新能源汽车 电池技术_新能源汽车电池技术发展前景

新能源汽车 电池技术_新能源汽车电池技术发展前景

       好久不见了，今天我想和大家探讨一下关于“新能源汽车 电池技术”的话题。如果你对这个领域还不太了解，那么这篇文章就是为你准备的，让我们一看看吧。

1.新能源汽车电池知识详解

2.新能源汽车核心技术解读

3.新能源车三大技术，你知道多少呢？

4.新能源三电技术你了解吗？

5.新能源汽车的电池冷却系统技术有哪些？分别有什么特点？

6.新能源汽车的电池安全现在有哪些技术可以保证

新能源汽车电池知识详解

       聚焦新能源：新能源汽车电池知识详解，三电基础知识科普

       新能源汽车和传统汽车区别最大的地方，核心的技术就在于三电，也就是电驱动和电池，还有电控。

       电池是和机械工业、化学，还有电子控制相关的领域。电池的核心是电芯，电芯最关键的材料是正极、负极、隔膜和电解液。正极材料为大众熟知的涵盖磷酸铁锂以及锰酸锂，还有钴酸锂和三元、高镍三元。

       汽车动力电池的历史并不长，1996年通用公司推出的车型EV-1采用的是铅酸电池，这款车型就是现代电动汽车的初始架构。

       从铅酸电池到日系混合动力的镍氢电池，再到现在人气最高的锂电池，汽车动力电池的历史只有二十多年的时间。

       从新能源乘用车配置的汽车电池看，有三十二款车型用了十七家企业的汽车电池，其中十六家是电池企业，另外一家是长安新能源。可见其他乘用车的汽车动力电池都是外购的，涵盖电芯以及电池组，还有电池管理系统等。

       大多数自主品牌汽车主机厂都没有电芯以及电池组的设计能力。

       跨国汽车企业，尽管没有自家企业的电芯，但是坚持独立设计生产汽车动力电池组件以及管理系统，为了增强汽车动力电池的关键竞争力。和大部分自主品牌有区别的是，即便不用这家的电芯，其能够换个电芯品牌依然能够设计汽车电池组，关键的技术还是在自家企业手里。

       现在的汽车动力电池中，镍氢电池即将被淘汰，铅酸电池依靠保有量在支撑，现在锂电池是最主要的。

       数码电子产品对锂电池的安全性要求较低，钴酸锂电池最适合3C产品行业，特斯拉用的就是这种电池，续航能力较强，但是安全性不高。

       锰酸锂电池获得汽车动力电池市场最高的占有率，尽管其能量密度不及三元锂以及钴酸锂，但是其他综合性能水平较高。

       国内锂电池的发展重心在磷酸铁锂电池，国外动力锂电池领域的核心就是三元锂电池，有着比钴酸锂电池更高的能量密度，成本更低，安全性也更高。可见不一样的汽车公司对于动力锂电池的选择是不同的。

新能源汽车核心技术解读

       随着新能源汽车的不断发展，动力电池也越来越受到人们的重视。众所周知，动力电池是制约新能源汽车发展的重要因素之一。那么作为这么重要的动力电池，又分为哪几大类呢？

       第1类，铅酸电池。可能许多人并不知道，铅酸电池是现在人们所掌握的最成功的技术，成本较低，高倍率放电，能够大批量地生产，多用于电动车当中。据统计，在北京奥运会期间，就有20辆汽车使用铅酸电池。

       但是铅酸电池也有不好的地方，它的能量、功率、密度都很低，这也导致使用铅酸电池的电动车，续航里程和车速都跟不上。

       第2种镍镉电池和镍氢电池。虽然从整体上来看，这款电池是比铅酸电池要优质很多，但是镍镉电池和镍氢电池中含有重金属，在使用完后，很容易造成污染。

       这款电池主要应用于混合动力电池体系当中，在现有的混合动力电池中，镍镉电池大约占99%的市场份额，他的商业化代表是丰田的普利普。但由于国内镍镉电池的研发并不成熟，国内企业一直处于研发的阶段，我们所使用的镍镉电池和镍氢电池，主要都是从国外采购回来的。

       第3种锂电池。传统的铅酸电池，虽然本身技术已经非常成熟了，但是他们在汽车上作为动力电池，还是存在较大的问题，这也导致越来越多的车企采用锂电池作为汽车动力。而锂电池有着以下几种优点，分别是质量轻、生命长、无污染、体积小。

       而目前阻碍锂电池发展的重要原因，就是安全系统。由于锂电池工作量大、密度大，质量大、温度高，这也对汽车的安全性能提出了非常高的要求。一旦一个电池包中出现一个电压过低，就会导致整个电池包损坏，从而大大影响电池的寿命。

