鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2021年03月18日
新能源汽車選用18650電池有什么優勢?
有關散熱能力
層疊式電池的厚度薄、表面大,均熱、散熱能力都不錯,因此日產LEAF很大膽地采用了被動式熱管理系統(其實就是不管理!),由空氣的自然對流將熱量帶走。
從左到右,LEAF從單體,到四節單體電池兩并兩串組成的電池模塊
可以看到,電池組上沒有任何的風扇、冷卻液管道等熱管理系統。大概這就是無招勝有招。
反過來看Tesla,18650電池的個頭比較小,在正常充放電時單體電池內部的溫差也不會太大。但是,6000多個單體電池的溫差也應當保持在不超過5C的范圍內,這是一件非常困難的事情。但是,Tesla做到了。怎么做到的?Tesla的電池管理系統(BMS)相比其他電動汽車有什么優勢?
新能源電動汽車為何選用18650電池,包括特斯拉?
如上圖,這些管道是冷卻液的流道,流道均勻分布在電池模組中間,能讓每只電芯能很好地跟水管接觸,這樣每只電芯在冷卻時帶走的熱量也幾乎相同,溫差也就可以有效地控制在很小的范圍內。
總結來說,由于采用了小容量的18650電池,Tesla的熱管理系統的復雜度是大大新增了的。也就是說,假如從散熱能力方面考慮,使用小容量的18650電池不是最優選擇。
有關能量密度
談到能量密度,就必須區分單體電池的能量密度與電池組的能量密度。
就單體電池的能量密度來看,18650電池要高于層疊式鋰離子電池。日產LEAF所用的33Ah鋰離子電池的能量密度是157Wh/kg,GMVolt所用的層疊式電池的能量密度約為150Wh/kg;而Roadster所用的18650電池的能量密度約為211Wh/kg。但是,18650電池的管理系統更加復雜,由此額外新增的重量會使得電池組的能量密度遠低于單體的能量密度。Roadster的電池組重量是450kg,能量密度是118Wh/kg,而LEAF電池組的重量是225kg,能量密度是107Wh/kg。在電池組層次,兩者的能量密度已經不相上下。
有關安全性
前面提到層疊式鋰離子電池的各種優點,但它也有一些缺點。由于層疊式鋰離子電池一般是采用鋁塑膜封裝的,而鋁塑膜的厚度薄,機械強度差,在汽車發生碰撞等極端情況下,鋁塑膜很容易發生破損導致安全事故出現。這也就解釋了為何日產要在4個單體組成的電池模塊外面再加一個鋁殼。
18650電池一般是鋼殼,安全性更好;而且前面也提到隨著18650電池生產工藝水平的的不斷提高,安全性也在不斷提高。
Tesla在應對這些18650電池可能出現的安全事故上,也傾注了很多心血。假如一個單體電池出現溫度過高等異常情況,根據異常情況的惡劣程度,這枚電池或其所在的模組會斷電以防止事故的蔓延。由于單體容量小,只要不發生蔓延,事故的嚴重程度將是較低的。
有關成本
18650鋰離子電池具有容量大、壽命長、安全性能高等特點,又因為體積小,重量輕,使用方便,深受消費者的青睞。隨著人們對18650電池技術研究的不斷加深,使得電池的一致性、安全性都達到了非常高的水準。作為最早的鋰離子電池,18650電池也是目前世界上最成熟、最穩定的電池組合,至今仍然占據領先位置。我國每年生產18650電池約幾十億節,遠遠超出其他材料的電池。