新能源汽车电池关键技术_新能源汽车电池关键技术有哪些

新能源汽车电池关键技术_新能源汽车电池关键技术有哪些

       感谢大家在这个新能源汽车电池关键技术问题集合中的积极参与。我将用专业的态度回答每个问题，并尽量给出具体的例子和实践经验，以帮助大家理解和应用相关概念。

1.新能源汽车的核心技术

2.新能源三电技术你了解吗？

3.新能源车哪种动力电池才是它的未来？

4.新能源汽车的电池方面有哪些高精尖科技的应用？

新能源汽车的核心技术

       新能源汽车的核心技术

       VCU是新能源汽车的大脑，它通过对来自油门、刹车踏板、档位等位置的信息进行分析判断驾驶员的意图。VCU还检测车辆的速度、文图、电量、电压等信息，并根据车辆各项参数向车身的动力系统、电池系统等发送控制指令，指挥车辆行驶。该控制器对汽车的正常行驶、整车上下电管理、挡位管理、扭矩控制、附件控制、故障诊断与处理等功能起着关键作用。

       MCU是新能源汽车特有的核心功率电子单元，是电动机的大脑。它在接收到VCU的车辆行驶控制指令后，及时控制电动机输出指定的扭矩和转速，驱动车辆行驶。实现把动力电池的直流电能转换为所需的高压交流电、并驱动电机本体输出机械能。

       BMS是新能源汽车的三大核心技术之一，它是新能源汽车电池系统正常工作、提高电池寿命并保证新能源汽车安全的关键技术。由于BMS的存在，当新能源汽车大电池出现早期损坏、过热、过载等情况时，及时保护电池并向司乘人员报警。

新能源三电技术你了解吗？

       从探索改进电极及电池结构的设计方法、建立电池极化模型和仿真技术等方面入手，汽车动力电池的“瘦身健体”之旅仍在不断推进：

       汽车动力电池的储能将有可能提高至400瓦时/公斤。

       要让电池变成“肌肉型男”，在获得合理的正负极材料之余，还需要设计出可行的加工工艺。

       着力全新的锂硫电池和锂空气电池的研究，它们的能量密度有望达到500瓦时/公斤。

       被欧阳明高点名的科研项目获得了国家重点研发计划的支持，全名为“高比能动力电池的关键技术和相关基础科学问题研究”，该研究基于研究团队研制出的高容量富锂锰基的正极材料，汽车动力电池的储能将有可能提高至400瓦时/公斤。

       近年来，在国家政策的大力扶持下，我国新能源汽车得到迅速普及，但“不敢去远郊区县”的“梗”至今难以理顺。打破500公里的单次行程极限将大大推动电动汽车的推广，然而汽车承载有限，如何在受限的体积内尽量多地储备电能成为科研攻关的关键目标。

       该项目负责人、北京大学教授夏定国表示：“要进一步提高锂离子电池的能量密度, 正极材料的比容量是关键。”据夏定国介绍，针对正极材料的比容量，研究团队在前期工作基础上，深刻理解富锂材料稳定性机制以及阴离子氧化还原的产生机理，通过调控阴离子氧化还原机制来实现富锂材料性能的优化。

       也就是说，团队首先遇到的问题是：阴离子氧化还原能力受什么“左右”？揭示这一规律将引导团队接近并找到性能优良的电极。团队还发现，在物质内部原子之间的几何结构会影响电子的结构，从而影响阴离子氧化还原的能力，研究明确了结构和效能的关系，并希望通过结构的设计改善电极材料的电化学性能。

       “提高正极材料中的含锂量，让更多的阴离子稳定参与氧化还原反应是一个重要途径。”夏定国说，研制出高容量富锂正极材料，为进一步提高动力电池的能量密度提供了可能。项目组除制备出了一种高容量的富锂正极材料和两种高容量、高稳定富锂材料—碳复合材料外，还制备出了高容量的锂电池负极材料。

       要让电池变成“肌肉型男”，在获得合理的正负极材料之余，还需要设计出可行的加工工艺。例如，富锂化合物在电极中需要很好地分散开来，既保持在体系中60%以上的含量，又不凝结为块状。分散越均匀，可逆性越好，充放电效率越好。

       目前该电池还需进一步完善，夏定国介绍，仍存在“枝晶锂”制约新体系电池的进步及电池安全性这两个关键问题。相关实验显示，10—50次循环使用之后，电压衰减明显，电极也不起作用了。

       “枝晶锂”是锂离子电池采用液态电解质所特有的，锂离子还原结晶成树枝样，并不断生长，到一定程度可能会刺破隔膜，科学家目前正在从两个角度寻求突破。一是包被涂层，二是研究固体电解质。

