2016 04 01
更换蓄电池是汽车维修店以及车主生活中经常遇见的事情,以前也有朋友询问如何更换宝马电瓶,今天分享的这篇文章就来详细介绍如何更换蓄电池: 1、拆卸旧的蓄电池 (1)确认蓄电池安装部位,大部分车型安装在发动机舱或行李舱,也有个别车型安装在驾驶舱,在相应位置做好车身防护措施。 (2)拆卸蓄电池防护罩等外部保护装置,用万用表测量两极柱间的电压,或通过观察孔查看蓄电池状态,并将这些情况向客户解释。 (3)如车辆带有防盗系统(含音响防盗),可以先接上外接电源,或者并联一块电量充足的蓄电池。注意先连接正极再连接负极,外接电源的正极可直接连在蓄电池正极接线柱上,但负极不要直接连在蓄电池负极接线柱上,而应该连接到车身搭铁处。 (4)关闭故障车辆的点火开关(部分车型需要放置在ON挡,例如2005年以前生产的沃尔沃S80等,应以维修手册为准),先断开蓄电池的负极连接线,再断开正极连接线。如果蓄电池带有通气管,要先将其先取下。 (5)拆除蓄电池的固定装置,取出蓄电池。如果车辆连接了外接电源,注意不要令正极接线与车身接触,可用棉布等进行隔离(图5)。 (6)如果旧蓄电池有漏液腐蚀现象(图6),还需要对蓄电池连接线等进行清洁。 2、安装新的蓄电池 (1)安装新的蓄电池前,如果蓄电池品牌型号不一致,要对比新旧蓄电池的外形尺寸和接线柱位置,还要仔细核对蓄电池的容量和冷起动电流参数(图7)。特别是在北方冬季,如果冷起动电流不符,可能造成车辆起动困难。 (2)如条件允许,应使用蓄电池检测仪进行测试,有些蓄电池在久置之后,虽然正负极之间的电压高于12V,但实际上容量并不足,也就是所谓的“虚电”(图8),这种蓄电池需要进行充电。需要注意的是,一定要在环境温度高于0℃时进行测量,高于5℃时进行充电。 (3)将新的蓄电池放置到安装位置,并进行固定。对于带有通气管的蓄电池,不要忘记从旧蓄电池上取下通气管接头,安装到新的蓄电池上(图9)。对于铅酸蓄电池,要注意在安装过程中蓄电池的倾斜角度不要超过30°。 (4)连接蓄电池接线时,要先连接正极,再连接负极。安装完成后可在蓄电池接线柱上喷涂防锈保护剂或无酸脂进行保护(图10)。 (5)检查确认紧固可靠后,即可拆除外接电源。起动发动机,检查发电机发电压,可在发电机输出端测量,也可在蓄电池接线柱上测量,如有专用诊断设备,还可以读取数据流中的电压数据(图11)。另外,建议在发动机怠速和2000 r/min时分别进行测量。 (6)对于由于放电故障造成更换蓄电池的车辆,还应检查车辆的休眠电流(图12)。其传统的方法是将万用表置于电流挡,然后串联到蓄电池负极线路中,闭锁所有车门锁,关闭点火开关并激活防盗系统,静置一段时间直至电流稳定。 (7)对于配备有电源管理系统的车辆,在负极线路中安装有传感器,这样的车辆只能使用钳式电流表一类的设备进行电流测试(图13)。一般来说,车辆的休眠电流应小于50 mA(以车型维修手册为准,例如部分宝马车型只要求小于80 mA)。 (8)在更换蓄电池后,还应使用诊断仪清除系统中记录的相关故障码。对于配备电源管理系统的车辆,如奔驰、宝马及奥迪等德系品牌的车辆,还需要在电源管理系统中输入新蓄电池的型号,并进行系统复位(图14)。 (9)确认电气系统检查无误后,安装好蓄电池保护装置,取下车身保护设施,关闭发动机舱盖或行李舱盖,将车辆交还客户。 更多
2016 04 01
9月9日晚8点,“盖世微课堂——汽车动力电池安全问题”正式开讲!盖世汽车特邀行业资深专家时代新能源科技有限公司产品安全部经理夏军开堂授课并解答微友疑问,同时,来自汽车电池及相关企业共358位人士在群内展开热烈讨论。 以下是课堂焦点内容速记汇总,与业内共享! 夏军:以下是我们收集的几个比较典型的案例,是与电动汽车直接相关的事故,大家都在新闻媒体上看到过。其中有两个案例造成伤亡,每一起案例都与电动汽车的动力电池直接相关。 在讲动力电池系统的安全分析与设计之前,我们要先讲一下产品安全的方法论。 一、产品安全的方法论 以下内容是国外的企业,关于安全设计的基本流程。这是一个完整的产品安全设计流程。 下面内容是目前国内的企业通常的做法。在产品开发之初,通常不会充分考虑产品可能存在的危害及可能发生的事故。在产品开发过程中,主要通过测试来发现一些问题。或者从客户端验证,比如产品发生的事故,然后再从事故中吸取教训,更改设计。这种开发方式的风险非常大,企业可能要花很多代价来做危机公关。 下面两张图是关于产品安全分析和设计的常用方法和技术 我们经常说产品安全是设计出来的,不是测试出来的。通常我们在产品开发的初期,要考虑产品可能发生的危险和事故。这时要做危险分析,界定可能发生的事故,做产品开发的需求定义。在产品总体方案和详细设计阶段,要考虑如何不让危险变成事故,需要做需求分解以及相应的设计方案。接下来还要做测试验证,检验产品设计方案是否有效。在以上基础上做安全评估,评估残余风险还有多大,是否可以接受。 下面的图是国外企业在产品安全方面的组织和运作方式。通常会在公司内部建立一个独立的安全规则和流程,类似于品质管理流程。也会建立一个独立的安全团队,专门从事安全的评估工作。还会对安全进行独立的第三方评估,主要是针对供应商的评估。 目前来讲,这种做法对国内的企业很难做到。企业的技术积累不够,组织运作方式还不规范,资源也不足。所以针对国内企业来讲,可能需要采取一种妥协折中的方法。如果没有独立的安全团队,通常要由产品的系统级工程师总抓产品安全,开发人员兼顾产品的安全分析和设计工作。