广告
新能源车储能节能技术已经将矛头对准铅酸电池
近几年来，新能源汽车的浪潮席卷全球，一场电池取代燃油的革命正如火如荼，也成为中国汽车制造业弯道超车的绝佳契机。
在国家引导和市场推动下，我国新能源电动汽车产业进入快速发展期，“造车新势力”争相崛起，传统车企快速布局，我国电动汽车销售量和保有量不断增加。电动汽车的补贴政策对动力蓄电池能量密度、整车续驶里程与能量消耗量做了相关限定，提高车辆储能密度，提高车辆轻量化系数，提升车辆续驶里程对于新能源汽车企业而言非常重要。
1、锂离子蓄电池VS铅酸蓄电池
在各个应用领域，锂离子动力蓄电池都有替代铅酸电池的趋势，梯次利用的锂离子动力蓄电池通常流通到电动自行车、两轮电动车和低速物流车等领域。
从早期的电动汽车，到燃油车上普遍配置的铅酸启动电池（电瓶），电池始终是汽车上的重要部件。“整车无铅化”是电动汽车发展的新方向，比亚迪早就成为了全球首家搭载磷酸铁锂启动电池的企业，至今已成熟应用多年。
（1）锂电池&铅酸电池优劣势对比
锂电池优点：充放电特性好，寿命更长，更环保，更轻便，有利于整车灵活布置并降低整车能耗。
锂电池缺点：价格相对较高。
铅酸电池优点：结构简单、价格低廉、材料易于获得、适应性强等。
铅酸电池缺点：有较强的自动放电特性且寿命较短，导致长时间不使用就需要接电或更换电池；整车铅酸蓄电池重量一般在10公斤以上，不利于车辆轻量化，增加整车能耗；废弃过程中都会给环境带来污染和危害。
（2）经济价值
新能源汽车上通过改善低压系统及策略来降低整车能耗水平的空间极其有限，低压铅酸电池是否可以被锂离子替代？需要分析低压铅酸电池替换为高密度的锂离子电池的节能经济价值。
为提升电动汽车的续驶里程，对动力蓄电池的能量密度要求越来越高，车辆的轻量化也越来越重要。通过在新能源汽车上配置低压锂离子电池，可以使动力蓄电池输出端的能耗直接降低约0.6kw·h/100km，对续驶里程的提升意义重大。
2、低压锂离子蓄电池技术
20 世纪 70 年代，车用电气系统形成了目前较为普遍的12V 系统。
20 世纪 90 年代，美国曾试图主导新一次电气系统升级，推动 42V 系统的应用，但受限于当时的技术水平，升级以失败告终。
近年来，为提升电动汽车的续驶里程，对动力蓄电池的能量密度要求越来越高，车辆的轻量化也越来越重要。随着新能源汽车技术的发展，各种大功率电子器件不断集成，节能减排技术不断更新，出现了采用 48V 弱混合动力系统的汽车。
目前，主流的纯电动汽车低压系统依然沿用 12V 铅酸电池的方案。电动汽车的大功率用电器可从动力蓄电池中取电，而低压用电系统通常使用动力蓄电池经过 DC/DC 变换器转换后间接驱动。
3、低压锂离子蓄电池容量定设计
随着电动汽车的智能化发展，低压用电器将越来越多，中控大屏、收音机、手机充电器、智能机器人、各类雷达及线控系统等，均要消耗低压能量。纯电动汽车主要的低压用电器有仪表、水泵、车灯和控制与网关等，其中制动系统与冷却系统与环境和工况等相关，损耗较大且不确定性较强。
以某款纯申动汽车为例，各低压用电器功耗设计值见下表：
若采用NEDC工况平均损耗计算，以平均车速为 33km/h车辆每行驶 100km为例，低压用电系统损耗=低压用电系统平均耗电功率X车辆平均行驶车速。
4、锂离子电池替代铅酸电池优缺点分析
对于传统燃油车而言，低压电池起到低压系统备用电源的作用，车辆在起动以后，通常由发动机带动发电机提供低压电源。对于纯电动汽车而言，车辆起动后，通常由动力电源经过 DC/DC 变换器转换为低压用电器供电。
在新能源汽车上，低压锂离子蓄电池替代铅酸电池的优缺点是相对性的，以下是从使用寿命、能量密度、配电成本等维度分析锂离子电池替代铅酸电池的优缺点。
锂离子电池替代铅酸电池的优点：
提高车辆续驶里程；
提高整车储能密度；
降低每公里配电成本；
降低车辆行驶过程 DC/DC 变换器的损耗，提升储电效率。
锂离子电池替代铅酸电池的缺点：
寒冷或极端天气，锂离子电池低温特性不如铅酸电池；
低压电源从备用电源的切换为储能电源，经常处于充放电工作状态，需要增加电池管理系统；
需要根据具体的使用习惯配置电量。
综上所述，低压锂离子蓄电池替代铅酸电池的方案在理论上可行，而且成本上有优势，采用低压锂离子蓄电池替代铅酸电池作为备用电源的技术方案，可以提高电动汽车轻量化系数、增加车辆配电量、提升车辆续驶里程，具有较大的经济效益潜力。用磷酸铁锂启动电池替代传统铅酸启动电池还需要继续优化能源管理策略以及低压电池硬件设计，并将该方案在实车上验证。
广告
广告
编辑推荐
最新资讯
-
汽车智能座舱分级与综合评价白皮书
2024-11-23 14:25
-
厂商要多努力，才能让用户听起来毫不费力？
2024-11-22 17:10
-
TOP30！海克斯康入选2024福布斯中国数字科
2024-11-22 15:25
-
揭秘国产装备制造厂商的成功秘籍：好耐电子
2024-11-22 15:24
-
一文详解安全分析方法STPA：以自动紧急制动
2024-11-22 15:20
广告
广告
