去年全球范圍發布禁售燃油車時間表,讓人們意識到新能源車的時代就要來了,而純電動車、插電混動、燃料電池車等等,為什么短短幾年時間就成為未來的主旋律?一方面是全球戰略、政策等方面的支持,另一方面就是動力電池技術的不斷提升,更長的續航、更短的充電時間,直接關乎用戶的通勤需求,才讓新能源車來到我們身邊,將來還會取代傳統燃油車,與大家的日常出行密不可分。于是就有了人們所說的:“新能源車的發展,就是電池技術的發展。”

鉛酸電池
純電動汽車最早使用的是鉛酸電池,鉛及其氧化物制成作為電極材料,硫酸溶液作為電解液,這是現在大部分電動自行車的動力源,低成本是其最大的優勢。不過,因為鉛酸電池的能量密度低,從而帶來了體積大、容量小等問題,無法滿足一臺汽車對于自重的控制、驅動力的消耗,乃至每年超過1萬公里行程的使用壽命,所以無法大規模用于量產車上,最終被汽車廠商淘汰。

密封包裝的鉛酸電池組
鎳氫電池
鎳氫電池與我們的日常生活很近,從早期的隨聲聽到現在的充電牙刷等小型電器很常見,正極為鎳氫的化合物,負極為金屬氫化物,其能量密度、充放電次數相比鉛酸電池有不小的提升,并且電解液不可燃、安全性有保障,制造工藝成熟,比亞迪在造車之前就是全球第二大的鎳氫電池制造商。

鎳氫電池組
不過,因為鎳氫電池充電效率一般、有充電有記憶效應、工作電壓較低(無法使用高壓快充),并不適用于汽車的單一動力源,適合輔助發動機工作。這方面做得最好的要屬豐田,其混合動力系統采用阿特金森發動機+鎳氫電池組,阿特金森發動機本身具備中間轉速區間高效的優勢,卻也有著低轉速和高轉速疲軟的問題,而鎳氫電池正好能夠解決起步與高速動力不足的一大助力。


而從鋰電池廣泛引用之后,鎳氫電池在汽車上也有被完全取代的趨勢,如豐田新一代混動系統就采用了更高效的發動機+鋰電池組合。相比鋰電池,鎳氫電池的容量、循環充電的壽命以及環保角度都不占優勢,成本的優勢也在鋰電池大力發展之下被弱化了,這正是鎳氫電池逐漸退出汽車領域的原因所在。
鋰電池
鋰電池正是現階段新能源車的主流選擇,鋰的化合物(錳酸鋰,磷酸鐵鋰等)作為電極材料,石墨作為負極材料,其優勢在于能量密度高、體積小、重量輕、充電效率高。決定鋰電池類型或者說性能的主要因素,在于電池兩極的材料,其中正極的材料是現階段的關鍵,如主流的磷酸鐵鋰、三元材料中的鈷酸鋰、鎳鈷錳等,在容量、成本、低溫充放電、安全性等多個維度上存在差異。

通用集團鋰電池組
不過無論任何類型,所有鋰電池組都會面臨低溫這個“天敵”。不同鋰電池類型的最佳工作溫度雖然有一定差異,但低于最佳區間之后伴隨而來的鋰離子的活性降低,對于續航里程的影響比較大,這在我們此前的測試中也有所體現:搭載鋰電池組的電動車,北方冬季實際使用中的續航,普遍只能達到理論續航的60%多,最多也就70%左右。

騰勢EV400極限里程測試結果
低溫的負面影響從電池本身不太好解決,于是眾多汽車廠商想辦法給電池組加溫,增加單獨針對動力電池的控溫系統,采用這種做法的大部分品牌車型都有一定緩解作用,但實際效果還算不上出色的解決問題,因為有一些電動車控溫系統的耗電量,比低溫的損失還要大。

帝豪EV450搭載2.0版的ITCS電池智能溫控管理系統