如果不能详细分析产品可能发生的危害和事故,通常要以法律法规为基础,以已有的案例为借鉴,满足最基本的需求。在开发过程中,依靠工程经验,通常采用头脑风暴、和逻辑思维演绎的方法,来简化产品安全的分析过程。针对产品安全的分析工作,通常以定性的分析为主,经过长时间多项目的积累,逐步往定量的方向发展。 但是,我们总得往正规化,往规范的方向走,与国际接轨。向大家推荐一本书,如果您的工作与安全相关,建议您阅读这本书,系统的掌握安全的分析方法和技术,并且能够推动企业内部的积累。 二、动力电池系统安全分析 在做产品安全设计的时候,要搞清楚三个术语。危险(Hazard):事故发生之前的一种状态,当达到触发条件时,危险就会变成事故。事故(Mishap):导致人员伤亡,财产损失,环境破坏的意外事件。安全(Safety):阻止危险变成事故的机制或措施,将风险降低到可以接受的水平。做产品安全的目的:阻止危险变成事故,采取一种机制,将风险降到可以接受的水平。 举例:电池过充是种危险,事故是起火或者爆炸。中间的过渡过程,就是持续过充,电池达到某个温度点,事故发生。我们要做的安全机制或是措施就是做过充保护,切断危险到事故的过渡过程,同时要考虑过充保护失效的情况。基本原则:避免单点故障发生,切断危险向事故转移的路径,确保多点故障发生概率达到可接受水平。 接下来看动力电池系统可能产生哪些危险,以及这些危险是如何导致的。(上图) 当危险发生之后,如果达到一定触发条件,车辆就有可能发生事故。 上图和下图为动力电池包可能发生的危险和事故。 上图是电击的基本原理 上图和下图关于电池热失控的原理,因为时间原因,这里不再详述。 爆炸和燃烧是热失控的一种表现现象。很多人可能听说过磷酸铁锂电池比三元材料电池安全。主要原因是三元电极材料热分解的时候产生的热量高于磷酸铁锂,并产生氧气。 导致动力电池系统发生燃烧或爆炸的可能原因: 1 电芯的发热副反应导致热失控,引燃电解液,隔离膜和其他可燃物质 2 局部连接阻抗过大,导致温度上升,达到着火点温度,引燃动力电池包内部的可燃物质 3 动力电池包外部发生火灾或存在高温热源,导致动力电池包温度持续上升,达到着火点温度,引燃内部的可燃物质 上图是从顶层事故往下分析危险,并进而查找原因的基本分析思路。这只是一个图形化的演示,并不表示实际分析过程是这样简单执行的,实际分析过程是非常复杂和细致的。 三、动力电池系统安全设计 以上为我们防止电击,燃烧和爆炸等事故发生所采取的一些可行的措施。 我们在做产品安全设计的时候,通常采取几种有效的方法,第一种是预防,防止危险的发生。第二种是阻断危险往事故蔓延的过程。第三种是如果事故发生,如何降低事故造成的危害。 下图为一个安全设计的示例。 我们在做电击防护的时候,要考虑绝缘配合,如绝缘等级的确定,绝缘材料的选择,爬电距离和电气间隙的考虑,等电位的设计等。针对化学能的防护,我们要考虑化学稳定性,如电池单体在各种极端情况下的化学和热稳定性。可能还要考虑系统级的滥用防护。还需要采取一些阻燃措施,以及为防止爆炸而采用的泄压方法和手段。 上图为安全设计过程中一些常用的工程方法。 在安全的设计过程中,通常采取主动防护设计和被动防护设计相结合的方法,从而达到更好的安全防护效果。 设计工作也需要注意系统级防护和固件级防护相互结合,从而达到安全冗余设计和全覆盖。 四、动力电池系统相关国标 下面讲一讲与动力电池系统相关的我国的一些标准。这些标准基本上都在今年发布新的版本。主要有五个标准体系。 上图是新标准和旧标准的对比。 标准基本涵盖了针对电能、化学能、电磁能相关的防护。 国标必须认证研究并满足,这是事关企业生死的底线,即使在市场上出现了严重的事故,与客户/用户博弈时,这是一个相当重要的部分免责的法律依据,可以避免被动挨板子. 问题答疑环节: 1.如果电池箱和车架是隔离的,有没有有效的手段检测电池和电池箱的绝缘强度? 根据目前新国标GBT 18384.3-2015 6.3.1:的要求B级电压电气设备的外露可导电部分,包括外露可导电的遮拦和外壳,应按以下要求连接到电平台以保持电位均衡。 如果电池箱和车架进行隔离,BMS或整车绝缘监测系统将无法检测电池箱内部绝缘异常,再继续使用将导致更严重的二次故障。 2.一个关于等电位连接的问题: 目前在实际设计中,见过三种处理方式,一种是与车身地板直接用编织线连接;一种是与地板进行二次绝缘处理,这种大巴上用的比较多;还有一种是不做任何处理。 我的疑问是: (1).前两种处理方式哪一种更合理? (2).如果不做处理,究竟在实车当中,在什么情况下会发生危险? 建议用第一种编织线连接。等电位线需要大于等于高压功率回路的载流能力,同时电阻值小于0.1欧姆。等电位线锁紧位置的材料尽量同整车材料相当,确保电腐蚀的最小化 3.高压台架测试时需做哪些安全保护措施? 回复:主要指哪方面的高压台架测试,如果是模拟工况下的振动测试,首先是保障人员安全隔离高压测试区域,人员穿绝缘鞋、带绝缘手套产品状态监测:时刻监控产品振频是否偏移,电压、电流运行是否正常,如果出现任何异常需立即停止测试 4.高压安全测试规范和标准,依据是什么?高压安全考虑哪些因素?高压电路与线束安全保护策略是什么? 高压安全主要考虑:高压危险标识、绝缘、耐压、等电位、电气间隙和爬电距离、接触防护,以及绝缘监控,具体可参考GB/T 18384.1-2-3 高压安全测试规范和标准:高压危险标识、绝缘、耐压、等电位测试具体可参考GB/T 18384.1-2-3,绝缘监控可参考QC/T 897 高压电路与线束安全保护策略:绝缘、耐压、接触防护、固定防护、装配或使用过程中的干涉/磨损分析、增强/双重绝缘防护 高压系统测试时首先是保障人员安全:隔离高压测试区域,人员穿绝缘鞋、带绝缘手套 5.