       夏定国强调，“高能量密度锂离子动力电池的发展有待于电极材料、电解液及高安全性途径的发展，更有待于新的分析方法及电池制备技术进步”。

       除了提高锂离子电池的能量密度使其达到400瓦时/公斤外，项目组还将着力全新的锂硫电池和锂空气电池的研究，它们的能量密度有望达到500瓦时/公斤。中国工程院院士陈立泉表示，锂空气电池是动力电池的发展方向之一，“现在大力发展的氢氧燃料电池，必须用金属罐子保障氢气使用时的安全，而锂空气电池（负极为空气中的氧气）只要一个榨菜袋子就可以了。从实用性、成本上来讲锂空气电池也应该发展”。

新能源车哪种动力电池才是它的未来？

       新能源三电技术你了解吗？今天就带大家看一下，什么是三电

       众所周知，新能源汽车与传统燃油汽车还是有很大区别的，最大的区别应该就是新能源汽车拥有的核心技术“三电”，这“三电”包括电池、电控、电驱动。

       先讲第一部分，电池。大家对于电池应该是并不陌生的，他应用于生活中的各个场景，是与化学机械相关的产业。但是“动力电池”却是属于年轻化的产品，在1996年之时，通用首次采用铅酸电池，这也是现代电动汽车的雏形。此后电池经过了历代的发展，从最开始的铅酸电池到现在的锂电池，才短短进行了20多年的发展。

       目前在市场上通用的新能源汽车，通常采用了三种电池分别是：磷酸铁锂、三元锂和锰酸锂。这三款电池在汽车领域使用当中，碳酸铁锂跟锰酸锂所占用的比例并不高，这主要是由于安全性的要求。

       在许多跨国车企当中，虽然他们没有拥有自己的电芯，但是许多车企却依旧投入大量的资金去研发设计生产电池组件与管理系统，这是为了加强电池的核心竞争力。即使不使用这家的电芯，我们依旧可以换个品牌，照样继续组装设计电池组。

       电驱动。电驱动是由三个部分构成的，分别是电机、逆变器和传动机构。目前国内市场上的传动机构都采用单机传送，既没有离合，也没有变速。

       在电机方面主要也是由三部分组成的，分别是电子、转子和壳体。电子的作用主要是承担新能源汽车运动相关的所有功能，因此在新能源汽车当中电机，既有正传也有反转。

       逆变器，相信大家应该都清楚，这是用于储存交流电的设备。在逆变器领域，日本对此研究的成果还是很深的。丰田在自己的逆变器当中，通过加碳的技术，使产品质量增强，能够支持高电量的电压。

       就是电控。跟传统燃油汽车相比，电控相当于燃油汽车的变速箱。它的性能主要是解决电动汽车的加速、起步等性能指标，同时他所面临的情况也是最复杂的，不光要直接处理频繁加速，更要同时兼顾电机启动、电机发电等特殊功能。

       有网友可以看出，中国新能源汽车的发展还是处于初级阶段，仅仅掌握了整车控制与三电技术。中国新能源汽车要想未来能走向世界，还是要继续努力呀！

新能源汽车的电池方面有哪些高精尖科技的应用？

       新能源车哪种动力电池才是它的未来？

       新能源汽车的续航里程与动力电池的存电量有着直接联系，想要在有限的电池体积重中提升电池电量，最有效的办法就是采用新的电池技术使电池的能量密度更高。

       各类动力电池技术路线之争一直是业内热议的话题，目前市场上出现了不少固态锂电池领域的新电池技术，到底谁才是新能源汽车的未来呢？下面来简单聊聊未来的新能源电池技术。

       锂硫电池

       锂硫电池是锂电池的一种，它以硫元素作为电池正极，金属锂作为负极，其电池能量较高。英国 OXIS 能源公司已经成功研发出能量密度达到了 425Wh/kg 的锂硫电池，这远远高于商业上广泛应用的钴酸锂电池的容量，到明年有望将能量密度提高到500Wh/kg。

       硫锂电池中采用的硫是一种对环境友好的元素，对环境基本没有污染，是一种非常有前景的锂电池。一旦在新能源车中广泛应用，可以让电池毫不逊色于油箱，也可以让电动车减少对电网的依赖。

       不过，和铝空气电池一样，锂硫电池技术也充满着不确定性。搭载到纯电车上，还需要解决循环寿命、功率输出、充电时间等方面。如果这些问题都能解决让它大面积推广使用，这无疑是一件好事。

       固态电解质电池

       锂电安全一直都是行业关心的问题，就连号称BMS做到全球最好的特斯拉，2017年仅国内就有两辆Model S发生严重起火事件。因为锂离子电池通常采用有机溶剂作为电解液，这类有机溶剂极易燃烧，电池一旦由于内短路产生高温或者火花，电解液将在瞬间被点燃并导致整个电池发生爆炸。如果将易燃的液态电解液，变成固态电解质，那就可以降低因为易燃而导致的安全风险。

