电气工程师解密新能源汽车五大电池秘籍
导语:铅酸电池,作为较为成熟的技术,以其成本相对低廉且能够提供高倍率放电而广泛应用于大批量生产的电动车用电池。然而,其比能量、比功率和能量密度都显著低落,因此导致以此为动力源的电动车无法实现良好的车速及续航里程。
随着新能源汽车领域不断发展,动力电池所扮演的角色变得越来越重要。它们与其他关键组成部分,如发动机和控制系统,并肩作战,为新能源汽车注入活力,就如同心脏是人体生命之源一样,新能源汽车中的这些“心脏”究竟有哪些类型呢?
铅酸蓄电池
铅酸蓄电池(VRLA),主要由铅及其氧化物构成,而其电子解液则是硫酸溶液。这类蓄电池在充满时,其正极主要由二氧化铅组成,而负极则由铅制成;当放電时,这两种材料会转变成为硫酸铅。在实际使用中,这些单个单元可以串联起来形成不同的伏特值,从2.0伏到48伏不等。
尽管铅酸蓄电池是一种成本相对较低且能够高效放電的技术,它依然是目前唯一可用于大规模生产的 电动车用蓄電池。但它在比能量、比功率以及能量密度方面均显著不足,使得驱驶这类蓄電力的 电动車难以达到理想的地速和续航里程。
镍镉及镍氢 batteries
镍镉 battery(Ni-Cd)是一种流行型号,采用氢氧化镍(NiOH)及金属镉(Cd)进行化学反应。这类产品虽然性能优于前述但含有重金属,对环境造成污染的问题仍然存在。
锂离子 battery
锂离子battery(Li-ion)利用非水溶液作为其电子解质,是一种非常先进且有效储存能的一种方式。这种类型分为两大类:锂金属battery与锂离子battery。而最常见的是后者,即不包含金属态锂并且可以被充放过多次。
燃料cell
燃料cell(Fuel Cell),不同于传统储存式设备,它通过将氢气或其他燃料与氧气进行非燃烧性的化学反应,将其中蕴含的化学能转换为持续产生的机械工作输出。该过程发生在阳极催化剂下,其中H2被氧化生成H+和e-;同时,在阴极,该H+通过一层特殊膜到达阴极,与O2发生反作用生成水,同时e-通过外部回路回到阴极,从而产生了连续不断地输送给外部设备使用的小信号交流或直流信号。此外,由于它并不是传统意义上的储存装置,所以它更像是一个发射器而不是一个容器,所以称之为"Fuel Cell"也许更准确一些,因为它本质上是在将一种形式(即化学能)转换成了另一种形式(即机械工作输出)。