光伏如何和新能源汽车结合? 关于这个问题有两个案例可以借鉴。一个是特斯拉的光伏发电充电站,另一个是比亚迪大巴车顶上装了光伏板。 6.储能电池系统与车载动力电池系统有啥主要区别么? 所处的环境和工况完全不同。 7.对于以石蜡为主的相变材料电池热管理您怎么看? 石蜡材料,目前有研究,还没有看到应用 获取微课堂PPT素材可以在本公众号下回复“动力电池安全”同时还有锂电池基础知识供查阅。 盖世微课堂 是盖世汽车推出的基于微信平台的一种“线上讲授实时讨论”的活动。盖世汽车通过整合行业资源,以第三方客观严谨的态度召集行业精英创建专业微信群组,不定时邀约前瞻技术领域专家开堂授课、解疑答难,使知识获取更加高效,让交流呈现零距离!欢迎关注! 更多
2016 04 01
  2015年成为节能与新能源汽车产业发展的关键节点,“2015中国国际节能环保汽车展览会暨节能与新能源汽车产业发展规划成果展览会”在展示成果的同时,围绕节能与新能源汽车产业举办了多场论坛。   10月21日,“2015中国互联网+新能源汽车高峰论坛暨中国国际纯电动车、混合动力车和燃料电池车及关键零部件技术交流研讨会”召开,来自国家信息中心、中国工程院等机构单位的领导专家及汽车企业家代表,就中国新能源汽车发展道路、关键零部件技术突破和互联网时代下的新能源汽车企业发展战略进行了交流与分享。   ■量电池之力发展电动车   会上,中国工程院院士杨裕生谈到“十三五”时期电动汽车的发展时说:“第一,电池仍然是首要的、决定性因素;其次,要利用好现有的电池技术;最后,还要控制电动车补贴总额,明确企业开发责任。   他认为,当前的电池技术水平决定了“十三五”电动产业,应该发展微型低速电动汽车和增程式纯电动汽车,“我们国家应该量电池之力而行,制定相关标准,发展低速微型车,不应下大力气发展高速、电池负担不起的车型。”   是否将纯电动汽车作为今后重点发展对象,是目前一直存在的争论问题。杨裕生认为,纯电动汽车的实际合理里程是150公里,如果要求更长的续驶里程,就要求更多的电池,车身相应的载重与耗电量也会加大,从而导致需要更多电池。现在有的城市强调只用纯电动汽车,这种做法违背了循序渐进的发展规律。   他以比亚迪为例谈到:“比亚迪最早出产e6时,其电池有700公斤,现在回过头来搞插电式秦,运行效果很好,因此发展秦的做法才是正常的。相反,虽然大家认为特斯拉很好,现在却已经烧了13辆车,燃烧的原因就在于电池。”   杨裕生谈到:“锂离子电池将长期是动力电池的主力,因此‘十三五’期间的电池技术,要在安全第一的前提下,提高锂离子电池的比能量,为提高‘十四五’电动汽车水平打基础。”   杨裕生还认为,政府方面也要明确汽车企业生产电动汽车的责任:“要逐渐完善奖罚政策措施,加速‘补贴退坡’,以使我国‘十三五’电动汽车产业走上更健康的发展道路。”   ■政策调整引产业健康发展   与杨裕生院士所言一致,国家发改委中国战略性新兴产业联盟秘书长陈东升认为:“2015年以来,国家在产业政策上的补贴呈下降趋势,进入‘十三五’以后,补贴将逐渐取消,并朝着市场化方向运作,这是一个符合客观经济规律的必然过程。虽然在市场补贴期间,出现了很多的问题,但主要目的仍在于通过补贴进一步的推动整个产业的发展,在这一过程中,我们会逐步做一些微调,包括防止骗取补贴、惩罚不负责任的整车企业。”   陈东升谈到,当补贴机制逐渐退坡后,“十三五”时期要重点培养新能源汽车产业在没有价格补贴的情况下,拥有良好运营与市场空间的能力。   如今,随着产业政策的调整,技术的日趋成熟,汽车产业也出现了跨界组合。当前,随着互联网企业的加入,新兴的商业模式正在出现,“新能源汽车的准入门槛,正在逐渐通过市场竞争的手段,逐渐达到量的提升。”陈东升说。   陈东升说:“根据已经掌握的数据,未来五年,新能源汽车的产量在汽车产业里面应该是发展最快的一个,因为发展基数已经有了。”他预计,到2020年,国内新能源汽车的总量能达到200万辆。   ■各大车企畅谈未来发展之路   会上,中外各大车企在展示当前最新新能源汽车产品及技术的同时,也纷纷亮出未来发展战略目标。   长安新能源汽车有限公司总经理任勇谈到,尽管长安汽车在新能源汽车产业化方面已有八九年的历史,但成熟度还是不够,与传统汽车产业化相比有很大差距,所以发展新能源汽车依然任重道远。   任勇介绍说:“未来将始终坚持按照传统汽车的方式,对新能源汽车进行产业化开发。长安确立以纯电驱动为主线,在此基础上,发展插电式混合动力平台。基于这两个技术路线,在未来的十年将推出34款车,其中纯电动4款,插电式7款。”   沃尔沃中国研发公司总裁沈峰认为,插电式混动技术非常符合目前的社会现状,并且对于降低能源能耗,也有很大作用。在解读未来在华电气化战略时,沃尔沃汽车集团全球高级副总裁拉尔斯·邓表示,按照当前构想规划,未来将扩大旗下插电混动车型阵容,包括40、60、90系列在内的几乎所有新车均将推出插电混动版本。 更多
