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动力电池的发展趋势

发布时间:2019-08-02 10:48:11编辑:来源:贝投体育8059

 

随着国内新能源?汽车行业的飞速发展,中国电动汽车的保有量达到了334万,而在快速发展过程中,积累了不少历史的问题随着车龄的增加,问题越来越容易暴露出来。从长远来看,国产动力电池产业受“高端产能”和安全问题的制约的问题越来越明显。想要实施“低端”突围“高端”的发展战略,中国的动力电池进入稳健发展和注重智能制造的阶段,其中和车企坚实的战略伙伴关系,是国产动力电池企业发展的很重要的部分。

 

产业化头部企业对市场的集中和企业发展的不均衡,使得电池企业和车企的问题越来越多,目前主要出现以下的一些实际的问题:目前车企在供应层面可以信赖的电池企业并不多,多个项目和平台都只能依靠某一家电池供应商的局面,这种市场形态一方面无法保障产业链的平衡,也使得开发过程中的资源紧张。对车企而言,供应链的迭代和博弈没办法往下走,由于上游的产能比较紧张,如果在价格和付款条件上没有付出很好的条件,还可能面临到量产以后,匹配不到足够的电池供应,市场需求没办法得到满足。目前国内动力电池产业面临“高端”产能过于集中在宁德时代,比亚迪自身供应的局面,目前市场上高品质动力电池供应不足,同时前几年占据市场的电池正在逐渐被淘汰。

 

7.3电池测试系统的市场情况.jpg 

 

目前铅酸电池由于比能量及比功率均较低,已经淘汰,在汽车上常用的动力蓄电池主要有镍氢电池和锂离子电池等。镍氢电池属于碱性电池,具有不易老化,无需预充电以及低温放电特性较好等优点。动力系统都是燃料电池和镍氢电池集成的,镍氢在高温环境下,电池电荷量会急剧下降,并且具有记忆效应和充电发热等方面的问题。在燃料电池混合动力系统中镍氢电池SOC应保持在40%-60%之间,充放电电流应处于160-240 A的范围,温度应维持在常温附近,以确保系统安全性和经济性。

 

锂离子电池具有体积小,都采用锂离子电池作为燃料电池汽车的辅助能源系统。离子电池的能量密度是镍氢电池的1.5-3倍。其单体电池的平均电压为3.2V,相当于3个镍锌或镍氢电池串接起来的电压值,因而能够减少电池组合体的数量,降低单体电池电压差所造成的电池故障发生概率,从而提高了电池组的使用寿命。

 

对燃料电池汽车中的燃料电池系统建模的方法又可分为两种,一种是在电化学、工程热力学、流体力学等理论基础上,建立比较复杂的一维或多维物理模型。这种模型可根据不同燃料电池的结构参数建立相应模型,分析压力、温度、湿度、流量、催化剂、管道结构等多方面因素对燃料电池工作的影响。但这种模型复杂不直观,且运算速度慢。另一种则采用较简单的数学经验模型并结合相应的商业App,这种方法具有直观快速的特点,但该模型只能针对特定的燃料电池系统,其建立需依靠实验数据。

 

7.3动力电池安全问题2.jpg 

 

超级电容器是一种新型储能元件,它既像静电电容一样具有很高的放电功率,又像电池一样具有很大的电荷储存能力,由于其放电特性与静电电容更为接近,所以仍然称之为“电容”。

 

如果仅采用超级电容作为辅助能源还存在诸多不足之处,如:电动汽车长时间停机后再次启动,由于超级电容的自放电效应,在燃料电池的能量输出尚未稳定时车载辅助系统的供电将无法保障[5]。况且超级电容能量密度很低,若要达到一定的能量储备能力其设备体积势必加大。当前超级电容都是与其他动力电池一起购车辅助电源系统,在燃料电池汽车上使用的[4,25,26]。为了克服精确的描述超级电容的特性,可以采用阻抗法进行建模代替简单RC回路模型[23]。超级电容当前SOC主要基于超级电容的输出电压:

 

 

                          


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