       第4种磷酸铁锂电池。这也是一种锂电池，但是他的能量波动只有锂电池的一半，但由于性能高、循环次数多、放电位稳定、价格比也相当便宜，成电动力汽车的重要选择之一。

       第5种燃料电池。燃料电池就是氢燃料电池，他从表面上看有正负极，但更像一个蓄水池，实际上他不是“储电厂”而更像一个“发电厂”。由于氢燃料电池技术的不成熟，现在没有广泛应用于汽车领域当中。

新能源车三大技术，你知道多少呢？

       新能源汽车的核心一定不是体现在自动驾驶、智能座舱、内饰屏幕，真正体验车企造车技术的是三电系统——“三电”（电池、电控、电驱动）。

       一、电池

       现阶段电池仍旧是新能源汽车整车成本占比最高的一项大约在40%左右。

       动力电池在新能源汽车上一般又称为动力蓄电池，是指为电动汽车动力系统提供能量的蓄电池，主要用于接受和存储由外置充电装置和制动能量回收装置提供的电能，并通过高压配电系统为驱动电机、电动空调压缩机、PTC 加热器等高压用电设备提供电能。?关乎到汽车的续航里程及行车安全等等诸多方面。电池的关键在电芯，电芯最重要的材料便是正负极、隔膜、电解液。

       正极材料广为熟知的有磷酸铁锂、三元锂、钴酸锂、锰酸锂以及镍氢电池等。

       先来了解下影响电池使用性能的几个主要参数：

       正极材料的稳定性：直接影响到电池的安全性能，乃至整车的安全性能，这也就不难解释某某品牌的电池自燃现象了。

       能量密度：电池的能量密度分为质量能量密度和体积能量密度。质量能量密度是指电池单位质量所能输出的电能。体积能量密度是指电池单位体积所能输出的电能。很显然能量密度越大，同样体积或质量的电池能够携带的电能就越多，也就是说续航里程就越大。另外还有一个功率密度，衡量的是电池的瞬间放电能力，功率密度越大，放电能力越强，车辆的瞬间加速能力越好。

       所以能量密度不够高也是目前阻碍新能源汽车发展的一个很大原因。

       目前市面上常见车型电池类型选用情况：

       通过车企对动力蓄电池的选择也可以间接反应出各车企的追求目标和发展思路，有些更加注重续航里程，有更好的续航体验；有些车企更加注重行车安全，更加注重安全第一的理念。

       目前市场主要是磷酸铁锂与三元锂之争，其他已经基本被乘用车淘汰。

       二、电机

       驱动电机是电动汽车驱动装置的核心部件，应用于各种电动汽车上。驱动电机的性能直接影响到整车性能。

       电机由三部分组成：定子、转子、壳体，电机技术的关键点在定子、转子。它承担了与新能源汽车行驶相关的所有功能。新能源汽车的电机有正转和反转，正转即为向前行驶，反转即为倒车。并且还要有很广的调速范围，在能量回收工况时可充当发电机来用。

       目前常用的驱动电机有三类：直流电机、永磁同步电机、交流感应（异步电机）电机。

       其性能差异对比如下图：

       直流电机

       直流电机应用非常广泛，上图这种相比大家都不陌生吧

       缺点在于：效率低、质量大、体积大、可靠性差。新一代电动汽车已经淘汰该电机

       感应电机

       感应电机和永磁结构是相似的，本质都是通过电磁感应原理产生电流。它们最主要的差别就在于转子，一个有磁，使用永磁材料，一个没有磁，通常使用铝或铜材料。

       感应电机抗高温性能强，环境适应性更加佳，感应电机虽然最高效率小于永磁电机，但是平均效率表现得更好。不过缺点在于感应电机不容易控制，在研发成本上是增加的，不过在原材料成本上要小于永磁电机。

       永磁电机

       永磁电机转子的磁场是由永磁体产色的，避免了因生磁导致的电能损耗，而且尺寸和质量偏小，布置相对灵活。

       缺点有高温退磁风险（考验电机散热能力），空载损耗略高。

       不过现在的一些4驱或者双电机性能取向的车型，会采用两者搭配的方式。因为四驱的电动车架构下当不需要那么高的性能时可以仅让一个电机工作但永磁同步电机由于存在永磁体空载时会产生反拖滞阻碍车辆行进异步电机没有永磁体空载时没有反拖滞，所以永磁同步电机空载损耗会高于异步电机。

       因此四驱的动力要实现近两驱的能耗就需要“同异”搭配，效率最大化。

       电动车极限的动力输出日常使用频率较低在日常行驶低负荷工况下以永磁同步电机驱动为主处于随动的状态，实现近两驱的能耗。在加速工况下双电机最大输出实现四驱的动力，可以给整车带来更好性能体验和综合能耗。

