该如何评价新能源汽车的电池性能和安全性?
该如何评价新能源汽车电池的性能和安全性?这个问题太大,我们认为应该从两个层次进行分析:
1、单体电池
2、电池系统
一、新能源汽车电池是一个系统工程
影响电池性能和安全性的不仅仅是电池材料,还与电池组、动力系统、整车等有关。
这就好比你去一家餐馆点了份宫保鸡丁,马上回来提问,如何评价宫保鸡丁中鸡肉的味道?我只能勉为其难地说:“这份宫保鸡丁味道还行”。
如果把电池系统比喻为宫保鸡丁这道菜,电池就相当于菜中的鸡肉。在评价的时候应该评价这道菜的口味怎么样,而不是鸡肉新鲜不新鲜,单个原材料是很难决定一道菜的品质。
电池在整车里面工作,会牵涉到如电池管理系统(BMS)、负责电池系统的团队、整车开发之间的匹配和协调。
举个例子
特斯拉的电池在新能源车领域一直处于领先水平,不仅单体容量小,而且成熟、稳定、一致性高。
除了电池的优异性,特斯拉的电池管理系统(BMS)也相当不错。
据说Model S的电池组由7000+节的电池组成,其BMS可以提供精确的电池健康状态预估技术、诊断预警技术、电池平衡管理技术。
由于BMS的不同,即使其他纯电动汽车电池容量相同,在续航、电池寿命、充电时间等方面的表现也不如特斯拉。
二、电池的多维度性能平衡
如果你的电池系统已经非常成熟,各个部门之间协调度高,这时候就需要从各大电池供应商采购符合整车要求的电池。
厂家一般会综合的把各个参数绘制成蜘蛛图,然后根据实际的情况来选择:
大家玩NBA2K的时候,也会根据比赛的实际情况和球员的特点安排上场。
比如场上比分焦灼,球队陷入了进攻停滞,这时候需要一个投射能力强,可以带动全队的球员,通过下图可以分析,斯蒂芬·库里在场均得分、助攻和抢断方面则优于小乔丹,所以,如果你是教练,这时候应该换上库里了。
那上一个仅仅是得分超强的球员呢,后果可能是防守端败下阵来。
选电池和选球员时一个道理,没必要为了其中的一个续航性能而增加电池数量或者加大能量密度。
因为一是制造出来的车价格非常贵,老百姓买不起,二是在安全方面也很难把控。只要在特定的场景下选择合适的电池即可。
对电池的参数,我们简单解释下:
1、能量密度
电池的能量密度,指单位重量或者单位体积内包含的能量。这个指标是越大越好,毕竟浓缩的都是精华嘛。当然,这是理想状态,实际上,能量密度会受制于各种因素。
比如随着能量密度的提高,电池的安全性和安全冗余边界将会受到限制,这时候对于车辆而言,需要做更多的工作。
2、充放电倍率
是指电池以多快的速度储存电能,又以多快的速度释放电能。
同样的一桶水泼在头上,轻轻地倒和猛烈地倒,爽的程度是不一样的。
充放电倍率指标在新能源车的日常使用中,也显得尤为重要。
特斯拉Roadster 2,据说在电机没有大幅度性能提升的同时,用牺牲车内空间的方式,塞入了200kwh的电池,打造出了一台性能怪兽。当时还有人质疑,为什么会采用这么大的电池?
其实特斯拉不是为了续航,而是放电。2.1s破百,10000N·m扭矩,与高放电倍率是分不开的。
3、电池寿命
寿命,是动力电池应用在汽车上最为关键性指标之一。对于普通家庭用车来说,目前市面上动力电池的寿命都远远超过了消费者实际的使用习惯,因此对于寿命问题,消费者可以完全放心。
4、高低温性能
包括低温性能和高温性能,我们一般表征电池的工作温度,而工作温度与电池的功率输出却有直接关系。
比如我们要设计一辆电动除雪车,这车面向俄罗斯,中国东北,日本北海道市场,那么选择电池时就对低温性能格外关注,而高温性能可以适当舍弃。
5、安全性
曾经某品牌手机电池起火爆炸事件,将锂离子电池的安全性问题推到了风口浪尖,这个问题也是消费者最直观,最关心的。
动力电池的安全性要从电池和系统两个层次进行分析。电池材料安全,并不代表造出来的车就是安全。
除了电池最基本的电化学体系以及电极、电芯结构、设计之外,还与电池管理系统、工作温度范围、新能源汽车的合理使用条件等有关。