侵权投诉
当前位置:

OFweek新能源汽车网

汽车电池

正文

bet36体育在线投注

导读: 即便电池能量密度已宣称达到1000WH/KG,但对电动化车辆来说并不重要。全球近似疯狂的电池研发可以进入平静的循序渐进的合理过程。

摘要:

A  从车载能源的有效能量密度、备用能量密度这两个角度出发,你会发现整车的轻量化、及补能方式才是车载能源的关键。

B  即便电池能量密度已宣称达到1000WH/KG,但对电动化车辆来说并不重要。全球近似疯狂的电池研发可以进入平静的循序渐进的合理过程。

2019年4月5日,瑞士Innolith AGbet36体育在线投注在其德国实验室“it is developing world’s first 1000 Wh/kg rechargeable battery”这个电池不只是能量密度高达1000Wh/kg,其原型产品在美国的实验室“this battery has been proven to operate for more than 55,000 full depth of discharge cycles”更是完成了高达55000次的快速充放电实验。更可喜的是这样的电池更安全,不容易燃烧。(这些内容来自Innolith AG官网,尚不得知该原型电池材料是否有毒、快速充电倍率和生产制造成本等)

这样巨大的电池突破,让人觉得这个世界马上就要发生翻天覆地的变化。

然而,在作者看来,这样的突破对于电动车来说,影响有限。原因在于1KWH/KG的电池能量密度,对车辆的有效能量密度提升并不明显。而对于备用能量密度而言,比不上LY混动车的增程系统。

(交通工具单次补能从A地点到B地点。所耗费的能量,除以整车空载质量成为称为有效能量密度。交通工具单次补能从A地点到B地点。所剩余在车上的能量,除以整车空载质量称为备用能量密度。有效能量密度说明整车轻量化很重要,是衡量单位能量转化为车辆移动能力有效功的效率。备用能量密度跟储能介质能量密度有关,是衡量车辆能走多远里程)

当前车辆设计存在一个非常大的错误、认为提升电池能量密度、或者氢燃料高能量密度的燃料是车辆设计的重中之重。但是、作者认为高能量密度的电池对车辆有效能量密度提升贡献率不高、而且电池备用能量密度远低于LY混动车的增程系统。

先看一下LY混动车的结构框图

 走出车辆设计的误区,降低对车载电池能量密度的期望

图 1 LY混动车结构示意框图

按照多参定因法的分析习惯,先确定一个跟车辆储能无关的界限划分,在纯电动车中,电池是一个单独因子。LY混动车中车载电池、增程系统是一个因子(发电电动机归属车辆车身结构,与储能有关,但是属于分时复用,对整车重量没有增加,只是降低了车辆的加速性能、降低了最高速度)。这个界限还可以进一步划分,LY混动车的电池电量与纯电动车电池电量相互抵消扣除。也就是说我们只需要优化增程系统、电池组的质量。举例说明。纯电动车续航600公里,百公里耗电18度。需要108度电。LY混动车配置为20度+增程系统。那么有只需要优化、比较88度电容量与15KWe增程系统这两个因子。

我们知道目前实验室电池最高能量密度水平是Innolith AG达到1KWH/KG。理论上电池最高能量密度则是2018年Goodenough研究室Braga女士开发出来的Li-S化学电池与超级电容复合类电池,其理论值达到8KWH/KG。实际有望达到30~40%。也就是3.2KWH/KG。

但是这些电池技术在LY混动车面前,毫无竞争力。

我们先看一下LY混动车的增程系统的能量密度

 走出车辆设计的误区,降低对车载电池能量密度的期望

图 2  LY混动车增程系统甲烷、柴油、甲醇、二甲醚在0~100KG的能量密度

图2是设定15KWe的LY混动车增程系统有效发电量除以(整个增程系统净重+燃料重量)。这个图表的设定条件为表1

 走出车辆设计的误区,降低对车载电池能量密度的期望

在表1的bet36体育在线网技术条件下,假定100KG燃料全部用完柴油、甲醇、二甲醚、甲烷作为备用能源时的性能如下表。

 走出车辆设计的误区,降低对车载电池能量密度的期望

我们使用性能最差的甲醇作为燃料,增程系统总重量为130KG。发电220度。而Innolith AG的1KWH/KG。电池需要220KG重量。比增程系统重90KG。燃料耗尽需要15小时,车载电池电量20度,百公里耗电15度。确保了不会出现电池电量耗尽的情况。能量密度上LY混动车胜出。

再比较一下补能方式,LY混动车使用80KW以上直流快充,15分钟能充电达到16度以上。补充甲醇燃料,不会超过3分钟。而240度Innolith AG的锂电池,采用1000KW直流快充也最快需要14.4分钟。这么大功率的的充电桩几乎没有办法实现,如果使用120KW快充。最快也要2小时。补能方式上LY混动车胜出。

Innolith AG的锂电池的制造成本未知,可以确定不会低于目前的磷酸铁锂电池。使用磷酸铁锂电池的制造成本1000元/度计算。240度电池需要24万。而LY混动车需要2万+1万=3万(增程系统的制造成本低于1万元,使用摩托车发动机成本估算也就数千元)。

再比较一下耗能成本,我们采用国家生物质上网侧标杆电价0.69元每度计算。(注意上网侧,不是家用电)。燃料甲醇我们使用批发价2000元每吨计算。

纯电动车的耗能成本为0.69*240=165.6元,LY混动车的耗能成本为213.8元。如果采用国家充电桩标杆电价1.2~1.8元每度+服务费,设为2元。那么纯电动车耗能成本为480元,LY混动车耗能成本为240元。LY混动车胜出。

我们从环境成本上看,LY混动车以甲醇为燃料,除了排放少量氮氧化物,几乎没有污染。甲醇是以生物质为原料、太阳能为能量源而制造得来。只是促进了碳循环,没有增加二氧化碳排放。并解决了太阳能的储能问题。

由上面的比较得知,任何电池技术对车载能源来说,都不重要。即便理论上的电池技术最大值都达到了。电池也无法跟LY混动车竞争。我们应该走出汽车设计的误区,降低对车载电池能量密度的期望。

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

我来说两句

(共0条评论,0人参与)

请输入评论内容...

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码:

粤公网安备 44030502002758号