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新能源汽车最先进的电池技术

发布时间: 2021-07-07 12:11:02

新能源汽车哪种电池好

新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源电池则是新能源汽车所采用的动力装置。

新能源汽车电池种类

一、铅酸电池
铅酸电池作为比较成熟的技术,因其成本较低,而且能够高倍率放电,依然是唯一可供大批量生产的电动车用电池。北京奥运会时,有20辆使用铅酸电池的电动汽车,为奥运会提供交通服务。

但是铅酸电池的比能量、比功率和能量密度都很低,以此为动力源的电动车不可能拥有良好的车速及续航里程。

二、镍镉电池和镍氢电池
虽然性能好于铅酸电池,但含有重金属,使用遗弃后对环境会造成污染。

镍氢动力电池刚刚进入成熟期,是目前混合动力汽车所用电池体系中唯一被实际验证并被商业化、规模化的电池体系,现有混合动力电池99%的市场份额为 镍氢动力电池,商业化的代表是丰田的普锐斯。目前全球主要的汽车动力电池厂商主要有日本的PEVE和 Sanyo,PEVE占据全球Hybrid动力车用镍氢电池85%的市场份额,目前主要的商业化的混合动力汽车如丰田的Prius、Alphard和 Estima,以及本田的Civic,Insight等均采用PEVE的镍氢动力电池组。在我国,长安杰勋、奇瑞A5、一汽奔腾、通用君悦等品牌轿车已经 在示范运行,他们采用的也都是镍氢电池,不过电池主要向国外采购,国内镍氢电池在汽车上的运用仍处于研发匹配阶段。

三、锂电池。传统的铅酸电池、镍镉电池和镍氢电池本身技术比较成熟,但它们用在汽车上作为动力电池则存在较大的问题。目前,越来越多的汽车厂家选择采用锂电池作为新能源汽车的动力电池。

因为锂离子动力电池有以下优点:工作电压高(是镍镉电池氢-镍电池的3倍);比能量大(可达165WH/kg,是氢镍电池的3倍);体积小;质量轻;循环寿命长;自放电率低;无记忆效应;无污染等。

当前许多知名的汽车制造商都致力于开发动力锂电池汽车,如美国福特、克莱斯勒,日本丰田、三菱、日产、韩国现代、法国Courreges、Ventury等。而国内汽车制造商比亚迪、吉利、奇瑞、力帆、中兴等车企也纷纷在自己的混合动力和纯电动汽车中搭载动力锂电池。

目前阻碍动力锂离子电池发展的瓶颈是:安全性能和汽车动力电池的管理系统。安全性能方面,由于锂离子动力电池具有能量密度大、工作温度高、工作环境 恶劣等方面的原因,加上以人为本的安全理念,因此,用户对电池的安全性提出了非常高的要求。汽车动力电池的管理系统方面,由于汽车动力电池的工作电压是 12V或24V,而单个动力锂离子电池的工作电压是3.7V,因此必须由多个电池串联而提高电压,但由于电池难以做到完全均一的充放电,因此导致串联的多 个电池组内的单个电池会出现充放电不平衡的状况,电池会出现充电不足和过放电现象,而这种状况会导致电池性能的急剧恶化,最终导致整组电池无法正常工作, 甚至报废,从而大大影响电池的使用寿命和可靠性能。

四、磷酸铁锂电池
磷酸铁锂电池也是一种锂电池,其比能量不到钴酸锂电池的一半,但是其安全性高,循环次数能达到2000次,放电稳定,价格便宜,成为车用动力新的选择。

比亚迪提出的“铁电池”,业界人士认为其为磷酸铁锂电池的可能性较大。

五、燃料电池
简单地说,燃料电池(Fuel Cell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料和空气分别送进燃料电池,电就被奇妙地生产出来。它从外表上看有正负极和电解质等,像一个蓄电池,但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。

最有望用于汽车的是质子交换膜燃料电池。它的工作原理是:将氢气送到负极,经过催化剂(铂)的作用,氢原子中两个电子被分离出来,这两个电子在正极 的吸引下,经外部电路产生电流,失去电子的氢离子(质子)可穿过质子交换膜(即固体电解质),在正极与氧原子和电子重新结合为水。由于氧可以从空气中获 得,只要不断给负极供应氢,并及时把水(蒸汽)带走,燃料电池就可以不断地提供电能。

因为燃料电池直接将燃料的化学能转化为电能,中间不经过燃烧过程,因而不受卡诺循环的限制。目前燃料电池系统的燃料—电能转换效率在45%~60%,而火力发电和核电的效率大约在30%~40%。

