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三元鋰PK磷酸鐵鋰 誰是動(dòng)力電池的最終贏家
日期:2020-07-16   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:zhangchi_zrm 打印收藏評(píng)論(0)[訂閱到郵箱]
引言:曾幾何時(shí),新能源市場滿是使用磷酸鐵鋰電池的純電動(dòng)車,隨著技術(shù)的發(fā)展和消費(fèi)者對(duì)續(xù)航的硬性需求,低溫性能更優(yōu)、能量密度更高的三元鋰電池逐漸替代磷酸鐵鋰電池。但近一段時(shí)間的兩條新聞被炒得沸沸揚(yáng)揚(yáng),一個(gè)是國產(chǎn)特斯拉Model 3改用磷酸鐵鋰電池,還有一個(gè)是比亞迪漢采用刀片電池(磷酸鐵鋰電池)。國內(nèi)最火熱的兩大電動(dòng)車制造商重新采用磷酸鐵鋰電池,似乎給人一種磷酸鐵鋰“回歸”的感覺,下面我們就來看一看,三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池的差異在哪。
磷酸鐵鋰和三元鋰相差幾何

介于化學(xué)元素的穩(wěn)定程度,磷酸鐵鋰電池相比三元鋰電池的確有著更穩(wěn)定的化學(xué)特性,且制造成本至少比三元鋰電池低20%。但是,其低溫性能和能量密度均不及三元鋰電池,同樣的電池容量下,磷酸鐵鋰電池會(huì)占用更多的體積和重量,續(xù)航性能和車內(nèi)空間都會(huì)受到影響。

而三元鋰電池最大的優(yōu)勢就是單體電芯能量密度高,在同樣電池的體積下,可以做到更高的電池容量,且強(qiáng)大的低溫抗性也是磷酸鐵鋰電池望而不及的。同時(shí),通過材料改性優(yōu)化、表面材料包覆以及其他設(shè)備的保護(hù)輔助,安全性也可以得到保障。雖然相比磷酸鐵鋰電池會(huì)提升一定的成本,但是直觀的續(xù)航提升、用戶里程焦慮的減輕,讓三元鋰電池成為各大車企開發(fā)電動(dòng)車的首選。根據(jù)2020年4月中國汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟公布的數(shù)據(jù)顯示,國內(nèi)三元鋰電池裝機(jī)量約2.6GWh,占比為73.2%,磷酸鐵鋰電池的裝機(jī)量為0.9GWh,占比僅25.8%。

市面上幾款續(xù)航里程優(yōu)秀的車型均采用了三元鋰電池,北京現(xiàn)代昂希諾純電動(dòng)、北京現(xiàn)代菲斯塔純電動(dòng)、廣汽新能源Aion S、比亞迪唐EV,幾款車的續(xù)航里程均在500km左右。

此外,三元鋰電池在冬季低溫條件下的衰減程度也更低,大部分三元鋰電池低溫衰減率約為15%,磷酸鋰電池的低溫衰減率甚至可以高達(dá)到50%。

三元鋰電池真的不安全么?

前文說了三元鋰電池的優(yōu)勢,而有些人會(huì)對(duì)它的安全性打個(gè)問號(hào),它最大的安全隱患無外乎高溫起火和外力擠壓起火,這就不得不說一說三元鋰電池的“防火”技術(shù)了。

首先三元鋰電池也分為NCA(鎳鈷鋁)和NCM(鎳鈷錳),前幾年特斯拉Model S的自燃事件大多出現(xiàn)在搭載NCA三元鋰電池的車型上,且大多是2012年-2016年生產(chǎn)的產(chǎn)品。前文提到的昂希諾純電動(dòng)、菲斯塔純電動(dòng)等車型均采用了寧德時(shí)代NCM三元鋰電池,從化學(xué)穩(wěn)定性上NCM電芯要高于NCA電芯。

除了電芯材料外,三元鋰電池還需要對(duì)電芯進(jìn)行全方位的保護(hù),以北京現(xiàn)代雙EV車為例,北京現(xiàn)代擁有更嚴(yán)苛的三電安全標(biāo)準(zhǔn),在產(chǎn)品研發(fā)初期就已經(jīng)進(jìn)行多次擠壓、跌落、火燒、浸水等電池極限測試,確保電池在極限狀態(tài)下不起火、不爆炸,保證行車安全。

此外,北京現(xiàn)代高效的溫控系統(tǒng)可以通過實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測、液冷控制回路、PTC電阻絲、溫控器來保證動(dòng)力電池工作溫度在25 ~ 45°C之間,時(shí)刻保持最優(yōu)工作效率并延長電池循環(huán)壽命,單體電芯的溫差可以精確地控制在5℃以內(nèi)。

如果有個(gè)別電芯在充電時(shí)發(fā)生故障導(dǎo)致局部過熱,溫度監(jiān)測傳感器也會(huì)第一時(shí)間告知EV核心系統(tǒng),通過熔斷保護(hù)設(shè)計(jì)及時(shí)切斷電源,防止電池內(nèi)部快速升溫,保證電池和車輛安全。而高壓接線模塊的集成化設(shè)計(jì)也減少了軟性線路連接,避免因線路老化出現(xiàn)的安全隱患,提升線路安全性。

不僅如此,北京現(xiàn)代還針對(duì)純電動(dòng)車型的車體進(jìn)行改善優(yōu)化,在不影響車內(nèi)人員安全的情況下,采用上下梁連接結(jié)構(gòu),增加了撞擊時(shí)的能量吸收當(dāng)量,最大程度地確保動(dòng)力電池不受外力擠壓。

在此基礎(chǔ)上,北京現(xiàn)代的動(dòng)力電池還擁有陶瓷隔膜涂覆工藝,這種工藝通過陶瓷顆粒優(yōu)異的隔溫性能,有效避免因意外導(dǎo)致電池失控點(diǎn)引發(fā)的大面積短路,最大程度降低了電池因短路起火的可能性。

由此可見,如今三元鋰電池的安全技術(shù)已經(jīng)很成熟,在重重保護(hù)之下,只要電芯溫度不超標(biāo),也就不會(huì)存在人們質(zhì)疑的安全問題。

寫在最后:


就當(dāng)下而言,磷酸鐵鋰電池的確可以讓車輛的制造成本更低,且讓消費(fèi)者更富有安全感,但電芯的能量密度和低溫抗性很難媲美三元鋰電池。而三元鋰電池不論是充電速度還是續(xù)航能力都更符合如今消費(fèi)者的用車習(xí)慣,外加電池安全技術(shù)所提供的可靠性和不斷革新的技術(shù),磷酸鐵鋰電池想超越三元鋰電池還需要技術(shù)的突破和市場的洗滌。


原標(biāo)題: 三元鋰PK磷酸鐵鋰 誰是動(dòng)力電池的最終贏家
 
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