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汽车电瓶没电了的确是很头疼的一个问题,真碰到了我们该怎么办呢,其实问题很简单我们解决如何启动车子就可以了,因为启动了以后有发动机带动发电机发电就可以行使了,下面是一些汽车蓄电瓶没电是起动方法 推车起动要考虑实际的情况,如果是车是在路上还能亮灯、响喇叭,只是启动电机无力,手动挡车可以用推车启动的办法启动,具体可以挂上2挡或3挡,踏下离合器,推车,当车速达到一定后松开离合,车辆即可启动。推车起动是大家最熟悉也是最有效处理汽车电瓶没电的应急起动方法,但这是一种不得己的手段,不能经常使用,因为这样做对发动机和离合器有一定的损伤,自动挡车辆尤其要避免使用此方法起动。推车起动一般需要两个人以上,如果只有司机一人就难以实施起动。 具体方法首先要观察车辆停放位置的路况是否适合推车起动,可以借助下坡路提高车速,如果车前方是上坡路,那么向前推车会很累,车速也很难提高,所以应该调转车头向下坡方向推车。尽量不要在车辆和行人多的路段推车起动,以免车辆起动后驾驶者应变不当出现意外。慢慢停车车辆推动之前应打开点火开关,达到相当车速后,将变速器挂入2挡,然后迅速松开离合器踏板并加油。引擎一旦起动,应迅速踩下离合器踏板,同时控制油门,不让发动机熄火,然后慢慢停车。 应急起动当汽车蓄电池电量不足时,可以采用这种方法应急起动。 具体方法将两辆车靠近,直到跨接电缆足够连接两块蓄电池的正负极。要注意确保两辆车没有接触,只允许使用具有足够的承载能力且带绝缘外皮的电缆。如果提供电源的蓄电池在车辆上的安装位置不方便直接进行跨接,则必须使用工具将蓄电池拆下。确定两块蓄电池的正极和负极,使用电缆将正极与正极、负极与负极分别连起来。要注意蓄电池的正负极一定不要搞错,而且要保证电缆的可靠连接。布置好电缆的走向,防止起动时电缆与胶带或风扇刮蹭,这样可以比较好的解决汽车电瓶没电怎么办的问题。 充电起动如果完全没电,应急可以用电瓶线接别人的电瓶上借别人的电瓶启动。但最好是将电瓶取下送电瓶店充电,因为电瓶完全没电了靠车辆短时间行驶充电并不能充满,必须通过较长时间的充电才能恢复容量。如果有便携式充电器也可以不用拆卸电瓶,直接在车上充电就可以了。如果汽车开得少,停的多最好自己买一个,价格很便宜,几十元一个,必须买那种开关电源的、可以充满自停的智能充电器。或者自己多准备一个电瓶。 欧脉专业的服务期待您的光临!全国客服咨询热线:400-0168-333. 更多精彩内容,尽在欧脉微信中,关注欧脉微信:omai168.您可直接点击文中第二行-欧脉汽车连锁服务-关注即可! 点击关注我关注我哟 欢迎给我们投稿:2904135964@qq.com(李女士)全国客服热线:400-0168-333更多资讯请访问欧脉官方网站:http://www.omai168.com 更多
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2016 04 01
  一、 前言   这里所说的锂离子电池特指可反复充电的二次锂离子电池,而不是用完就扔的一次电池。   锂离子电池分布在我们生活的每一个角落,其应用领域包括手机、平板电脑、笔记本电脑、智能手表、移动电源(充电宝)、应急电源、剃须刀、电动自行车、电动汽车、电动公交车、旅游观光车、无人机,以及其他各类电动工具。作为电能的载体和众多设备的动力来源,可以说,离开了锂离子电池,当今的物质世界就玩不转了(除非我们想倒退回几十年前)。那么,锂离子电池到底是什么鬼?   本文不科普电池的基本原理和发展历史,有兴趣的请百度查询,这里头有很多故事。物理学和化学领域的基础理论,被爱因斯坦之前的那一波人基本上搞得七七八八了,电池跟这两个领域直接相关,与电池有关的理论,在二战之前就已经研究的差不多了,二战以后并无大的创新。作为电池技术的一种,锂离子电池的相关理论研究,近年来也没有什么突破性进展,大多数研究都集中在材料、配方、工艺等方面,也就是如何提高产业化的程度,研究出性能更优异的锂离子电池(存储能量更多,用的更久)。      很多人在使用锂离子电池,很多人在研究锂离子电池的产品应用(如上面提到的产品),可是大多数人对锂离子电池知之甚少,或者总是雾里看花,不得要领。写本文的目的,不是为了给做锂离子电池研发的人看的,而是给那些在产品里面用到锂离子电池的工程技术人员或者锂离子电池的使用者看的。所以本文力求通俗易懂,尽量不使用专业化的术语和公式,希望在轻松阅读之余,能够提升大家对锂离子电池的认识,起到答疑解惑的作用。   作者本人不是锂离子电池领域的专家,没有从事过锂离子电池单体的技术或产品研发,但曾长期从事锂离子电池的应用技术研究,因此希望站在“用户”的角度,来阐述我对锂离子电池的认识。普通用户,通常把锂离子电池直接叫作锂电池,虽然两者并不完全等同,但锂离子电池确实是当前锂电池的绝对主体。   文中大部分的内容,都不是本人的原创,而是已经存在的知识,站在巨人的肩膀上,我们要做的仅仅是站直身体,抬起头,世界就在我们眼前。   二、 锂离子电池的基本原理   1. 如何选择能量的载体   首先大家会问,为什么选择锂元素作为能量载体?   好吧,虽然我们不想去回顾化学的知识,可是这个问题必须得去元素周期表找答案,好在,大家总还记得元素周期表吧?!实在不记得,我们就花一分钟来看看下面的表吧。      要想成为好的能量载体,就要以尽可能小的体积和重量,存储和搬运更多的能量。因此,需要满足下面几个基本条件:   1) 原子相对质量要小   2) 得失电子能力要强   3) 电子转移比例要高   基于这3项基本原则,元素周期表上面的元素比下面的元素要好,左边的元素比右边的元素要好。初步筛选,我们只能在元素周期表的第一周期和第二周期里面去找材料:氢、氦、锂、铍、硼、碳、氮、氧、氟、氖。排除惰性气体和氧化剂,只剩下氢、锂、铍、硼、碳,这5个元素。   