目前,行業(yè)內(nèi)圓柱電芯的模組成組效率約為87%,系統(tǒng)成組效率約為65%。對于不規(guī)則的動力電池箱體,圓柱動力電池可充分利用空間,相對方形和軟包更有優(yōu)勢。通過減小電芯間距和模組輕量化,可使模組成組效率得到較大提高。
軟包電芯模組成組效率約為85%,系統(tǒng)成組效率約為60%。軟包電芯的單體能量密度比圓柱和方形有更高的提升空間,但對模組設(shè)計要求較高,安全性不易把控。
在成組效率方面,相較于軟包和圓柱動力電池,方形動力電池的成組效率更高。方形電芯的模組成組效率約為89%,系統(tǒng)成組效率約為70%。方型電芯更適用于規(guī)則箱體,電芯體積變大有利于提高電芯能量密度,后續(xù)模組成組效率提升空間有限,有賴于單體電芯能量密度的提升。
如果按照目前的系統(tǒng)成組效率計算,要達(dá)到《促進(jìn)汽車動力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動方案》提出的2020年新型鋰離子動力電池包能量密度260Wh/kg的要求,那么,圓柱單體電芯就需要達(dá)到400Wh/kg,軟包單體電芯能量密度要達(dá)到433Wh/kg,方形單體電芯能量密度需要達(dá)到371Wh/kg。顯然,2020年單體電芯能量密度要達(dá)到這個水平有難度,那么,進(jìn)一步提高動力電池的成組效率就變得十分必要和緊迫。
模組優(yōu)化設(shè)計可以從多個方面著手,對于圓柱來說,業(yè)內(nèi)新研發(fā)了21700電芯,相較于18650,電芯直徑變大后,動力電池支架板和集流片孔變大,相應(yīng)重量減輕,動力電池包中電芯數(shù)量減少,同時焊接配件的數(shù)量也相應(yīng)減少。
在鋰動力電池成組技術(shù)中,最重要的是電池管理系統(tǒng),它是動力電池包的“大腦”,它像“管家”一樣,包攬所有的工作,從監(jiān)控每一級動力電池的物理變量,環(huán)境溫度,到系統(tǒng)級的動力電池包性能估計,在線診斷與預(yù)警,充、放電與預(yù)充控制,熱、冷管理等。大電流主動均衡技術(shù)是電池管理系統(tǒng)中最核心的技術(shù),它需要解決的是動力電池包在使用過程中衰減的問題,也就是要確保續(xù)航里程穩(wěn)定及可預(yù)測的問題。
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