据中商产业研究院大数据库数据显示,8月国内新能源汽车产销量分别为7.2万辆和6.8万辆,同比分别增长67.3%和76.3%;1-8月新能源汽车产销量分别为34.6万辆和32.0万辆,同比分别增长33.5%和30.2%。新能源汽车产销量双双增长,上下产业链均得到发展。其中,作为新能源汽车重要部分的动力电池也得到快速发展。据统计数据显示,2017年8月国内新能源汽车锂电池装机量为2924.8Mwh;1-8月累计装机量为8653.7Mwh。

8月国内新能源汽车市场中,纯电动汽车的销量占整体新能源汽车市场的八成以上。目前,国内新能源车型主要集中在新能源汽车、新能源客车、新能源物流车等领域。2017年1-8月动力电池装机量情况如下。据统计数据显示,8月,CATL动力电池装机量排名第一,达1262.41Mwh,且为唯一一家装机量超1000Mwh的企业。累计方面,1-8月动力电池装机量第一的企业依然为CATL,累计装机量为3265.7Mwh,占市场份额的28.2%。

发展趋势

在发展新能源汽车电池上,镍氢电池技术最成熟,未来3年内仍将是新能源车的主流,之后镍氢电池技术将和磷酸铁锂、氢燃料电池三分天下,5年后将逐渐被锂电池及燃料电池所取代。

Ⅱ 新能源汽车的核心技术是什么

新能源汽车的核心技术主要是指电池、电机和电控,即人们常说的“三电”系统。
电池,即新能源汽车的动力电池,它主要影响新能源汽车的续驶里程和充电速度。维信关注”优能工程师”,教你学会专业全面的新能源汽车维修,让你的成长看得见。
当前,我国新能源汽车所使用的动力电池主要包括磷酸铁锂电池和三元锂电池两种。2018年起,我国新能源乘用车基本上开始使用能量密度更高的三元锂电池,电动汽车的续驶里程从300公里步入如今的500公里时代,三元锂电池功不可没。目前,我国动力电池技术在世界上是领先的,据2017年资料显示,全球排名前十的动力电池企业中,中国占了7席。
电机主要影响新能源汽车的车速以及加速性能、爬坡性能与负载能力。电机一般可分为永磁同步电机和交流异步电机,我国新能源汽车一般使用的是效率更高、可靠性更强、体积更小的永磁同步电机。目前,我国有五个电机品牌名列全球前十。电控系统是连接电机与电池的神经中枢,主要是对整车进行动态监控,及时反馈调整各项技术参数。电控系统主要包括电池管理系统(BMS)和电机管理系统。北汽新能源拥有完全知识产权的第三代超级电控技术EMD3.0,能够检测全车260个部件数据,对电池实时监控调节,在电池充放电过程中进行安全防护,异常情况自动预警以及低充电温预加热,可实现在零下35度环境正常启动和充电。而比亚迪去年分布的IGBT4.0则是电机控制系统的核心元件,它是新能源汽车最核心的技术,其好坏直接影响电动车功率的释放速度:直接控制直、交流电的转换,同时对交流电机进行变频控制,决定驱动系统的扭矩(直接影响汽车加速能力)、最大输出功率(直接影响汽车最高时速)等。比亚迪IGBT被称为新能源汽车的“中国芯”,它的研发成功,打破了欧洲和日本对此芯片的垄断,有效降低了新能源汽车的造车成本和整车能耗。

Ⅲ 新能源汽车的核心技术有什么

新能源汽车有四大关键技术,包括电池及管理技术、电机及其控制技术、整车控制技术、整车轻量化技术。
1、电池及其管理技术
新能源汽车的成败关键仍然是电池。动力电池是电动汽车的动力源,电池选择将直接关系到整车的性能。电动汽车动力电池的主要性能指标是能量密度、功率密度和循环寿命等。
2、电机及其控制技术
电机是电动汽车动力的发起点。要求:(1)电机要频繁的启动/停止、加速/减速;(2)低速或爬坡时要求高转矩;(3)高速行驶时要求低转矩,并且变速范围大以及交款的转速范围和转矩范围内都要有较高效率:;(4)工作可靠性高;(5)稳态精度高;(6)动态性能好且工作环境要求不苛刻。
电力驱动系统的主要功能是把蓄电池储存的电能转换为汽车行驶的动能,要使得电动汽车拥有良好使用性能,必须开发出合理的控制系统,使电机具备较高转速及较大的调速范围,足够大的启动转矩,以及体积小、质量轻、效率高,动态制动强和能量回馈的能力。
电动汽车的电动机有多种控制模式。传统的线性控制,如PID,不能满足高性能电机驱动的苛刻要求。传统的变频变压(VVVF)控制技术,不能使电机满足所要求的驱动性能。异步电机多采用矢量控制(FOC),是较好的控制方法。
仅供参考,希望对你有帮助,谢谢采纳。

