車用動力鋰電池容量大，安全性要求高，這也要求隔膜具有更高的強度、保液能力及安全溫度。干法工藝可以采用多層復合的形式，該種隔膜具有結構安全、孔隙均勻、透氣性好、耐高溫性好等諸多優勢，完全滿足于動力鋰離子電池的嚴格要求，目前國內外眾多的動力鋰電池廠商均認可該種工藝的隔膜是動力鋰離子電池的應用方向。
目前全球鋰離子電池產量急速擴張，做為重要材料的鋰離子電池隔膜產量上升速度呈現滯后的局面，已經有眾多的電池廠家不同程度的表示了隔膜緊缺，隔膜材料產量的提高不僅對我國鋰離子電池乃至世界鋰離子電池產業的發展都是一個迫切的要求。因而，在國內盡快的涌現出更多的星源材質相同的民族公司是完善我國鋰離子電池行業產業鏈，提升我國鋰離子電池生產公司競爭和可持續發展能力的重要舉措，也是關乎我國新能源汽車產業快速發展的關鍵環節。
