天游娱乐-黑钱首页我们平时使用的手机、平板、笔记本电脑等电子设备的电池,都是圆柱形一节节的或者方块形一块块的,在拆装或更换时非常方便,而且还可以非常容易的增加电池盒的大小从而扩大电池的容量实现更长的续航时间。但是新能源汽车的动力电池为何要设计得那么笨重呢?电子产品上的电池和新能源汽车上的动力电池有哪些不同之处呢?
我们以苹果公司上市的iphoneX的电池作为电子产品电池的代表,再拿宝马公司在广州车展发布的全新BMW 5系插电式混合动力作为新能源汽车界的代表。从以下角度进行对比分析:
和手机-20°C至60°C的工作温度相比,汽车动力电池的工作条件更为矫情,一般会控制在0-30°C的范围内。汽车的动力电池,都必须配有一套专属的冷却系统,常见的做法 会有一套单独的水循环系统来对电芯来进行降温,确保电池最佳的工作温度。但也有例外,全新BMW 5系插电式混动车型则是利用了空调的制冷系统对电池进行冷却,这种功能整合减少了汽车上的配件冗余,同时也节约了成本减轻了重量。
手机电池大多数是单体电池,就算有多个,基本也不会超过2个。由于都是锂电池,手机和汽车的电池电压大小基本上是一致的,一般都是在3.7V附近,满电状态下可以达到4.2V,再充的话电池就要坏了。但是汽车没法用3.7V的电压去驱动呀!否则传输的电线得老粗老粗了,所以必须把一堆电池串联起来,形成更高的电压去提高能源的效率。那就需要把电芯们组织起来一起工作,一般汽车动力电池的电压会在450V以内,那就是约100个电芯串联起来以后形成的电压。我们经常听说的电池管理系统(BMS)。这个BMS并不是一个盒子的范畴,而是涉及到各种传感器(如电芯监控单元)、控制器(如电池管理主控制器)、执行器(如开关盒)一系列元件所组成的一个管理系统,以确保下面每个模组里的电芯都能正常工作。
汽车电池为了有高电压,所以是串联的,但是串联的电芯会产生“木桶效应”,这是汽车动力电池最需要克服的核心难题。那么当一个电芯的充电上限降低了,或者放电下限上升了,都会影响整个电池组的储电能力。在电池管理上,一般通过被动均衡和主动均衡两种办法去平衡电芯的性能,目的是令其他电芯做出一些额外的充放电行为去迁就那块最差的电芯,以实现整体性能的最大利用。
手机电池的生产,由于批量非常大,一般会追求利益最大化,设计边界往往就卡在安全线内一点点,有点像在刀尖上跳舞的意思。三星Note7就是属于跳舞太大意了,直接炸了十几万用户。但是这种事情放在汽车上,则是一万个不允许的,一旦炸了,不光是车上的一家几口人的生命,恐怕汽车企业的生命也一起葬送在电池上了。所以,对于汽车动力电池的验证过程是极其严苛的,一般汽车动力电池包,会针对挤压、震动、内部加压、喷水、火烧、腐蚀、浸泡等多种极端工况进行实验验证,确保在装车之后的使用过程中动力电池的安全方面可以万无一失。
通常按照储电性能衰减到80%为基准,判定一块电池的充放电寿命,一般手机电池会做到1000次,使用期为两年多。而5系动力电池中电芯的性能,可以进行5000次的充放电才衰减到80%,所以从工艺要求和成本上,也会有更高的要求。5000次什么概念呢?假如你有每天给车充满电的好习惯,日复一日从不间断,那这个电池可以用上十多年,这就可以说明,手机电池和汽车动力电池完完全全是两个数量级的产品,不论是千倍级的储电能力、大到必须进行热管理的放电能力还是对电池寿命的严苛要求,都决定了汽车动力电池设计上的复杂程度是远远高于手机电池的。
首先,最明显的差别就是电池的体量。iphone X电池的容量为2716mAh,按照3.7V的锂电池平均电压来看的线系动力电池的电池能量为13kwh,也就是13,000wh,相当于1300只iphone X的电池能量。
拿满电的iphone X玩王者荣耀,大约玩5个小时手机就需要充电了,那么计算下来,手机电池的输出功率大约在2W,这样子玩下来,手机电池基本上是发烫的。放到5系上,5系在纯电模式下可以以140km/h的速度高速行驶,此时达到电机的最大输出功率70kW,也就是约等于是电池的输出能力,相当于iphone X的35,000倍。那么,放电的发热量的差别也很惊人,所以汽车的动力电池基本上都要配备冷却系统才能安全工作。
我们可以把汽车的动力电池想象成一套对成百上千个手机电池进行安装放置并且管理运行的电池大楼。汽车动力电池不光要进行充电放电的控制,还要令电池组中每个单体电芯都能处于合理的工作状况,并且把电池的循环寿命充分发挥出来。那么,与手机电池的差别不仅仅体现在了体量上,而且还有因为体量问题所带来的一切问题!