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电动汽车三元锂/磷酸铁锂电池设计分析(图)

2014-08-25 10:12
人在旅途20
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  电动汽车的电池当前有2个主流设计。一种是以特斯拉车为代表的,采用三元锂电池+高智商的电池管理系统,充分发挥三元锂电能量密度大的优势;一种是很多车为代表的,采用磷酸铁锂电池+相对简单的电池管理系统,充分利用磷酸铁锂电池耐操的优势。

  哪一种更好呢?

  笔者认为适合电动车的电池应该拥有以下特征:安全、充放电电流大、容量衰减慢、能量密度大

  这两类电池在这四项上大致可以用这样的分数来评价

电动汽车三元锂/磷酸铁锂电池设计分析(图)

  用高智商的电源管理系统弥补三元锂电池的不足

  1、弥补充放电电流不足

  特斯拉使用的是NCR18650A型电池,典型容量3070mAH,松下还有一款典型容量3350mAH的NCR18650B,不过并没有放出Datasheet,仅从特斯拉使用的NCR18650A看,2C的放电(1C的放电电流指的是1小时内把这个容量的电池从满放空的电流,比如NCR18650A的1C放电就是3350mA)还可以放出超过3100mAH以上的电量来,再高就不得而知了。

电动汽车三元锂/磷酸铁锂电池设计分析(图)

  不同电流下放电结果,2C下放电居然效果最好

  据说松下明年会推出4000mAH容量的18650电芯,据说大电流下性能没有什么改进。把容量做大后对应电池组的1C电流就相对提升了,凭借三元材料的高能量密度(可超过200WH/Kg),电池组的2C放电电流已经能够满足跑车的电动机了。举例来说,特斯拉高配的85KWH电池,从实测数据看,短时的3C放电应该也问题不大,那就是对应342马力,很客观了。

  2、弥补容量衰减快的不足

  可以看到特斯拉汽车用的电池在同样充放电电流下,每次从0%-100%循环,900次后容量已经衰减到55%,如果每次从0%-50%的话即便3000次循环容量依然可以保持70%。电池管理系统尽量让电池维持低的应力,在0%-50%或者25%-75%这样的循环中工作,所以最终能保证行驶30万公里没有明显续航衰减。

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