新能源純電動汽車廠家詳解新能源汽車的動力源以及新能源公交車:
動力源
從全球新能源汽車的發(fā)展來看,其動力電源主要包括鋰離子電池、鎳氫電池、鉛酸電池、超級電容器,其中超級電容器大多以輔助動力源的形式出現(xiàn)。主要原因是這些電池技術(shù)還不完全成熟或缺點(diǎn)明顯,與傳統(tǒng)汽車相比不管是從成本上、動力還是續(xù)航里程上都有不少差距,這也是制約新能源汽車的發(fā)展的重要原因。
在所有電池技術(shù)中,鉛酸蓄電池的發(fā)展歷 史長久。該電池用金屬鉛作為負(fù)極,用氧化鉛作為正極。電池在放電過程中,正負(fù)兩極都會有硫酸鉛生成,硫酸在電解質(zhì)溶液中既作為反應(yīng)過程的反應(yīng)物,也是反應(yīng)過程的生成物。在過去的十來年里,關(guān)于鉛酸蓄電池的研究和發(fā)展主要集中在混合動力電動汽車的應(yīng)用上。
鎳氫電池工作是基于氧化鎳陽極和氫金屬負(fù)極釋放和吸收OH-。在過去鎳氫電池被視為電動汽車上的一種好的臨時(shí)選擇,鑒于鋰離子電池存在著嚴(yán)重的安全問題。但是其50~70Wh/kg的能量密度并不能滿足電動汽車150~200Wh/kg的能量密度需求。同時(shí)鎳氫電池中鎳的較大成分占比限制了其未來的價(jià)格降低。因此,鎳氫電池并未作為一個(gè)可靠選擇。
鋰離子電池是如今電動汽車上使用得多的動力電池技術(shù),這歸功于它的高能量密度和單體電池中增長的功率,使得這類電池以具有競爭力的價(jià)格發(fā)展出更小的質(zhì)量和密度。目前,這些動力電池可以供電動汽車行駛大約 150km。鋰離子電池的電極中插入了鋰,也就是說,電極材料是鋰離子的載體。研究表明電動汽車上使用的鋰離子電池功率(800~2000W/kg 和能量密度(100~250Wh/kg)都有所增加。
鋰電池充電只需“七分飽”,鋰電池不需要把它充滿,不充滿也不會影響電池壽命。
如果電池既需要提供較長時(shí)間的存儲能量,又需要為發(fā)動機(jī)的起動或車輛起步提供短時(shí)間內(nèi)的脈沖功率,則電池的設(shè)計(jì)需采用折中的解決方案。在每個(gè)電池單體中均需采用更的電極以增加總表面積。以此增加的電流分布在較大的電極面積上,可保持電池電 壓降滿足系統(tǒng)要求。如果功率需求可由其他設(shè)備提供, 電池可以使用更厚重的電極,在低倍率下達(dá)到能量存儲要求的同時(shí)獲得更好的耐久性。
一種比較好的方法是由超級電容器提供脈沖功率,電池僅提供能量存儲。超級電容器可以在較低的倍率下再充電,為下一次功率輸出做準(zhǔn)備,或者利用制動能量回收充電。通過超級電容器充電后,電池可以在一個(gè)較寬的電池荷電狀態(tài)(SOC)范圍內(nèi)工作,因?yàn)槠饎铀璧墓β室呀?jīng)存儲在超級電容器中。
將電池和超級電容器結(jié)合使用,必然需要較為復(fù)雜的充電系統(tǒng),因?yàn)殡姵睾统夒娙萜鞯某?、放電特性有著顯著區(qū)別,所以其充電截止電壓差別較大。因此,可能需要某種 DC/DC 變換器或者是開關(guān)器件對同一直流總線上的 2 個(gè)設(shè)備進(jìn)行控制。