社会焦点

汽车发展至今,在能源上经历了怎样的三生三世?(3)

字号+ 作者: 来源: 2017-05-17

所以这么算来,锂电其实在电化学领域是个年轻人,属于“80后“,但是实际上,锂电工作的原理仍然没有摆脱电化学最为经典的理论体系。虽然近来似乎有些新技术,但是总体来说现在电化学学科其本的原理一直没有变过,

  所以这么算来,锂电其实在电化学领域是个年轻人,属于“80后“,但是实际上,锂电工作的原理仍然没有摆脱电化学最为经典的理论体系。虽然近来似乎有些新技术,但是总体来说现在电化学学科其本的原理一直没有变过,这可能也是电池技术进步速度不是那么快的一个原因吧。

  锂电池始于LICO2-C的体系——对的,大家现在手机里用的仍是这种电池,只不过是经过优化综合性能更好了。然后经过努力,磷酸铁锂正极、锰酸锂正极、三元材料正极、钛酸锂负极,以及其它更偏科研导向的材料(此处略)陆续被推出,锂电池的性能也不断走高。

  锂电池受到重视的一个关键原因就在于其工作电压高(3.7V上下),相应的也就带来了较高的能量密度,以及相比于低电压电池更少的用量以及成组上的简便性。(其它电池各种1~2V电压,心累……)而且其有多个反应体系,有反应速率快的,也有能量密度高的……反正可以搭配出几条技术路线,各有优劣(当然也各有扯皮……)而锂电池近年来快速发展,尤其是在纯电动汽车领域里独霸的主要原因自然还是在于能量密度高,高于其它大多种类的二次电池。

  当然了,我们对于锂电池寄予厚望,尤其是在能量密度提升方面——追求续航,此时三元材料可能是现阶段比较好的出路。而功率方面锂电池经过材料选择与优化,结构设计,也是可以达到不错性能的,但是注意:盲目追求快充是不可取的。

  (参考:光说几分钟充满,其它性能都不说的快充技术,都是耍流氓 - 知乎专栏。)但是目前锂电池也有几个问题:能量密度提升速度落后于预期,成本下降速度落后于预期,安全方面也不能让我们满意,MODEL X 还刚刚烧了一辆。不过话说回来——锂电不行,其它电池综合性能更差——所以还是加大研发投入力度,多一点理性来发展电动汽车行业吧。

  C)说说锂电技术支撑的几种车型

  主要是插电混动(PHEV),增程式( EREV ),纯电动(EV)。

  ——插电混动(PHEV) 插电混动就是带上电池,还可以给电池充电,油电可以混动的车型啦。比起普通混动HEV,它电池带的更多,比纯电动EV,它可以烧油。

  虽然之前很多企业都有过对于插混汽车的研发,有过不少原型车(比如装了一堆铅酸的PRIUS+),但是世界上第一款大量生产的插电混动是BYD在2008年推出的F3DM(纯电里程60KM,总里程480KM),而GM的大名鼎鼎的BOLT是在2010开始生产的,看来这方面中国人还是走在了世界的前面呢………

  汽车发展至今,在能源上经历了怎样的三生三世?

  在接下来的几年里,各种PHEV车型都涌现,主要有三菱的PHEV欧蓝德,PHEV版普锐斯(普通版多加电池……),当然了还有BYD的秦,唐。在之前几年,全球范围PHEV的销量一直是高于纯电动EV的。截止到2016年低,全球PHEV保有量已经达到了80万量。但是这几年纯电动EV的增势也很猛,大有超越之势。

  至于未来的发展,我觉得一要看电池技术的进步,二要看政策支持的情况咯(北京不上插混牌,上海上牌,造 成的区别就可见一斑啦)

  ——增程式( EREV )

  增程式电动车也要烧油,但是它烧燃料是用来带动发电机来给电池充电的,而不是利用其直接带动内燃机来驱动汽车,因此“增程”也就是利用“烧油”来为电池电动机补充电量。增程式电动车的电池装载量一般也不少,与PHEV差不太多(有几十KM的纯电续航)——相应的,也需要能够给这些电池直接从电网充电,因此这些能充电的EREV也是PHEV。 此外还要补充一点,就是用燃料电池来提供增程电力的车,实际上也可以算作EREV。

  EREV需要电池能够支持足够的功率和续航里程,因此对其性能要求也比较高,这一点上仍然和PHEV很像。因此目前也只有锂电技术相对更为适合。而对于磷酸铁锂和三元来说,其实在这个场合,能量密度要求不算特别高,磷酸铁锂劣势并不大,不像纯电动里面我们必须努力追求最高的续航。

  EREV主要有两款有影响力的车: 通用的VOLT以及BMW的I3。VOLT的概念车于2007年北美国际汽车展上推出,在2011年开始在美国出售,并在15年已经有了第一次升级改款,燃油经济性非常不错。而BMW的I3名气就更大,在中国也比较多一些(我们学校里就能看见)。I3来自于BMW的 I 计划(始于2011年), 主要是为了建造一条新的插电混动的产品线。I3本来是纯 电动(有60AH/90AH的锂电),续航大概是160KM,但是可以通过追加增程式发电机来为增加里程,可以达到300KM左右的续航。在2015年11月,I3的非增程版当时位列全球纯电动销量第三。而16年7月时,全球I3销量已经达到了50000量,是一个非常可观的数目。

  说句题外话,I3是宝马近几年来车型中少有的比较有个性的一款(我喜欢这车的设计,哈哈,纯主观感受。)

  汽车发展至今,在能源上经历了怎样的三生三世?

  ——纯电动(EV)

  EV完全不依靠传统的内燃机,就靠电池+电机来驱动汽车,因此这对于汽车设计,能量供应都提出了很高的挑战。因为电池能量密度总是不够高,因此饱受里程焦虑困扰的EV都把轻量化-电池高能量密度化做为核心发展方向。

  因此锂电在EV里接近一统天下就不足为奇啦,而三元最火也就很好理解了。

  现代的电动汽车的真正重新兴旺始于1990年代,那时美国加州制定了很多关于排放的政策,其中比较有名的一项就是追求 ZERO EMISSION VEHICLES 零排放汽车。为了达成这个目标,以及在污染,石油等因素的影响下,几大汽车公司都开始开发纯电动汽车,主要有:Chrysler TEVan, Ford Ranger EV, GM EV1, S10 EV, Honda EV Plus , Nissan Altra EV, Toyota RAV4 EV. 当然这些车型大家现在一看都会懵——他们最后都挂了,但是相应的也积累了经验,加之后来电网、电池、电控等技术的成熟,在它们的研发基础上,逐渐诞生了实用化的纯电动汽车。

  比如TESLA的第一款电动车 Tesla Roadster 于2008年问世(前面说了,名字也是为了呼应老前辈)。这款车不能算太成功,但是却为后来的MODELS 的大放异彩铺平了路。关于MODELS,使用NCA电池,相关的介绍已经很多啦,在此不展开。Tesla Motors 为什么不使用以磷酸铁锂为正极材料的锂离子电池?

转载请注明出处。


1.本站遵循行业规范,任何转载的稿件都会明确标注作者和来源;2.本站的原创文章,请转载时务必注明文章作者和来源,不尊重原创的行为我们将追究责任;3.作者投稿可能会经我们编辑修改或补充。

相关文章