電動車的動力電池 和我的iPhone X有啥區(qū)別
雪佛蘭Volt水冷式動力電池,散熱效果比直接拿嘴吹(風冷)好得多,也是目前主流的散熱方案
以雪佛蘭2016年推出的Volt插電混動版車型為例,水冷板起到的作用和用嘴吹iPhone背面是一樣的。只不過,這其中有一個效率的問題。
還有一種比較笨的辦法是直接用嘴吹——也就是自然風冷
目前,動力電池主流的散熱系統(tǒng)共分為兩大技術流派,一種是前面介紹過的液冷結構,一種是借助風扇和自然撞風降溫的風冷結構。當然,還有一些“撈偏門”的冷卻方案,比如寶馬不久前退市的530Le插電式混動轎車就將空調(diào)的制冷系統(tǒng)引入了動力電池之中,這樣一來既精簡了汽車上的配件冗余,又節(jié)省了成本、降低了整備質(zhì)量。不然,采用水冷方案的話,電池包附近還要多出來一個水泵和一個散熱器。
液冷效率高,但一旦泄露整個電池組都有損壞的危險;而風冷成本低,在電池容量不大(換句話說就是續(xù)航里程不多),電機功率也不大(換句話說就是沒什么動力需求),駕駛習慣不激烈(說白了就是純家用)的情況下,風冷能有效地把售價拉下來,更親民一些。
三、電池壽命:電動車10年左右 手機2年上下
電池壽命是購買新能源車,尤其是純電動車型的朋友們心里最繞不過去的疙瘩之一。畢竟和iPhone一樣,汽車上的動力電池組也是有壽命的。
一般,我們以儲電性能衰減到80%為基準,判斷一塊電池有無繼續(xù)使用下去的必要。
妥善充電的iPhone X電池可在500次循環(huán)后仍保持原始電池容量的80%,按照一天一充來算,能用2年左右,2年以后要么換手機,要么換電池,符合“奸商”們的賺錢需求。而如寧德時代等一線大廠出品的電芯則能達到4000-5000次的循環(huán)壽命。
5000次是一個什么概念?假如你每天都恰好把電用光再把電充滿,日復一日不叫苦叫累的話,電池組的壽命可達10年以上,怪不得北汽可以給出8年或15萬公里質(zhì)保的時候一點兒都不帶慫的。
如果說電動車的動力電池組是姚明,那么手機用的電池則差了無數(shù)個郭敬明的距離。
光是以上三點,就足以說明手機電池和汽車動力電池組完完全全是兩個數(shù)量級的產(chǎn)品。無論是千倍級的儲電能力,還是大到必須強制散熱的發(fā)熱能力,亦或是對使用壽命和衰減速度的嚴苛要求,都決定了汽車用動力電池在iPhone X面前是神一樣的存在。
然而,手機電池和汽車動力電池最大的差距還不止是上述三點那么簡單,事實上手機電池的作用僅僅相當于汽車動力電池中的一個單體電芯,是組成動力電池組最小的一份子。
汽車的動力電池組其實就是一套有序安放數(shù)千個單體電芯,并且保證其安全運行的豐巢式公寓。汽車動力電池不僅要令每一個單體電芯都處在最佳工作狀態(tài),還要協(xié)調(diào)它們之間的充放電關系和體質(zhì),這樣才能最大程度的延長整個電池組的壽命,發(fā)揮循環(huán)充電的作用。
如此一來,電池組的體積就成為了一個不得不面對的問題,其也帶來了以下兩點主要的差異:
一、單體電芯:電動車往往“集團軍”作戰(zhàn),而手機喜歡單打獨斗
大多數(shù)手機的電池都只有一個電芯,就算多,最多也不超過兩個,畢竟手機的大小有限,每一個電芯我們稱之為一個Cell。如果你外掛了與手機殼一體的備用電芯,那當我什么都沒說。
由于都是鋰電池,所以iPhone X電池的電壓和汽車動力電池單個電芯的電壓基本是一致的,都在3.7V左右,滿電狀態(tài)下可達到4.2V,但這么低的電壓是無法用來驅動電機的啊,就算可以驅動,那么想必電機輸出的馬力也不會太大,你總不想滿大街的電動車都慢得像自行車一樣吧。
串并聯(lián)是實現(xiàn)“人多力量大”的必經(jīng)之路
要想讓電機發(fā)揮威力,我們必須將整個電池組的輸出電壓提上來,最好的辦法就是初中物理課本上教會我們的串并聯(lián)。
一般來說,汽車動力電池的輸出電壓在450V以內(nèi),那就是約110個Cell串聯(lián)起來才能形成的電壓,但是這么多個Cell總不能像我們初中時學過的簡單串聯(lián)連接在一起吧,否則光用來連接它們的導線就能能繞地球一圈了。
于是,就有了模組(Module)這個概念。就像組長、班長、小隊長一樣,每12個或14個Cell被編為一個Module,然后每個Module都肩負著充放電、并及時向上級領導匯報工作的任務,人多力量大。那么所有的Module都要向誰匯報工作呢?
