對主機廠家工程師而言,燃油汽車上是一個油箱,它是一個液體容積。但是看到電動汽車上是一個又一個動力電池包,打開電池包里面,有許多數(shù)不清的一節(jié)一節(jié)的電池。動力電池開始把一節(jié)電池,叫做單體、把一組并聯(lián)起來叫做模組,把模組串聯(lián)起來,叫電池包,把電池包串聯(lián)起來叫做電池系統(tǒng)。干電池一節(jié)只能做1.5V,人們要3V的電源,是2節(jié)干電池串聯(lián)。單節(jié)的容量也不能做很到,人們要容量很大的電源,要將單個電池并聯(lián)起來。
眾所周知,“木桶效應(yīng)”意味著水桶裝水的能力取決于低的那塊木板,串聯(lián)在一起的電芯們也是這樣的,由于是串聯(lián),所以各個電芯之間進行的電荷轉(zhuǎn)移是一致的,那么當一個電芯的充電上限降低了,或者放電下限上升了,都會影響整個電池組的儲電能力。
動力電池作為電動汽車的三大件(電池、電機、電控)之一,是整個車輛系統(tǒng)的動力來源,一直以來被視為電動汽車發(fā)展的標志性技術(shù),其性能好壞直接關(guān)系到車輛續(xù)航里程的長短,重要性不言而喻。
關(guān)于汽車電池的選擇,我們來看看蓄電池。作為汽車的啟動電源,絕大部分汽車蓄電池都是鉛酸電池,其正極為二氧化鉛(PbO2),負極為純鉛,電解質(zhì)為硫酸水溶液。對于蓄電池為什么會選擇鉛酸,而不是用逐漸成主流的鋰電池替代?原因有很多,包括技術(shù)成本、安全程度及電池壽命,但主要的還是鉛酸電池的低溫性能,相比于鋰電池,鉛酸電池的低溫性能更佳,在低溫下鋰離子電池的放電性能是處于衰減性遞減的,零下10度就會迅速沒電,對應(yīng)的是鉛酸電池零下50度都能正常發(fā)動汽車。
電動汽車的動力電池實際上是一個統(tǒng)稱,包含電芯、模組以及電池包三個層級。 電芯(Cell),可以充放電的鋰離子電池基本單位,包含了正負極、隔膜及電解液,是電池氧化還原反應(yīng)的進行空間。根據(jù)電芯封裝形式不同,可以分為圓柱電芯、方形電芯及軟包電芯。 模組(Module),為了保護電芯免于受到外部熱、振動等沖擊,將一定數(shù)量的電芯連接在一起,放在一個框架中組成電池的組件。 電池包(Pack),是裝入電動汽車中電池的終形態(tài),在模組的基礎(chǔ)上裝配電池管理系統(tǒng)(BMS)、電池冷卻系統(tǒng)、線束、支架等零部件。
18650電池具有成熟的配套產(chǎn)業(yè)鏈,成本低廉,是一種理想的鋰離子電池,在消費電子領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但18650電池容量較小,在動力電池領(lǐng)域應(yīng)用時,往往需要上萬只單體電池組合成為電池組,導(dǎo)致電池組的管理難度大幅上升。