氢元素是自然界最好的能量载体,所以氢燃料电池的研究一直方兴未艾,代表了电池领域一个非常有前途的方向。当然,如果核裂变技术在未来几十年能够取得重大突破,可以做到小型化甚至微型化,那么便携式的核燃料电池将会有广阔的发展空间。   接下来就是锂了,选择锂元素来做电池,是基于地球当前的所有元素中,我们能够找到的相对优解(铍的储量太少了,是稀有金属中的稀有金属)。氢燃料电池与锂离子电池的技术路线之争,在电动汽车领域打的如火如荼,大概就是因为这两种元素,是我们目前能够找到的比较好的能量载体。当然,这里面还牵涉到很多的商业利益,甚至政治博弈,这些不是本文要讨论的范畴。   顺便说一下,自然界中已经存在的,并为人类广泛使用的能源,比如石油、天然气、煤炭等,其主要成分也是碳、氢、氧等元素(在元素周期表的第一周期和第二周期)。所以不管是自然的选择,还是人类的“设计”,最终都是殊途同归的。   2. 锂离子电池的工作原理   下面讲讲锂离子电池的工作机理。这里不阐述氧化还原反应,化学基础不好的,或者已经把化学知识还给老师的人,看到这些专业的东西就会头晕,所以我们还是搞点直白的描述。这里借用一张图,这张图比较容易让人理解锂离子电池的原理。      我们按照使用的习惯,根据充放电时的电压差区分正极(+)和负极(-),这里不讲阳极和阴极,费时费力。这张图上,电池的正极材料是钴酸锂(LiCoO2),负极材料是石墨(C)。   充电的时候,在外加电场的影响下,正极材料LiCoO2分子里面的锂元素脱离出来,变成带正电荷的锂离子(Li+),在电场力的作用下,从正极移动到负极,与负极的碳原子发生化学反应,生成LiC6,于是从正极跑出来的锂离子就很“稳定”的嵌入到负极的石墨层状结构当中。从正极跑出来转移到负极的锂离子越多,这个电池可以存储的能量就越多。   放电的时候刚好相反,内部电场转向,锂离子(Li+)从负极脱离出来,顺着电场的方向,又跑回到正极,重新变成钴酸锂分子(LiCoO2)。从负极跑出来转移到正极的锂离子越多,这个电池可以释放的能量就越多。   在每一次充放电循环过程中,锂离子(Li+)充当了电能的搬运载体,周而复始的从正极→负极→正极来回的移动,与正、负极材料发生化学反应,将化学能和电能相互转换,实现了电荷的转移,这就是“锂离子电池”的基本原理。由于电解质、隔离膜等都是电子的绝缘体,所以这个循环过程中,并没有电子在正负极之间的来回移动,它们只参与电极的化学反应。   3. 锂离子电池的基本构成   要实现上述的功能,锂离子电池内部需要包含几种基本材料:正极活性物质、负极活性物质、隔离膜、电解质。下面做简单论述,这些材料都是干嘛的。   正负极不难理解,要实现电荷移动,就需要存在电位差的正负极材料,那么什么是活性物质?我们知道,电池实际上是将电能和化学能相互转换,以实现能量的存储和释放。要实现这个过程,就需要正负极的材料很“容易”参与化学反应,要活泼,要容易氧化和还原,从而实现能量转换,所以我们需要“活性物质”来做电池的正负极。   上面已经提到,锂元素是我们做电池的优选材料,那么为什么不用金属锂来做电极的活性物质呢?这样不是可以达到最大的能量密度吗?   我们再看上面这张图,氧(O)、钴(Co)、锂(Li)三种元素构成了非常稳定的正极材料结构(图中的比例和排列仅作参考),负极石墨的碳原子排列也具有非常稳定的层状结构。正负极材料不但要活泼,还要具有非常稳定的结构,才能实现有序的,可控的化学反应。不稳定的结果是什么?想想汽油燃烧和炸弹爆炸,能量剧烈释放,这个化学反应的过程实际上是无法人为去精确控制的,于是化学能变成了热能,一次性把能量释放完毕,而且不可逆。      金属形态存在的锂元素太“活泼”了,调皮的孩子多半都不听话,喜欢搞破坏。早期针对锂电池的研究,确实是集中以金属锂或其合金作为负极这个方向,但是因为安全问题突出,不得不寻找其他更好的路径。近年来,随着人们对能量密度的追求,这个研究方向又有“满血复活”的趋势,这个我们后面会讲到。   为了实现能量存储和释放过程中的化学稳定性,即电池充放电循环的安全性和长寿命,我们需要一种电极材料,在需要活泼的时候活泼,在需要稳定的时候稳定。经过长期的研究和探索,人们找到了几种锂的金属氧化物,如钴酸锂、钛酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、镍钴锰三元等材料,作为电池正极或负极的活性物质,解决了上述问题。如上图所示,磷酸铁锂的橄榄石结构也是一种非常稳定的正极材料结构,充放电过程中锂离子的脱嵌,并不会造成晶格坍塌。题外话,锂金属电池确实是有的,但与锂离子电池相比,几乎可以忽略不计,技术的发展,最终还是要服务于市场。   当然,在解决了稳定性问题的同时,也带来了严重的“副作用”,就是作为能量载体的锂元素占比大大降低,能量密度降了不止一个数量级,有得必有失,自然之道啊。   负极通常选择石墨或其他碳材料做活性物质,也是遵循上述的原则,既要求是好的能量载体,又要相对稳定,还要有相对丰富的储量,便于大规模制造,找来找去,碳元素就是一个相对优解。当然,这并不是唯一解,针对负极材料的研究很广泛,后面有论述。   电解质是干嘛的?通俗的讲,就是游泳池里面的“水”,让锂离子能够自由的游来游去,所以呢,离子电导率要高(游泳的阻力小),电子电导率要小(绝缘),化学稳定性要好(稳定压倒一切啊),热稳定性要好(都是为了安全),电位窗口要宽。