汽車工業(yè)的迅速發(fā)展,推動了世界機械、能源等工業(yè)的進步以及經濟、交通等方面的發(fā)展,同時也極大的方便了人們的生活。但是,傳統(tǒng)的內燃機汽車所固有的消耗能源、污染環(huán)境的缺陷也一直影響和困撓著人們的生活及社會的發(fā)展,隨著社會的進步和科技的發(fā)展,隨著保護環(huán)境、節(jié)約資源的呼聲日益高漲,新一代電動汽車作為無污染、能源可多樣化配置的新型交通工具,近些年來引起了人們的普遍關注并得到了極大的發(fā)展。
幾十年來,汽車行業(yè)一直在慢慢整合,而技術和品牌差異化卻在減少。動力總成是將能量轉化為運動的系統(tǒng),可以說是汽車制造商最寶貴的知識產權,經歷了一個多世紀的完善改進。在這種情況下,造車新勢力的出現(xiàn)就顯得令人矚目,因為意味著動力總成技術正在經受挑戰(zhàn)。電動汽車的電池包由數(shù)百個串聯(lián)工作的電芯組成,產生400 V到800 V的電壓。過度充電和過度放電會損壞電池或使其過早老化,從而降低容量或壽命,最終導致電池故障。電池管理系統(tǒng)的主要功能是確定和控制構成電池報的每個電芯的荷電狀態(tài)和健康狀態(tài)。
我們都知道電池是電動汽車運行的動力來源。但它們的使用建立在需要定期充電的基礎上。然而電動汽車充電比為燃油車加油所花費的時間要多得多。這就造成了當今大多數(shù)電動汽車制造商采用的鋰電池的局限性。電動汽車的另一個問題是它的續(xù)航里程。即使是雙電機的特斯拉Model S ,最長續(xù)航里程也只有660公里。這些問題正是許多電動汽車電池制造商不斷更新、改進技術,爭取制造效率更高的電池的原因。
未來30年內,世界將從內燃機轉向電動乘用車。汽油是一種來自有限資源的產品,其使用效率極低,因而勢必會推動這種轉變。地緣政治和環(huán)境問題只會加速這一趨勢。電動汽車是未來的趨勢,而電池管理系統(tǒng)技術是一個關鍵的推動因素。動力電池性能直接決定新能源汽車性能,動力電池性能的提升依賴于技術進步,持續(xù)的技術進步驅使動力電池能量密度不斷提升、產品性能不斷優(yōu)化、生產成本不斷降低、綜合性價比不斷提高。各國政府主管部門通過制定行業(yè)發(fā)展技術路線圖、新能源汽車補貼政策等,促使動力電池行業(yè)加快技術進步和產業(yè)升級。
鋰離子蓄電池是90年代發(fā)展起來的高容量可充電電池,能夠比氫鎳電池存儲更多的能量,比能量大,循環(huán)壽命長,自放電率小,無記憶效應和環(huán)境污染,是當今各國能量研究的熱點,主要集中在大容量、長壽命和安全性三個方面的研究。鋰離子蓄電池中,鋰離子在正負極材料晶格中可以自由擴散,當電池充電時,鋰離子從正極中脫出,嵌入到負極中,反之為放電狀態(tài),即在電池充放電循環(huán)過程中,借助于電解液,鋰離子在電池的兩極間往復運動以傳遞電能。鋰離子蓄電池的電極為鋰金屬氧化物和儲鋰碳材料,根據(jù)電解質的不同,鋰離子蓄電池一般可分為鋰離子電池和鋰聚合物電池兩種。
磷酸鐵鋰電池屬于鋰離子二次電池,主要用作動力電池,而且它的放電效率較高,倍率放電情況下充放電效率可達到90%以上,而鉛酸電池大約為80%。在電池中,磷酸鐵鋰電池的安全性也高于其他的電池,理論壽命可以達到7~8年,實際使用壽命大約為3~5年,性能價格比理論上為鉛酸電池的4倍以上。
鈷酸鋰電池具有結構穩(wěn)定、容量比高、綜合性能突出、但是其安全性差而且成本非常高,主要用于中小型號電芯,標稱電壓3.7V。TESLA把這樣的電池組合到一起,安全性就成了一個很需要關注的問題,TESLA的工程師在電池包內的保險裝置分布到每一節(jié)18650鈷酸鋰電池,每一節(jié)18650鈷酸鋰電池兩端均設有保險絲,當電池出現(xiàn)過熱或電流過大時,保險絲會切斷,以此避免因某個電池出現(xiàn)異常情況(過熱或電流過大)時影響到整個電池包。