       机械传动装置：

       机械传动装置是将电机输出机械能传递给车轮的装置。因为电机一般都具有较好的调速性能，现在的机械传动装置一般都是固定速比的减速机构，不再需要变速器，没有什么技术难度，不做太多介绍。（下阶段的2/3挡电动车专用变速箱其实也取决于车企想不想做和划不划算做而已）

       目前电机和机械传动装置基本是机电集成一体化的，可以做到传动效率更高，可靠性更好，质量更轻，体积更小。

       三、电控

       电控部分基本相当于车辆的神经中枢，相当于人类的大脑，起着控制整车运行的作用。

       新能源汽车电机、电控系统作为传统发动机(变速箱)功能的替代，其性能直接决定了电动汽车的爬坡、加速、最高速度等主要性能指标。同时，电控系统面临的工况相对复杂：需要能够频繁起停、加减速，低速/爬坡时要求高转矩，高速行驶时要求低转矩，具有大变速范围；混合动力车还需要处理电机启动、电机发电、制动能量回馈等特殊功能。

       电控方面，对于一般的主机厂来说，真正掌握的只有整车控制器，新能源汽车整车控制器与传统汽车的整车控制器差别并不是很大，它的成熟度也比较高。

       此外，电机的能耗直接决定了固定电池容量情况下的续航里程。因此，电动汽车驱动系统在负载要求、技术性能和工作环境上有特殊要求：

       1、驱动电机要有更高的能量密度，实现轻量化、低成本，适应有限的车内空间，同时要具有能量回馈能力，降低整车能耗；

       2、驱动电机同时具备高速宽调速和低速大扭矩，以提供高启动速度、爬坡性能和高速加速性能；

       3、电控系统要有高控制精度、高动态响应速率，并同时提供高安全性和可靠性。

       电机电控系统作为新能源汽车产业链的重要一环，其技术、制造水平直接影响整车的性能和成本。

       目前，国内在电机、电控领域的自主化程度仍远落后于电池，部分电机电控核心组件如IGBT 芯片等仍不具备完全自主生产能力，具备系统完整知识产权的整车企业和零部件企业仍是少数!

       最后，国内绝大部分自主品牌仅掌握了整车控制器与三电集成技术，对三电零部件技术却仍是处于落后的阶段，毕竟技术不是一蹴而就的。而合资品牌方面，没有电芯是它们唯一的软肋，他们更多的通过自己设计电池组与电池管理系统，进而掌握动力电池技术弥补了这个缺陷。

       未来随着新能源汽车技术的不断进步，技术瓶颈将逐个被突破，那时的新能源汽车的续航问题，安全问题，充电问题，成本问题都不会再成为车主朋友和车企关心的问题，届时的新能源汽车也会变得更加成熟，市场占比更加广泛。

新能源三电技术你了解吗？

       新能源车三大技术，你知道多少呢？

       第一个关键技术是它的电池。新能源汽车电池目前主要分为五种，分别是：磷酸锂电池、磷酸铁锂电池和氢电池；三元锂电池是磷酸烯电池，后边普遍采用的是磷酸铁锂电池，还有三元锂电池。

       第二个关键技术是它的电机。它的作用是将电能转化为机械能，为车辆提供制动能力的装置，可以说是电动汽车驱动的关键执行结构。目前电动汽车使用的电机一般包括：DC电机和交流感应编机，用磁电机和开关磁组电机。

       第三个关键技术是新能源的电控系统。由ECU等控制系统，传感器的感应系统和驾驶员意图识别等子系统组成。它的作用是控制电机输出扭矩，并使车辆行驶。简单来说就是车的大脑。

新能源汽车的电池冷却系统技术有哪些？分别有什么特点？

       新能源三电技术你了解吗？今天就带大家看一下，什么是三电

       众所周知，新能源汽车与传统燃油汽车还是有很大区别的，最大的区别应该就是新能源汽车拥有的核心技术“三电”，这“三电”包括电池、电控、电驱动。

       先讲第一部分，电池。大家对于电池应该是并不陌生的，他应用于生活中的各个场景，是与化学机械相关的产业。但是“动力电池”却是属于年轻化的产品，在1996年之时，通用首次采用铅酸电池，这也是现代电动汽车的雏形。此后电池经过了历代的发展，从最开始的铅酸电池到现在的锂电池，才短短进行了20多年的发展。

       目前在市场上通用的新能源汽车，通常采用了三种电池分别是：磷酸铁锂、三元锂和锰酸锂。这三款电池在汽车领域使用当中，碳酸铁锂跟锰酸锂所占用的比例并不高，这主要是由于安全性的要求。

       在许多跨国车企当中，虽然他们没有拥有自己的电芯，但是许多车企却依旧投入大量的资金去研发设计生产电池组件与管理系统，这是为了加强电池的核心竞争力。即使不使用这家的电芯，我们依旧可以换个品牌，照样继续组装设计电池组。