基于这些原则,经过长期的工程探索,人们找到了由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、和必要的添加剂等原料,在一定条件下、按一定比例配制而成的电解质。有机溶剂有PC(碳酸丙烯酯),EC(碳酸乙烯酯),DMC(碳酸二甲酯),DEC(碳酸二乙酯),EMC(碳酸甲乙酯)等材料。电解质锂盐有LiPF6,LiBF4等材料。   隔离膜则是为了阻止正负极材料直接接触而加进来的,我们希望把电池做的尽可能的小,存储的能量尽可能的多,于是正负极之间的距离越来越小,短路成为一个巨大的风险。为了防止正负极材料短路,造成能量的剧烈释放,就需要用一种材料将正负极“隔离”开来,这就是隔离膜的由来。隔离膜需要具有良好的离子通过性,主要是给锂离子开放通道,让其可以自由通过,同时又是电子的绝缘体,以实现正负极之间的绝缘。目前市场上的隔膜主要有单层PP,单层PE,双层PP/PE,三层PP/PE/PP复合膜等。   4. 锂离子电池的完整材料构成   除了上面提到的4种主要材料之外,要想把锂离子电池从实验室的一个“实验品”变成一个可以商业化应用的产品,还需要其他一些不可或缺的材料。         我们先看电池的正极,除了活性物质之外,还有导电剂和粘结剂,以及用作电流载体的基体和集流体(正极通常是铝箔)。粘结剂要把作为活性物质的锂金属氧化物均匀的“固定”在正极基带上面,导电剂则要增强活性物质与基体的电导率,以达到更大的充放电电流,集流体负责充当电池内外部的电荷转移桥梁。      负极的构造与正极基本相同,需要粘结剂来固定活性物质石墨,需要铜箔作为基体和集流体来充当电流的导体,但因为石墨本身良好的导电性,所以负极一般不添加导电剂材料。   除了以上材料外,一个完整的锂离子电池还包括绝缘片、盖板、泄压阀、壳体(铝,钢,复合膜等),以及其他一些辅助材料。   5. 锂离子电池的制作工艺   锂离子电池的制作工艺比较复杂,此处仅就部分关键工序做简单描述。根据极片装配方式的不同,通常有卷绕和叠片两种工艺路线。   叠片工艺是将正极、负极切成小片与隔离膜叠合成小电芯单体,然后将小电芯单体叠放并联起来,组成一个大电芯的制造工艺,其大体工艺流程如下:      卷绕工艺是将正负极片、隔离膜、正负极耳、保护胶带、终止胶带等物料固定在设备上,设备经过放卷完成电芯制作。         锂离子电池的常见外形主要有圆柱形和方形,根据壳体材料不同,又有金属外壳和软包外壳等。    更多
2016 04 01
本文来源:新能源汽车新闻EV 张凯 (上) 随着我国新能源汽车销量的不断攀升,一些新材料电池层出不穷。比如,“充电8分钟可续驶1000公里”的石墨烯电池、“循环7500次后容量几乎没有衰减”的铝空气电池......一时间,这些新型电池被炒得沸沸扬扬,报道中不乏“颠覆”、“革命”等词语。这些内容可能会让一些人感到惊讶,也可能让一些人听上去摸不着头脑。没关系,《新能源汽车新闻》从本期开始将进行一系列关于新能源汽车动力电池方面的报道。 电池=心脏 如果说传统汽油车的“心脏”是动力系统,那么新能源汽车的“心脏”则是电池系统,因为电池品质的优劣直接关系到车辆续驶里程的多少、使用过程是否简单高效等。电池作为电动汽车的动力源,一直以来都被视为电动车发展的重要标志性技术,但同时也是制约电动车发展的瓶颈。 新能源汽车中电池的分类: 电池从广义上讲主要可分为化学电池、物理电池和生物电池三大类,其中化学电池和物理电池已经应用于量产电动汽车中,而生物电池则被视为未来电动车电池的重要发展方向之一。 铅酸电池: 中国电子科技集团第十八研究所电池专家肖成伟表示:“目前,国内铅酸电池主要应用在低速电动车领域。另外,我们常说的‘汽车蓄电池’就是铅酸电池,它可以用来给车辆提供启动电流以及给车内用电器供电等。” 通过上述表格不难看出,铅酸电池在低温下的放电性能要优于锂离子电池,足以应对中国绝大多数地区的恶劣环境。另外,大电流特性也是铅酸电池的另一个优点。一般来说,汽车在启动时的瞬间电流大都在200A以上,就目前的锂离子电池正负极材料石墨和钴酸锂而言,二者都不属于高功率型负极材料,在高倍率下性能会急剧下降;而当前技术比较成熟的高功率型负极材料钛酸锂和正极材料磷酸铁锂,又存在着胀气和低温性能差等“硬伤”,二者都会让电池的性能快速衰减,还可能带来安全隐患。 镍镉电池: 镍镉电池可重复500次以上的充放电,经济耐用。其内阻很小,既可以快速充电,又可为负载提供大电流,而且放电时电压变化很小,是一种非常理想的直流供电电池。 镍氢电池: 相比镍镉电池,质量更轻、寿命更长,而且在电量储备方面增加30%,但是镍氢电池的价格比镍镉电池昂贵许多。丰田现款普锐斯采用的就是镍氢电池组,但由于记忆效应,即电池在循环充放电过程中容量会出现衰减,过度充电或放电都可能加剧电池的容量损耗,因此使用过程中需要有一套电池管理系统配合使用。 锂电池: 锂电池主要由两部分构成,电芯和保护板PCM(动力电池一般称为电池管理系统BMS)。电芯相当于锂电池的心脏,管理系统相当于锂电池的大脑。电芯主要由正极材料、负极材料、电解液、隔膜和外壳构成,而保护板主要由保护芯片(或管理芯片)、MOS管、电阻、电容和PCB板等构成。那么,对于锂电池而言,正极材料、负极材料有哪些,分别具有什么特性? 通常情况下,正极材料主要有钴酸锂、镍钴锰酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等材料,负极材料主要有合金系、碳系负极材料等。