Ⅳ 新能源汽车电池技术 什么时候突破

如果局限于化学电池的思路,人类到灭亡那天也突破不了能量密度的极限。
为什么!打个比喻,一间体积一定的屋子,只能一人拎一桶水(设一桶水不占用空间)进屋,如何装更多的水?答案,用小孩子拎水,因为小孩子个头小,同等房间内,能装更多个孩子,就能装进更多个水桶。
为什么用锂做电池?大家背背元素周期表,化学电池,每千克(相当于房子)原子数最多的就是锂,每个锂原子(每个孩子)提供一个有用的电子,锂电极电位又高,所以用锂做电池。大家已经把这些基本理论玩透了,爱迪生当年发明铅蓄电池时,想到了锂,但受当时技术条件限制,锂太活泼没法稳定反应,锂制备量也小,只好选用了铅作为化学电池主料。
但化学电池必须还要有电解质这些,电解质虽然是辅助功能,但是属于必备物质。金属电极、电解质共同参与,才能完成电子转移利用的过程。算上这些,化学电池的能量密度下降了很大块。理论上,能量密度最大是锂空气。因为它理论上和空气中的氧气反应,完成电子转移利用的过程。它一点电解质不用吗?不可能。而且锂和空气中的二氧化碳、氮气都发生反应,所以只能用氧气瓶,算来算去,所谓的锂空电池能量密度实验室只能到1度电每公斤。对了,还有铝空、镁空,它们可都是市面上有商品出售的,现有的铝空电池能量密度1度电每公斤。为什么不用在汽车上,有人说铝空是一次性电池,不能充电。那不简单,每个市建一个电解铝厂,就近不就好了吗。关键问题没人说,电池不像人想的那样,想放多少电,瞬间就能放多少。电池的另一个关键指标,功率密度,铝空、镁空都不高。如果要铝空要释放能够驱动电动汽车快速奔跑的功率,要把4吨左右的铝空电池装在车上,这样的汽车谁要啊!前段时间,有条外国新闻,铝空有能让汽车续航2000公里的电量,翻译后就直接成了能让汽车续航2000公里。这个汽车是能让汽车以20公里左右的时速跑2000公里,这样的汽车白给你,你都不要。有1千万挺爽,银行一天只允许你取10万,那只能呵呵!对了,一般原子孩子只能拎一桶水,铝孩子能拎3桶,这也是铝空理论能量密度仅次于锂空的基本道理。
还有锂电的硅电极,硅锂一反应,体积膨大3倍,电极碎了,那个人能钻进原子里面,用手把它复原吗?吹嘘的固态锂电池,能量密度大,还能快充。液体快充还没解决,固体就能快充了。化学电池,必然发生化学反应,化学反应怎么快,加热、催化剂,那个能在电池上实施。
煤、石油、可燃冰再多又怎样,太阳没到熄灭那天,人类使用的化学燃料制造的温室效先把自己弄死了。

Ⅳ 新能源汽车的高能动力电池技术有望做哪些提高

从探索改进电极及电池结构的设计方法、建立电池极化模型和仿真技术等方面入手,汽车动力电池的“瘦身健体”之旅仍在不断推进:

  • 汽车动力电池的储能将有可能提高至400瓦时/公斤。

  • 要让电池变成“肌肉型男”,在获得合理的正负极材料之余,还需要设计出可行的加工工艺。

  • 着力全新的锂硫电池和锂空气电池的研究,它们的能量密度有望达到500瓦时/公斤。

被欧阳明高点名的科研项目获得了国家重点研发计划的支持,全名为“高比能动力电池的关键技术和相关基础科学问题研究”,该研究基于研究团队研制出的高容量富锂锰基的正极材料,汽车动力电池的储能将有可能提高至400瓦时/公斤。

近年来,在国家政策的大力扶持下,我国新能源汽车得到迅速普及,但“不敢去远郊区县”的“梗”至今难以理顺。打破500公里的单次行程极限将大大推动电动汽车的推广,然而汽车承载有限,如何在受限的体积内尽量多地储备电能成为科研攻关的关键目标。

该项目负责人、北京大学教授夏定国表示:“要进一步提高锂离子电池的能量密度, 正极材料的比容量是关键。”据夏定国介绍,针对正极材料的比容量,研究团队在前期工作基础上,深刻理解富锂材料稳定性机制以及阴离子氧化还原的产生机理,通过调控阴离子氧化还原机制来实现富锂材料性能的优化。