       电驱动。电驱动是由三个部分构成的，分别是电机、逆变器和传动机构。目前国内市场上的传动机构都采用单机传送，既没有离合，也没有变速。

       在电机方面主要也是由三部分组成的，分别是电子、转子和壳体。电子的作用主要是承担新能源汽车运动相关的所有功能，因此在新能源汽车当中电机，既有正传也有反转。

       逆变器，相信大家应该都清楚，这是用于储存交流电的设备。在逆变器领域，日本对此研究的成果还是很深的。丰田在自己的逆变器当中，通过加碳的技术，使产品质量增强，能够支持高电量的电压。

       就是电控。跟传统燃油汽车相比，电控相当于燃油汽车的变速箱。它的性能主要是解决电动汽车的加速、起步等性能指标，同时他所面临的情况也是最复杂的，不光要直接处理频繁加速，更要同时兼顾电机启动、电机发电等特殊功能。

       有网友可以看出，中国新能源汽车的发展还是处于初级阶段，仅仅掌握了整车控制与三电技术。中国新能源汽车要想未来能走向世界，还是要继续努力呀！

新能源汽车的电池安全现在有哪些技术可以保证

       一、风冷电池技术

       以空气为介质冷却电池的方法称为空气冷却技术。主要原理是利用流动换热的方法来达到冷却的目的。冷却技术具有设备简单、维护成本低、制造成本低的特点，因此广泛应用于各种动力电池和电子设备电池的保护装置中。这种技术虽然成本低，应用方便，但受导热系统和空气比热容的影响，因此在实际应用过程中冷却效果相对较差。目前，风冷电池技术的研究方向主要集中在三个方面风量、流道、电池空间规划。

二、液冷电池技术

       利用液体介质降低动力电池冷却的技术称为液冷电池技术，通常使用乙二醇和水的溶液结合制冷剂来达到冷却效果。该技术的优点是比热容大，传热系数高。与风冷技术相比，具有更好的冷却效果。在液冷电池技术中，有两种类型：直接和间接。用液体直接接触电池的方法叫直接式，用冷却管或冷却板冷却电池的方法叫间接冷却式。目前常见的技术研究方向包括冷却液成分优化、冷板或盘管通道设计、液体流动优化。

三、热管冷却电池技术

       利用充有相变工质的中空管和良好的密封，通过蒸发器和冷凝器达到冷却效果的技术称为热管冷却电池技术。该技术的实现原理是蒸发器吸收足够的热量后，封闭空管芯内的液体蒸发产生气压，流向冷凝器。气体经过冷凝器后放出热量，蒸汽再次凝固成液体，继续吸热，从而达到循环过程的冷却效果。这种技术的原理是液体转化为蒸汽时产生毛细作用，使管道中的介质能够流动，实现循环蒸发的效果。目前汽车动力电池热管冷却技术的研究主要集中在冷却性能模拟、阿伯丁冷凝器设备优化、数学模型设计等方面。

四、相变材料冷却电池技术

       相变材料基于相变吸热原理降低电池组的工作温度。它具有无毒无害、热稳定性好、成本低、使用方便的技术特点。相变材料冷却方式不需要通道设备和电气设备，系统安全性很高。目前应用广泛且成熟的相变材料主要有改性成本脱蜡、水和盐、有机酸化合物等。

       动力电池组对于纯电动汽车的重要性是不言而喻的，因此动力电池组安全系数越高，纯电动汽车的安全性能才会越高。那么，目前哪些技术可以保证新能源汽车的电池安全？

       第一项就是动力电池组的防水防尘技术。现在的防尘防水技术可以让电池组达到IP67级别，同时也能保证动力电池组在一米深的水里浸泡30分钟，不会出现进水现象。再者，动力电池组还有漏电保护功能，如果在使用过程中，系统一旦监测到有漏电情况，那么动力电池组就会发生断电以保护车上乘员的安全。

       第二项就是BMS电池管理系统，这套系统可以对电池组的电压以及温度进行实时监控，从而尽量避免动力电池组发生电压或者温度异常等情况。

       最后就是底盘防护。目前很多动力电池组都是安装在底盘位置，而车辆在路面行驶的时候，总会遇到崎岖不齐的情况，那么有可能会让电池组遭到磕碰从而导致破损。因此，为了保护动力电池组，车辆的底盘也会起到一定的防护作用。比如说在120kN挤压力下，电池的形变不能超过14%。如此一来，动力电池组的安全就更有保障了。

       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。

       今天关于“新能源汽车 电池技术”的探讨就到这里了。希望大家能够更深入地了解“新能源汽车 电池技术”，并从我的答案中找到一些灵感。