       目前日本丰田汽车公司在固态电解质电池技术上已经取得了重大进步，其能量密度有望是现有锂离子电池的2～5倍，它可以解决目前锂离子电池所面临的绝大多数问题，让电池的寿命、安全性以及成本之间实现最佳平衡。丰田方表示,目前公司已经在这种电池的生产工程方面取得了重大进步，并且有望最早在2020年将这种新技术运用到电动汽车上。

       无机材料固态电池

       宝马也正式与电池技术公司Solid Power建立新的合作伙伴关系，双方将联手开发电动汽车专用的固态电池技术，目前已开发出了一种由无机材料制成的电池，这种电池技术将会带来很大改变，例如更轻、碰撞起火风险更低，同时电池容量也将有15%-20%的提高。

       然而，有消息显示这款无机材料固态电池在测试中暴露出了长期使用可靠性不佳的问题，因而以目前的状态还无法进行量产，预计未来正式量产需要等到2026年才能实现。

       国内电池技术前景

       目前国内动力电池技术进展达到了300Wh/kg，北汽新能源EV200达到了400Wh/kg。可以说国内外技术研发基本处于同一水平，但安全性研究尚待加强。国内电池产业链上的企业也先后参与其中，如宁德时代、比亚迪、比克电池、沃特玛、中天科技等均有在固态锂电池领域的布局。

       拿宁德时代来说，它主要以软包电池为主，不是方形电池，电池循环寿命在1000次左右，能量密度达到304 Wh/kg，其300 Wh/kg的单体大概能做出200-210 Wh/kg的电池PACK系统，安全性指标也全部通过国家要求。

       到 2025年、2030年，我国动力电池单体能量密度分别需达到400Wh/kg、500Wh/kg，国家补贴政策不断会为提高能量密度推波助澜。

       总结

       不难看出，寻求新的电池技术来提高能量密度是各大新能源车企的课题。目前，包括特斯拉、比亚迪以及一些新晋的新势力电动车企，都在电池技术方面投入重金研发，可能上面谈到的一些目前无法解决的问题，待到技术成熟之时都会迎刃而解，这需要时间。

       新能源汽车发展的核心是储能电池，电池的好坏直接影响到汽车的性能，接下来带大家了解一下新能源汽车在电池方面应用的高科技。

       一、高集成刀片动力电池。该技术突破传统拉深和挤出工艺制约，并攻克超薄铝壳焊接技术，成功开发长宽比为10:1、厚度为0.3mm的超长超薄铝壳刀片电池，打破传统电池系统的模组概念，利用刀片电池独特长宽比特征，实现超长尺寸电芯的紧密排列，获得超过60%的体积集成效率。

       二、动力电池高效成组CTP技术。该技术打破了行业固有的“单体成组模组再成组电池包”三级成组设计思维，从电池包结构高度集成、新工艺研发以及热管理优化等方面开发了全新的动力电池高效成组CTP技术，实现两级成组一“单体直接成组电池包”。

       三、高电压镍锰酸锂正极材料及电池。高电压镍锰酸锂材料具有高电压、高能量密度、低成本、高安全和快锂离子传导特性，是下一代动力电池的主流正极材料之一。在高电压下，电极材料与电解液之间剧烈的副反应是限制镍锰酸锂材料商业化的最大障碍，解决该问题的关键就是构造稳定的正极材料与电解液界面和耐高电压的材料体系，具体包含高电压正极材料表面改性技术，高电压镍锰酸锂材料电解液开发匹配技术，高电压辅助配套材料的匹配改性技术，这些技术也将推动电池行业向高电压、高能量密度和高安全的目标前进。

       四、聚合物复合固态电解质。固态锂电池以其高比能、高安全等显著优势，成为未来新能源汽车发展的核心动力，设计和制备物理与电化学性能优异的固态电解质迫在眉睫。“刚柔并济”的聚合物复合固态电解质设计理念，是以尺寸热稳定性好的“刚”性材料为骨架支撑，复合电化学窗口宽、室温离子传输性能优异的“柔”性聚合物材料和高离子迁移数锂盐，有效解决了单一聚合物电解质尺寸热稳定性差和力学强度低，以及单一无机固态电解质界面传输和加工性能差的瓶颈问题，利用该聚合物复合电解质研制的固态锂电池具有高安全、高比能、高耐压、长寿命等突出特点，是未来新能源汽车动力电池技术的重要选择。

       五、一体化大功率燃料电池系统。一体化大功率燃料电池系统技术通过采用超薄金属双极板、低Pt催化剂、空气侧无外增湿及智能控制策略，有效缩小了燃料电池系统体积，降低成本。

       新能源汽车正是通过应用这些高端科技，才让电车的续航里程不断刷新记录。

       好了，今天关于“新能源汽车电池关键技术”的话题就讲到这里了。希望大家能够通过我的介绍对“新能源汽车电池关键技术”有更全面的认识，并且能够在今后的实践中更好地运用所学知识。如果您有任何问题或需要进一步的信息，请随时告诉我。