Cylindrisk, firkantet, blød pakke, mellemrummet mellem elektriske køretøjsbatterier er større end du tror?

Vi vil normalt gerne henvise til" batteri, elektrisk drev, elektrisk styring" som" tre elektriske" system af nye energikøretøjer." stærkt samarbejde" mellem de tre vil en elbil til sidst køre og blive et rent elektrisk køretøj, der opnår mobilitet. På en enkel måde er det såkaldte" tre kræfter" er intet andet end elektriske motorer, batterier og elektroniske styresystemer, der tillader de to at" leve sammen" ;.

For at give dig en dybere forståelse af karakteristika og forbindelser mellem de tre, vil hovedrejseren foretage en dybdegående analyse af" tre elektriske" system af elektriske køretøjer i form af serielle illustrationer, der hjælper dig med at bruge den mest Bai' s måde at forstå de mest væsentlige principper for elektriske køretøjer i den nye energitid.

Tag alle først til at forstå, at en af ​​de centrale hardware i elektriske køretøjer-batteri.

Hvad er" hemmeligheder" om batterier?

Der er to typer elektriske køretøjsbatterier kendt på dette trin, der er opdelt i ternære lithiumbatterier og lithiumjernfosfatbatterier i henhold til de forskellige materialer i den positive elektrode. Førstnævnte er i øjeblikket den mest almindelige batteritype, og lithiumjernfosfatbatteriet er" jernbatteri" det gjorde BYD berømt engang. Det er' det er bare, at lithiumjernfosfatbatteriet har dårlig aktivitet, hvilket resulterer i dets lave energitæthed og kan' t give længere udholdenhed, så det gradvist falmede ud af syne.

Det nuværende mainstream ternære lithiumbatteri har fordelene ved høj batteriaktivitet og højere energitæthed, så nye energikøretøjer bruger dybest set ternære lithiumbatterier som energilagringsmekanismer. Det ternære lithiumbatteri er også opdelt i to kategorier, den ene er MCM (nikkelkoboltmangan) ternær litiumbatteri, der bruges af de fleste bilfirmaer, og den anden er NCA (nikkelkoboltaluminium), der bruges af Tesla Yuan lithiumbatteri.

Uanset hvilken slags lithiumbatteri der er, er dens væsentlige struktur ens. Alle er sammensat af positiv elektrode, negativ elektrode, separator og elektrolyt. Opladning af litiumbatteri er at generere opladede lithiumioner (lige mængde) fra den positive elektrode og løsne fra den positive elektrode," svøm" elektrolytten og separatoren til den negative elektrode, og indsæt den i det negative elektrodemateriale. Afladningsprocessen er det modsatte. Lithiumioner slipper ud af den negative elektrode og" svøm mod" den positive elektrode. Enkelt set realiseres opladning og afladning af litiumbatterier ved at lithiumioner “svømmer” frem og tilbage mellem de positive og negative elektroder.

Det er elektrisk strøm, der skubber lithiumioner frem og tilbage. Så vi kan simpelthen forstå hurtig opladning som en kraftfuld thruster bag lithiumion, der hurtigt og med magt skubber lithiumioner fra den positive elektrode til" svøm" den negative elektrode, mens langsom opladning er en lille krafttruster, med lithium-ion langsom og langsom Svøm fra det positive til det negative.

Så hvorfor har hurtigopladning en vis effekt på batteriet? Ganske enkelt mange lithiumioner med højeffektive thrustere" crazed vildt" fra den positive elektrode til den negative elektrode, og inden de nåede den negative elektrode (indlejret i den negative elektrode), stormede en anden lithiumion bagpå også, og to lithiumioner kolliderede sammen, ”styrtede” de og mistede deres aktivitet. Som et resultat mister batteriet en lithiumion. Over tid," død" lithiumioner hæber sig og danner lithiumdendriter. Mange nedbrydning af batterier er hovedsageligt forårsaget af lithiumdendritter, der punkterer separatoren for længe og forårsager en kortslutning inde i batteriet.

Så hvorfor har hurtigopladning en vis effekt på batteriet? Ganske enkelt mange lithiumioner med højeffektive thrustere" crazed vildt" fra den positive elektrode til den negative elektrode, og inden de nåede den negative elektrode (indlejret i den negative elektrode), stormede en anden lithiumion bagpå også, og to lithiumioner kolliderede sammen, ”styrtede” de og mistede deres aktivitet. Som et resultat mister batteriet en lithiumion. Over tid," død" lithiumioner hæber sig og danner lithiumdendriter. Mange nedbrydning af batterier er hovedsageligt forårsaget af lithiumdendritter, der punkterer separatoren for længe og forårsager en kortslutning inde i batteriet.

