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但是,随着特斯拉在动力电池使用了镍钴铝酸锂的正极材料,争论再次出现。磷酸铁锂其较低的能量密度,已经使其处于劣势。
三元材料
据调研发现,进入2014年以来,国内锂电池正极材料产业整体出现了向三元材料转移的趋势,下游的电池厂基本都在开发三元材料的电芯,也引导着上游的材料企业开始加大对三元材料的开发和生产力度。
而一系列的变化,也恰恰说明锂电行业在慢慢的摸索,慢慢走向成熟。就比如说一个电池包的安全,光靠电芯安全是远远不够的,其必须上升到一个系统的层级来。也就是说电池包的安全,靠的是整个电池系统,而不仅仅是某个单一的元素。
更何况一个安全、可靠、性能卓越的电池包,更是涉及到多领域知识的耦合,其更需要一个完善、可靠的系统来实现。就好比飞机被认为是最安全的交通工具,不单单是“安全”的发动机,“安全”的结构,就能保障的,其中还综合运用了人为因素分析、软件安全性、风险管理和定量风险评估等各种先进技术来预防事故发生,可以说是系统保障了安全。
下面我们就从电池系统中抽离出其一个核心部件电池模组,浅谈一下各种不同的模组结构。
关于电池模组
电池模组可以理解为锂离子电芯经串并联方式组合,并加装单体电池监控与管理装置。电池模组的结构设计往往能决定一个电池包的性能和安全。其结构必须对电芯起到支撑、固定和保护作用。同时如何满足过电流要求,电流均匀性,如何满足对电芯温度的控制,以及是否有严重异常时能断电,避免连锁反应等等,都将是评判电池模组优劣的标准。
而随着电动汽车的发展,以及人们对性能的追求,热管理更是成为了电池模组设计的一个至关重要的环节。自然冷却已经不能满足我们的需求。风冷则由于其效率较低,且对电芯温度的一致性较难控制,而表现的力不从心。因此,高性能需求的电池模组,其热管理的解决方案已经转向液冷或相变材料。下面就介绍一下各种不同结构电芯的模组设计。
方形电池模组
方形电芯可以说是我国汽车动力电池里,应用最多的电芯了。其外壳的材质有铝、钢、以及塑胶。其电芯厚度是三种结构中最厚的,由此也造成其内部和外表面的温差较大。其模组结构也多为自然冷却和风冷的结构。
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