谈到目前国内电池发展现状时,肖成伟表示:“负极主要以石墨为主,正极材料有锰系材料和高镍材料,两者互相组合可开发出能量密度高、性能稳定的电池。”  综合来看,各类电池有如下优、缺点: (下) 随着我国新能源汽车销量的不断攀升,以及电池技术的不断更新。作为新能源汽车的心脏——动力电池,也由于原材料的差异,被划分成不同种类。例如,铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池,以及锂电池等,它们又凭借各自的优点,均在汽车产业发展的某个阶段被广泛应用,目前,市场主流的动力电池为锂电池。那么,锂电池又有何优势和不足呢?未来电池技术将会如何发展呢?  磷酸铁锂电池为什么安全? 磷酸铁锂电池属于锂电池的一种,目前如比亚迪e6、北汽ev160、腾势等一些电动汽车生产厂商均将其作为车辆的动力源。磷酸铁锂电池热稳定性是目前车用锂电池中最好的,当电池温度处于500-600℃高温时,其内部化学成分才开始分解,而同属锂电池的钴酸锂电池在180—250℃时内部化学成分就已处于不稳定状态。换言之,磷酸铁锂电池的安全性在锂电池中首屈一指,也正因如此,其也成为目前电动车电池的主要门类之一。 三元锂电池 为何受到特斯拉青睐? 特斯拉MODEL S使用的三元锂电池的重量能量密度约为200Wh/kg,而磷酸铁锂电池的能量密度约为150Wh/kg,这意味着同样重量的三元锂电池比磷酸铁锂电池的续航里程更长。但是,当三元锂电池自身温度为250-350℃时,其内部化学成分就开始分解,因此对电池管理系统提出了更高的要求。以特斯拉MODEL S车型为例,整车装有7000余节18650三元锂电池,电池管理系统要监测其中每节电池的使用状态,无疑加大了电池管理系统的控制难度。 燃料电池 是未来汽车最理想能源 燃料电池是将化学能转化为电能的发电装置,不是通常所说的“电池”。其能量的来源主要是依靠不断供给燃料及氧化剂产生,而且能量转换效率高、无污染、寿命长、运行平稳,被业界公认为未来汽车的最佳能源。 就当今市场而言,燃料电池汽车离我们并不遥远。去年年底,丰田汽车公司正式在日本国内发售氢燃料电池车“MIRAI”(未来),其续航里程能达到约700km,在行驶过程中只排放水。MIRAI的工作原理为:储氢罐中的氢气与车头吸入的氧气在燃料电池内发生反应,产生的电能驱动电机从而带动车辆,而反应产生的剩余电能会存入到储能电池中。位于车身后部的两个储气罐最大可存储5公斤氢燃料,通常情况下,3分钟就可以完成氢燃料补给。 新型电池技术前瞻:物理电池 物理电池是依靠物理变化来提供、储存电能的电池统称,如“瞬间充满电的超级电容”、“比功率达5000-10000W/kg的飞轮电池”等都属于物理电池家族的成员。 1超级电容 超级电容是一种介于传统电容与电池之间的电源元件,功率密度高达300-500W/kg,是普通电池的5-10倍。它主要依靠双电层和氧化还原假电容电荷储存电能,其间不发生化学反应,因此被归为物理电池的范畴。相比化学电池,超级电容有三大明显优势: ①反复充、放电次数达十万次(传统化学电池只有几百至几千次),寿命上要比化学电池高出很多; ②超级电容在充、放电时的功率密度极高,瞬间可放出大量电能,可满足车辆更加宽泛的电力需求; ③工作环境适应能力更佳,通常室外温度在-40℃~65℃时,其都能稳定正常工作(传统电池一般为-20℃~60℃)。2飞轮电池 飞轮电池是上世纪90年代提出的一种新概念电池,它是利用类似飞轮转动时产生能量的原理实现充、放电。大名鼎鼎的“ 保时捷911 GT3混合动力赛车”以及被评为当今四大神车之一的“ 保时捷918 Spyder”均在两前轮处安装有飞轮电池,飞轮技术将制动所收集的动能转化为电能,并将能量贮存于一个飞轮之中。在加速过程中,该能量将转移至前轮,在提高加速的同时减少内燃机的燃油消耗。 由于技术和材料价格的限制,飞轮电池的价格相对较高,在小型场合还无法体现其优势。但在太空、大规模交通运输以及军事方面需要大型储能装置的场合,飞轮电池已得到逐步应用。 更多
2016 04 01
这次把梦春从南京拉过来,也是第一次见他,他讲的题目是电池系统的功率限制。 Power Limit的东西,没有和HEV打交道可能没体会。 HEV的窗口开的很小,而BEV就是简单的干脆用完拉倒,PHEV在满电和BEV一样,到了用电结束则使用了比HEV更小的窗口。 HEV在1度电左右,PHEV在4~16度电,所以整个维持阶段的SOC管控,PHEV要比HEV窗口开的小。 实际在做系统控制的时候,是需要建立一个优化的SOC窗,使用发动机供给发电机给电池多充电,从油耗上考虑就是百公里油耗差个小数点。 下面这个示意图是个简图,表面在SOC不同策略下,VCU对应的基本策略,实际看到的结果,在工况里面就是SOC在维持波动。 其实电池的温度信息,大家都在着力做改进,温度对于电池的保护至关重要。悖论的是,整个电池内温度的控制,则是需要和整车的热系统进行比较好的耦合的,完全根据电池的耐受与保修成本来和整车的HVAC系统相妥协。 对于VCU需要得到的一个功率限制,是一个三维表,包含温度、SOC。有一点各家可能不一样,这个SOC可能包含了当前的容量信息,也就是把BOL和EOL的区别也放进去了,这是一个多参查询表。 小结: 1)对电池而言,计算保护自己的功率限制是很重要的,这个数据做出来,然后通过VCU管控逆变器调控。 2)如果做的不好,就会发现有趣的一个现象,急刹车电池那边出现过流切断主继电器导致动力失去 3)BMS要做的好,本质上,就是对电池数据的大量实验构建模型结合Field Test修正,这是一个闭合回路,真正BMS的价值在软件和同等需求/电池容量&电池保修/寿命 更多