Inden vi forstår batterierne, skal vi først vide, at" batteripakke" og" strømbatteripakke" der ofte påstås på nuværende tidspunkt ikke er et enkelt batterihus, men er sammensat af flere batterier (enkeltceller), ledende rækker, samplingsenheder og Når nogle nødvendige strukturelle understøttelseskomponenter er integreret sammen for at danne et modul, kan de kaldes" ; batteripakker" eller" strømbatteripakker" ;. Selve battericellen (enkeltbatteri) har forskellige former, hovedsageligt opdelt i tre typer: firkantet hard shell-batteri, cylindrisk batteri og soft pack-batteri.

De fleste nye energibilselskaber elsker at bruge: firkantet batteri med hård skal

Det firkantede batteri med hård skal er uden tvivl den mest anvendte batteriform. Udover Tesla bruger mere end 90% af nye energikøretøjer denne batteriform. De almindelige indenlandske batterileverandører repræsenteret af Ningde-æraen tager også rektangulære hard-shell-batterier som deres vigtigste R GG-forstærker; D produkter. Dette er også en af ​​fordelene ved firkantede hard-shell-batterier: der er nok leverandører. For bilfirmaer betyder det også, at omkostningerne ved at købe batterier effektivt kan reduceres.

Derudover har det firkantede hard-shell-batteri i sig selv en højere pladsudnyttelsesgrad, så batteriets cellevolumen og kapacitet er også markant bedre end andre batteriformer, og batteriets energitæthed kan også gøres højere. Ved at tage NCM 811 -batteriet fra Ningde-tiden som et eksempel, efter at PACK kan opnås, overstiger den samlede energitæthed for batteripakken 180 Wh / kg. Samtidigt. Større cellevolumen og kapacitet betyder, at antallet af PACK-grupper falder, hvilket også betyder, at kravene til BMS-batteristyringssystemet reduceres.

Men ulempen ved det firkantede hard-shell-batteri er, at inden PACK-enheden samles, har selve batteriet brug for en separat ydre hård beskyttelseskappe, hvilket betyder, at batteriets samlede vægt er steget markant. Samtidig betyder højere rumudnyttelse også øgede krav til kølesystemlayout, hvilket yderligere vil øge designomkostningerne for batteripakken.

Selvom de nuværende batterihus begynder at bruge lettere aluminiumsmaterialer og smartere køling, findes disse to dele af hardware stadig i det væsentlige. Derfor er styring af batteriets samlede vægt blevet det største problem i øjeblikket.

For at løse dette problem lancerede Ningde Times sin seneste CTP stærkt integrerede strømbatteriudviklingsplatform, idet batteriet PACK-grupperingskoblingen fjernes og integreres battericellerne direkte i batteripakken. Sammenlignet med traditionelle batteripakker øges volumenudnyttelsesgraden for CTP-batteripakker med 15% -20%, antallet af batteripakedele reduceres med 40%, og batteripakkenes energitetthed øges fra 180 Wh / kg til mere end 200 Wh / kg, hvilket bliver en firkantet hård skal Den bedste løsning til batteriet på dette tidspunkt.

Tesla' s" elsker" ;: cylindrisk batteri

Cylindriske batterier har altid været Tesla' s eneste valg, men Tesla' valg af cylindriske batterier er også på en måde en slags hjælpeløshed. Faktisk er cylindriske batterier meget brugt. Så tidligt som 1992 er 18650 cylindriske batterier blevet brugt i vid udstrækning i elektroniske produkter. 18650 repræsenterer batteriets model," 18 " repræsenterer batteriets diameter," 65 " repræsenterer batteriets højde, og" 0" repræsenterer det cylindriske batteri. På samme måde forstås det 21700 batteri, der bruges af Tesla nu.

Den tekniske modenhed for 18650 batteri er meget høj, og på grund af dets egne strukturelle egenskaber og standardisering vil automatiseringsniveauet for produktion af cylindrisk batteri være højere. Samtidig kan store udenlandske producenter som Samsung og Panasonic også opretholde udbyttesatsen over 98%, og indenlandske batteriproducenter kan dybest set opnå mere end 90%. Derfor er Tesla' valg af 18650 i det indledende trin også et valg for neutralisering baseret på ovenstående grunde.

Fordelen ved selve det cylindriske batteri er, at energitætheden for den enkelte celle er højere end den for det firkantede hard shell-batteri. På nuværende tidspunkt har det seneste 21700 batteri, der blev brugt i Tesla Model 3 , øget energitætheden til en enkelt celle til 300 Wh / kg, hvilket også er en anden batteri, som er et niveau, der ikke kan nås inden for en bestemt periode.