BMS電池管理系統(tǒng)
所有Module的頭兒叫BMS電池管理系統(tǒng)(Battery Management System),其實在實際的量產(chǎn)車中BMS可不像上面圖中幾個小盒子那么簡單,而是“下設了一系列辦公機構”分工協(xié)作,每個辦公機構都有自己的職責范圍——他們不僅要照顧好每一個Module都健健康康地吃喝拉撒,還要負責協(xié)調(diào)表現(xiàn)好的Module(性能正常)和表現(xiàn)不好(出現(xiàn)過放、過充或損壞等問題)的Module的關系,以免出現(xiàn)木桶效應。
木桶效應大家應該都知道,咱們就不啰嗦了。串并聯(lián)連起的Cell就像上圖中的木桶一樣,如果某一個Cell的性能下降了,那就會影響整個電池組的儲電和放電性能。BMS電池管理系統(tǒng)最大的用處便是解決這一問題,順便說一句,動力電池的木桶效應也是目前國內(nèi)外一線電池大廠最難克服、也最急需克服的核心問題。
如果一個Cell出現(xiàn)了問題,那么BMS一般將通過主動平衡或被動平衡兩種辦法來平衡不同Cell之間的性能,目的是讓性能優(yōu)秀的電芯多充電或多放電來彌補出問題電芯的缺口,以實現(xiàn)整體性能的最大化。但如果某一個Cell天生體質(zhì)太差,那么也將無濟于事了。
二、電池的工作環(huán)境:電動車比手機惡劣得多,但也矯情得多
一到冬天,無論是哪家品牌的車在續(xù)航里程上都會多多少少的出現(xiàn)明顯的衰減。說明什么?汽車動力電池對于工作環(huán)境,尤其是溫度的要求十分苛刻(防水倒還在其次)。
與iPhone X -20°到60°的工作溫度相比,純電動汽車最適宜的工作環(huán)境只有0-30°的范圍內(nèi),過熱過冷都不行。
別克Velite6動力電池組內(nèi)部的加熱器
過熱的話,我們可以拿水泡(水冷)、用嘴吹(風冷),而太冷的話就只能靠電池組內(nèi)部的加熱器來讓電池盡快暖和起來了。
所以說,汽車的動力電池是需要一個理想的環(huán)境才能發(fā)揮最大性能的,而不是像手機那樣,用個一兩年就該換了。介紹完這些,你大概就能明白iPhone X的電池和汽車的動力電池組差得有多大了吧!
總結
一個是讓你痛痛快快用兩年就換下一個,還買這個牌子;另一個是讓你痛痛快快用很久,然后給孩子買這個牌子。

責任編輯:繼電保護
-
權威發(fā)布 | 新能源汽車產(chǎn)業(yè)頂層設計落地:鼓勵“光儲充放”,有序推進氫燃料供給體系建設
2020-11-03新能源,汽車,產(chǎn)業(yè),設計 -
中國自主研制的“人造太陽”重力支撐設備正式啟運
2020-09-14核聚變,ITER,核電 -
探索 | 既耗能又可供能的數(shù)據(jù)中心 打造融合型綜合能源系統(tǒng)
2020-06-16綜合能源服務,新能源消納,能源互聯(lián)網(wǎng)
-
新基建助推 數(shù)據(jù)中心建設將迎爆發(fā)期
2020-06-16數(shù)據(jù)中心,能源互聯(lián)網(wǎng),電力新基建 -
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設下看電網(wǎng)企業(yè)數(shù)據(jù)變現(xiàn)之路
2019-11-12泛在電力物聯(lián)網(wǎng) -
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設典型實踐案例
2019-10-15泛在電力物聯(lián)網(wǎng)案例
-
新基建之充電樁“火”了 想進這個行業(yè)要“心里有底”
2020-06-16充電樁,充電基礎設施,電力新基建 -
燃料電池汽車駛入尋常百姓家還要多久?
-
備戰(zhàn)全面電動化 多部委及央企“定調(diào)”充電樁配套節(jié)奏
-
權威發(fā)布 | 新能源汽車產(chǎn)業(yè)頂層設計落地:鼓勵“光儲充放”,有序推進氫燃料供給體系建設
2020-11-03新能源,汽車,產(chǎn)業(yè),設計 -
中國自主研制的“人造太陽”重力支撐設備正式啟運
2020-09-14核聚變,ITER,核電 -
能源革命和電改政策紅利將長期助力儲能行業(yè)發(fā)展
-
探索 | 既耗能又可供能的數(shù)據(jù)中心 打造融合型綜合能源系統(tǒng)
2020-06-16綜合能源服務,新能源消納,能源互聯(lián)網(wǎng) -
5G新基建助力智能電網(wǎng)發(fā)展
2020-06-125G,智能電網(wǎng),配電網(wǎng) -
從智能電網(wǎng)到智能城市