【大纪元2025年03月05日讯】(大纪元记者玉山编译报导)(续上周)两种类型的锂离子电池
第一种在北美和欧洲最为常见,采用镍、锰、钴(NMC)或镍、锰、钴和铝(NMCA)的混合物。这些电池具有更高的能量密度(每重量能量或每体积能量),但在剧烈短路或严重撞击期间也更容易氧化(着火)。电池制造商和电池工程师在制造过程中以及汽车使用寿命期间花费大量时间监控电池和模组,以限制氧化的可能性。
第二种电池在中国的应用更为广泛,称为磷酸铁锂,简称LFP。(尽管在元素周期表中Fe是铁的符号,而F实际上是氟。)磷酸铁电池的能量密度明显较低,因此需要更大的电池来提供与NMC电池相同的能量(从而提供相同的行驶里程)。
然而,与此相抵消的是,LFP电池短路时不太可能氧化。LFP电池也不使用稀有且昂贵的金属。如今,铁和磷酸盐广泛用于各种工业用途,而且它们都不算稀有或资源受限。由于这些原因,LFP电池每度电的成本较低。
较低的成本使得特斯拉(以及最近的福特)在其基础型电动车中使用LFP电池,将价格更高、能耗更高的化学电池留给了更昂贵的车型。
至于另一个电池电极,即阳极,如今大多数都是由石墨制成的。
电动汽车电池软体
与单电池不同,电动车电池需要大量软体来监视和管理。汽车制造商对其电动车的电池组件提供保修,通常保固期约为十年或使用里程高达150,000英里。
所有电动车电池随着时间的推移都会损失一些充电容量。由于可用数据有限,很难深入了解这些损失的具体原因。一般来说,行驶10万英里之后,续航里程的损失可能在10%到20%之间。换句话说,原本能够行驶300英里的电动车在其生命周期的这个阶段仍然可以实现240到270英里的续航里程。
为了确保这一点,电池模组和电池组本身配备了大量感测器,以监控每个组件提供的电力(理想情况下,所有电池和模组的电力相同)以及电池组的热量。一套被称为电池管理系统(BMS)的软体会密切注意这些资讯。
电池易受温度变化的影响,在华氏70度左右时性能最佳。如果电动车的电池组出现过热迹象,大多数现代HEV、PHEV和BEV电池的BMS都会在电池组中循环冷却剂以散热并使温度更接近理想工作条件。
在极寒天气下,电池提供的电量会减少。如果电动车车主对车辆进行预先调节,那么其控制软体和BMS可能会使用电网能量(如果已插入)或电池本身的部分能量来预热电池组。预先调整可使电动车电池在驾驶员启动时立即提供特定的功率等级。
电动车新电池技术
电池技术一直在不断发展。尽管当今的电动车绝大多数使用锂离子电池组,但未来的许多电池驱动汽车可能会使用不同化学成分的电池组。例如,使用固态电解质的固态电池是一种很有前景的替代方案,许多制造商都在投资这种电池。
与同类锂离子电池相比,固态电池具有更高的能量密度,可提供更长的行驶里程。然而,由于工程师们正在努力降低生产固态电池的材料成本,这项突破性技术还有很长的路要走。同样,为了适应HEV、PHEV或BEV的数千次完全放电循环,这些电池的使用寿命也需要大幅提高。
无论如何,电池驱动汽车的未来是光明的。寻找新技术来提高电动车的效率和续航里程,并在未来几年大幅下降锂离子电池组的成本。◇
责任编辑:钟义云