也就是说,团队首先遇到的问题是:阴离子氧化还原能力受什么“左右”?揭示这一规律将引导团队接近并找到性能优良的电极。团队还发现,在物质内部原子之间的几何结构会影响电子的结构,从而影响阴离子氧化还原的能力,研究明确了结构和效能的关系,并希望通过结构的设计改善电极材料的电化学性能。

“提高正极材料中的含锂量,让更多的阴离子稳定参与氧化还原反应是一个重要途径。”夏定国说,研制出高容量富锂正极材料,为进一步提高动力电池的能量密度提供了可能。项目组除制备出了一种高容量的富锂正极材料和两种高容量、高稳定富锂材料—碳复合材料外,还制备出了高容量的锂电池负极材料。

要让电池变成“肌肉型男”,在获得合理的正负极材料之余,还需要设计出可行的加工工艺。例如,富锂化合物在电极中需要很好地分散开来,既保持在体系中60%以上的含量,又不凝结为块状。分散越均匀,可逆性越好,充放电效率越好。

目前该电池还需进一步完善,夏定国介绍,仍存在“枝晶锂”制约新体系电池的进步及电池安全性这两个关键问题。相关实验显示,10—50次循环使用之后,电压衰减明显,电极也不起作用了。

“枝晶锂”是锂离子电池采用液态电解质所特有的,锂离子还原结晶成树枝样,并不断生长,到一定程度可能会刺破隔膜,科学家目前正在从两个角度寻求突破。一是包被涂层,二是研究固体电解质。

夏定国强调,“高能量密度锂离子动力电池的发展有待于电极材料、电解液及高安全性途径的发展,更有待于新的分析方法及电池制备技术进步”。

除了提高锂离子电池的能量密度使其达到400瓦时/公斤外,项目组还将着力全新的锂硫电池和锂空气电池的研究,它们的能量密度有望达到500瓦时/公斤。中国工程院院士陈立泉表示,锂空气电池是动力电池的发展方向之一,“现在大力发展的氢氧燃料电池,必须用金属罐子保障氢气使用时的安全,而锂空气电池(负极为空气中的氧气)只要一个榨菜袋子就可以了。从实用性、成本上来讲锂空气电池也应该发展”。

Ⅵ 新能源汽车核心技术有哪些

新能源汽车的核心技术有很多,就比如说发动机的构成就是一个比较高科技的东西,因为我们之前在发展汽车的时候,这种发动机都已经接受改动了,而且也是发展的比较好了,但是新能源汽车的发动机更加的先进,根本就不需要汽油的推动,电能就能够推动了。

Ⅶ 新能源汽车的电池有啥技术含量,为何换电池那么贵呢

换电池比换新车还要贵,这是大多数消费者对新能源汽车的第一认识。之所以有这种“深刻”印象,原因有很多,大抵有4点。

其一,电池的造价和售价确实很高,而且像新能源汽车这般动力系统占据整车成本如此高比例的车型,也是前所未有的。以三元锂电池为例,从3年前约1200元/kWh以上的价格发展至今,也不过是降到了1050元/kWh左右。尽管动力电池的成本正在不断压缩,但要发展到和燃油车型相当的程度,依旧需要一定的时间。

有的朋友或许会说,如果电池本身没有问题,而是由于事故导致电池损坏,需要维修或者更换,那该怎么办?其实只要车辆的保险买齐,这些问题完全可以交给保险解决,再不济车损险也能兜底,因此不需要过分担心。

Ⅷ 买电动车总是心有余悸 新能源汽车电池技术到底哪家强

眼看着北方的冬季已经在不知不觉间慢慢的走进了我们的生活,在距离冬至倒计时还有三天的今天,苏老师还是想和大家来聊聊电动车的电池问题。

在这里苏老师还是想说,不管哪个厂家的哪种技术,这样的电池技术的发展对新能源汽车来说是可喜的一面,也是推动新能源汽车走向更好更安全的动力,至于消费者在买这些新能源汽车上如何选择的话,苏老师还是建议慎重选择。

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

Ⅸ 现在中国新能源汽车电池技术哪家最强

现在新能源汽车电池技术主要有三种,三元锂电池,磷酸铁锂电池,钛酸锂电池!中国的比亚迪是磷酸铁锂电池技术最成熟的,并且在国际上比亚迪的电池技术都是领先的。包括日本,德国等都在引进比亚迪的电池技术。

Ⅹ 谈谈你最想了解的新能源汽车技术是什么

最想知道的几个技术如下,一是延长电池寿命的技术,二是保证低温正常工作的技术,三是什么时间能实现蓄电与光电一体。

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