2016 04 01
截至目前,比亚迪新能源汽车的足迹已经遍布全球五大洲,36个国家和地区,超过160个城市和地区。中国汽车工业在做了60年的跟随者之后,比亚迪终于让国人扬眉吐气,在全球汽车行业的发展历史上,烙下了属于中国汽车企业自己的特殊印记。 比亚迪拥有IT、汽车和新能源三大产业群与国际化品质管理体系,其一直致力于技术创新、品质提升和新能源发展。 比亚迪是中国汽车企业中,或者也可以说是世界的汽车企业中,坚持新能源汽车发展战略最坚强的公司之一。一直以来,中国在新能源汽车战略上起起伏伏,发展方向也有不同的探讨。但是比亚迪却一直咬定青山不放松,新能源汽车战略始终被作为比亚迪的战略方向。从最早的纯电动车e6,到插电式混合动力汽车F3,比亚迪几乎没有在新能源汽车发展战略上中断过。 2015年2月,比亚迪赢得了开年头彩——瑞典埃斯基尔斯蒂纳市的电动大巴订单。 2月底,比亚迪又成功登陆日本京都,是首个进入日本市场的中国汽车品牌。 3月底,比亚迪又拿下了13台纯电动大巴及配套充电设备的招标项目。 10月末,主席访英,比亚迪制造的全球首台零排放纯电动双层大巴在英国伦敦兰开斯特宫亮相。 目前亚洲邻近国家或城市皆有采用比亚迪的产品,台湾苗栗客运也在2014年4月正式启用比亚迪汽车的K9全电动巴士。据比亚迪官方表示,目前已经为全球超过150个城市打造超过5,000余辆大客车,未来也将持续将触角延伸至更多地区市场。 在连续6个月销量第一之后,比亚迪实现了中国汽车企业质的飞跃,1-10月的累计销量使比亚迪终于坐上了头把交椅,登上了全球第一的宝座。单月、累计销量双双第一,奠定了比亚迪在新能源行业的霸主地位,标志着比亚迪正式成为全球最大的新能源汽车企业。 那么未来,比亚迪一定会因为今天在新能源汽车市场的坚持和成果而更上一层楼! 比亚迪(BYD),build your dreams,成就梦想。 幸运的是,深圳比亚迪股份有限公司已经确定出席第四届中国动力储能电池技术及材料大会,本届大会将于2015年12月27日至29日在北京京瑞温泉国际酒店正式召开,这样与比亚迪零距离接触的机会你真的要错过吗? 更多
2016 04 01
你的电瓶是哪种? 普通蓄电池 优点:电压稳定、价格便宜 缺点:寿命短、日常维护频繁干荷蓄电池 优点:储电能力高 缺点:需要维护,但较普通蓄电池维护次数少免维护蓄电池 优点:耐震、耐高温、体积小、自放电小 缺点:价格相对较高 虽然现在大部分车主都在使用免维护蓄电池,但不管是哪种蓄电池,寿命一般是2至3年。过了这个期限就要特别注意平时蓄电池的保养了,必要时还是及时更换,以免发生危险。 突然,灯亮了! 老天垂怜,当免维护蓄电池有问题时,指示器的灯亮起来了,它是在给你挽救的机会,千万不要错过。 我们以市场上广泛使用的德尔福免维护蓄电池为例: 德尔福蓄电池盖上装有显示电池荷电状态的指示器,指示器亮起不同颜色的灯就显示电瓶不同的状态: 绿色灯 当指示器显示绿色时:我很好,身强力壮么么哒! 说人话:可正常使用!黑色灯 当指示器显示黑色时:我要饿晕啦,快喂饱我! 说人话:请及时充电!白色灯 当指示器显示白色时:命不久矣,买买买! 说人话:要立即更换! “是谁‘杀’了你的汽车蓄电池” 1、音响改装、其它的车载用电器(有许多车主将车厢当成了等候过程中的玩乐空间,这也使许多车主的汽车电瓶使用寿命短到3、4个月就报废掉)。 2、停车时过度用电。 3、熄火后点烟器还在继续工作,也不拔掉外接设备。 4、熄火前不关闭多媒体或空调系统。 5、长时间或频繁打火。 6、短途低速行车。 看嘛,凶手名字叫:用电不当! (有时候四个字的名字不一定是日本人) 它还能活多久 好吧,要是傲娇的你就是不看指示灯的暗示,但又想知道电瓶咋样了,这时先看看车子是什么情况: 如果在车辆发电机回冲电正常、电器没有漏电搭铁的情况下,你的汽车蓄电池基本可以使用3年左右。 如果感觉充不进电或者启动无力,大灯明显变暗? 那你就要先把它喂饱了:将电瓶取下用充电机充12-24小时。 如果喂饱了还不罢休?而里程数又达到了5万公里以上,发电机并没有故障。 无力回天啦,一个字:换! 跟上市场需求,跟随国民选择,换一个德尔福免维护蓄电池就不错,性价比高,车主口碑也好,其价格根据电瓶型号不同在200多元到1000多元不等。 德尔福蓄电池好不好? 不看广告,看“疗效” 产销量世界第一, 劳斯莱斯都用它! 那我平时也不怎么用车,用不到电瓶,放久了它会死吗? 已装车使用的电池,若长期不用时(一般指超过15天),请从车上拆下并存放在通风干燥之处,每隔3—6个月(视指示器显示情况而定)对电池充电一次。 关于德尔福 德尔福集团成立于1890年,是全球领先的移动电子产品和汽车系统供应商,为整车制造商与售后市场提供包括动力总成、安全、热交换、控制和防盗系统、电气/电子架构,以及车载娱乐和通讯技术。目前在全球拥有5大事业部、15家研发中心、逾16万名员工,以及超过4500家维修服务中心。 2015年,德尔福集团与好快省公司达成战略合作,在中国市场共同运作德尔福汽车养护连锁品牌,致力于推动中国汽车服务行业的发展,最终为中国的车主带来优质、便捷、超值的服务体验。 ☎ 加盟咨询热线:4000 911 900 转9 点击查看更多德尔福及加盟政策 更多
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