鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2020年12月29日
簡析鋰離子電池技術與BMS
目前,鎳鈷鋁酸鋰(NCA)電池雖然在電動汽車中占據主導地位,但可能會被其他技術取代。由于電池管理系統(BMS)通常是電動汽車電池的薄弱環節。
鋰鈷氧化物,雖然便宜,在特定能量高,不供應14-18安培所需的助力車。鎳氫電池已經投入使用,但其比能還不到鋁酸鋰鎳鈷電池的一半。鋰鈦電池的能量低于鋰錳電池,而鋰錳電池的能量僅略高于鋰鈦電池。
磷酸鐵鋰離子電池(LFP)的熱失控溫度高于250℃,是一種非常安全、使用壽命非常長的電池。然而,它的低比能(不到NCA的一半)使得它在小型機動車輛中不那么常見。
鎳鈷鋁酸鋰(NCA)比能最高,比能為250-290wh/kg,但成本高,安全性低。它們的使用壽命也各不相同,平均充電次數在500到1000次之間,只有鋰鐵電池的一半左右。特斯拉使用了數千塊18650鎳鈷鋰離子電池,并進行了更嚴格的測試,以確保電池組中的每一塊電池都具有相同的質量,從而提高了電池的壽命,從而防止了完全放電和完全充電。和其他品牌的電動汽車相同,特斯拉也供應8年的保修期,保證電池容量保持在80%,并限制充電次數。然而,電動自行車電池很少得到全面測試,即使這能提高產量。
鋰鎳鈷錳酸鹽(NMC)電池已經被雷諾和寶馬用于他們的電動汽車。據三星稱,目前它的比能是130瓦時/公斤(約為NCA的一半),但到2019-2020年將達到250-300瓦時/公斤。NMC成本目前比NCA高出12%到19%。隨著它成為電動汽車的主流電池,它的成本將會下降,但NCA的成本幾乎不會進一步下降。NMC的壽命和安全性遠遠高于NCA,因此它將是未來電動自行車電池的有力競爭者。
Oxis能源公司表示,鋰硫電池更便宜,壽命更長,比能量最高。2013年七月,該公司首席執行官表示,它和GP電池已經準備就緒,但沒有大規模生產的跡象。目前,300Wh/kg的鋰硫電池與高端的鎳金剛石鋁酸鹽電池價格相同,但壽命較短。根據行業論壇,特斯拉愿意評估新的化合物后,它得到一個原型,但他們還沒有得到任何。鋰-硫電池有其自身的優勢,但要一段時間才能成熟。
電池管理系統
好的電池管理系統有溫度傳感器,可以監測單個電池的電壓,并在包裝前檢測出弱電池。這種100%測試保證更高的產量,更高的電池容量和減少保修承諾。好的電池管理系統還會記錄機械撞擊、深度放電日期和信息,因此可以防止錯誤的保修索賠。好的BMS還可以檢測電池組的濕度,以防止事故。
BetterBMS集團(由ErigineeringSpiirit資助,他是馬里蘭大學CALCE電子與系統研究中心的高科技電子專家,也是他本人)在2014年歐洲自行車展上基于上述信息提出了BBMS規范。一家大型電動自行車系統公司邀請了工程師精靈(BCT成員)來設計BMS。特別是,它們不收取研發費用,也不允許第三方生產
在4A放電電流下,好的電池電阻(0.1歐姆)和差的電池(0.4歐姆)之間的容量差異并不明顯。保修單上的低放電電流可以使壞電池變成好電池。當電壓降低時,劣質電池(0.4歐姆)的斷電速度比優質電池快30%。好的BMS可以監測內阻并主動降低電流以延遲斷電。但加速度也急劇下降:是時候換電池了。