På samme tid har det cylindriske batteri fremragende cyklusydelse, kan hurtigt oplades og aflades, har høj opladningseffektivitet og har større udgangseffekt. Eftersom batteriteknologien desuden er mere moden, er batterikonsistensen høj, og den samlede stabilitet af batteripakken, efter at PACK er grupperet, er også bedre. Eftersom battericelleenergien endvidere er lille, er det lettere at kontrollere i tilfælde af en fejl. Dette har naturligvis højere krav til BMS-systemet.

Dog har det cylindriske batteri i sig selv en mindre størrelse, som kun er lidt større end det nr. 5 -batteri, vi bruger dagligt, så 18650 -batteriet i sig selv har en mindre enkeltcellekapacitet. For at imødekomme det højere strømforbrug hos elektriske køretøjer kan det kun kompenseres ved at øge antallet. For eksempel var batteripakken fra Teslas tidligere modeller sammensat af mere end 7, 000 18650 batterier, og et mere kraftfuldt BMS-system var nødvendigt for at kontrollere et så stort antal batterier. Dette er en af ​​grundene til, at kun Teslas har brugt cylindriske batterier i lang tid. .

For det andet er selve det cylindriske batteri et cylindrisk legeme, og rumudnyttelsesgraden er åbenlyst underordnet den for det firkantede hard-shell-batteri. Men heldigvis kan et kølesystem anbringes i afstanden mellem de cylindriske batterier, hvilket også er en velsignelse på grund af katastrofe.

GG quot; Forstørret version" af mobiltelefonbatterier: soft pack-batterier

Softpack-batteriet kan siges at være den mindste batteriform, der i øjeblikket bruges i elektriske køretøjer, men vi er ikke nye til det. De fleste af batterierne i mobiltelefoner omkring os er softpack-batterier.

Den største forskel mellem softpack-batteriet og de to andre batteriformer er, at skallen er lavet af aluminium-plastfolie. Sammenlignet med de to andre er selve batteriet lettere. På samme kapacitet er vægten af ​​soft-pack-batteriet 20% lettere, og kapaciteten er 50% højere end den for det rektangulære hard-shell-batteri. Derfor er soft-pack-batteriets teoretiske energitetthet højere end kvadratbatteriets og det cylindriske batteris

Derudover er en anden stor fordel ved softpack-batterier, at rigdommen ved modultilpasning er højere, fantasirummet i form af batteriet er større, og kravene til placering af plads og placering er lavere. Dette har også bedt mange hybridmodeller om at vælge softpakken PACK som et strømbatteripakke.

Materialet i softpack-batteriet er dog en blød aluminiumsplastfilm, og selvbeskyttelsen af ​​batterikroppen er dårlig, så softpack-batteriet har brug for en hårdere beskyttelsesetui efter PACK-gruppen. Derudover er opstillingen af ​​soft-pack-batterier for det meste laminering, et stykke soft-pack-batterier er stablet lodret, så layoutet på batteriets termiske styringssystem skal tilføje et lag af køle finner mellem hver to batterier. Dette design øger ikke kun batteriets samlede vægt, men har også højere krav til designlayoutet.

For det andet er den aktuelle løbetid for fremstillingsprocessen for softpack-batterier relativt lav, og de vigtigste teknologier er i hænderne på japanske og koreanske batteriselskaber. På samme tid førte tilgængeligheden af ​​soft pack-batterier også til et fald i batteriproduktionsstandarder og konsistens. Derudover har rene elektriske køretøjer lavere krav til batteriets form, og efterspørgslen efter tilpasning er ikke stor, så softpakningsbatteriet ikke har været i stand til at cirkulere i stor skala.

Vigtigere er det, at produktionsteknologien af ​​aluminium-plastfilmskaller, der kræves til softpack-batterier, er kompliceret, og den er stort set helt afhængig af import på nuværende tidspunkt. Derfor har de højere købsomkostninger også ført til, at indenlandske elbilproducenter stort set ikke har valgt softpack-batterier. Naturligvis undtagen den fremtidige K 50.

Fremtidens strømbatterier har stadig en lang vej at gå

Selvom de tre batterityper har deres egne fordele og ulemper, for så vidt angår det nuværende nye energimarked, kan batteriteknologi stadig ikke opfylde forbrugerne' efterspørgsel efter batterilevetid. Selvom krydstogtsområdet for rene elektriske køretøjer er begyndt at udvikle sig til" gruppe" på 600 km på dette tidspunkt er teknologien til ternære lithiumbatterier trådt ud af flaskehalsperioden. På samme tid er der stadig mange mangler i opladningshastigheden og opstillingen af ​​opladerne.

Derfor kræver den videre udvikling af nye energikøretøjer, især elektriske køretøjer, ikke kun åbenlyse gennembrud i batteriteknologi, men også mere omfattende konstruktion af understøttelsesfaciliteter.