被逼的丰田如何选择电池?

2019-09-18 07:57:49 太阳能发电网
从镍氢电池到锂离子电池、固态电池,还有丰田已经投放市场的Mirai搭载的氢燃料电池,丰田在“稳”的基础上尝试更多的可能性。所以无论未来风吹向哪里,丰田都能赶上,甚至能凭技术带起一股风潮。马斯克一直对外界表示:固态电池并不是动力电池的未来,而氢燃料更是“蠢得令人难以置信”。而丰田却坚持:我们不会放弃氢电力燃料电池技术

从镍氢电池到锂离子电池、固态电池,还有丰田已经投放市场的Mirai搭载的氢燃料电池,丰田在“稳”的基础上尝试更多的可能性。所以无论未来风吹向哪里,丰田都能赶上,甚至能凭技术带起一股风潮。


马斯克一直对外界表示:固态电池并不是动力电池的未来,而氢燃料更是“蠢得令人难以置信”。


而丰田却坚持:我们不会放弃氢电力燃料电池技术。


相比于马斯克的决绝,丰田在动力电池行业,似乎更愿意尝试多种可能。


从镍氢电池开始,丰田从上个世纪就开始布局电池业务。


丰田为什么如此钟情于镍氢电池


但是有一个规律是,丰田一直没放弃镍氢电池。


一向以混合动力技术见长的丰田,最先开始着手的是适用于油电混合车使用的镍氢电池。


第一代普锐斯,搭载的就是PEVE生产的圆柱形镍氢电池,产自日本爱知县的丰田工厂里。


等到第二代普锐斯上市,圆柱电池就被换成了方形镍氢电池,丰田称是为了优化电池包内部空间,提升系统能量密度。


但是无论是圆柱还是方形,从1997年第一代普锐斯到如今的卡罗拉、凯美瑞,丰田都一直这么钟情于镍氢电池。


为什么呢?主要原因还是因为丰田独有的混动技术。


目前,丰田推出的车型中,主要车型为油电混合车。


对于油电混合车来说,电池最主要的工作不是续航里程,而是配合电机辅助发动机达到最佳状态,两者结合省油控制成本才是关键。

 


油电混合车在运行过程中,发动机的作用是在高速状态下保持平稳运行,而电动机工作时间主要在启动阶段和低速行驶阶段,此外电动机还会自动转化为发电机将车身运转所产生的能量转化为电能储存在电池中。


这样一来,油电混合车在行驶过程中能否更安全、快速充放电以及成本预算才是丰田要考虑的事情。


首先从安全性来看,镍氢电池采用的是不可燃的水溶液,不会出现像锂电池那样析锂现象。


另一方面,镍氢电池的比热容、电解液蒸发相对较高、能量密度较低,即使发生短路、刺穿等极端情况,电池升温也不大会引起燃烧。


此外因为镍氢电池不含剧毒物质,主要成分为镍、稀土,回收起来比较安全,难度较小,回收再利用程度比较高。


成本上来看,有报告显示,在2010年之前,镍氢电池每瓦时电池成本几乎是与镍氢电池持平的。


所以在早期来看,使用镍氢电池相对来说成本是比锂离子电池低的。


此外,由于混合动力系统在合理动力输出下,行驶过程中一般用到的电池容量在10%左右,极端情况下最大用电量也只能到40%,所以电池剩下60%电量是用不到的。


这种“浅充电”的电池管理方式能极大延长电池寿命,充放电循环次数可到10000次以上。所以在长期成本控制上,镍氢电池相对来说很有优势。


此外,镍氢电池技术相对较成熟,产品质量控制难度低,良品率较高,成本相对较低。


技术上来看,镍氢电池快速充放电能力及放电平稳的特性也适合混动动力车的工作模式。


有数据显示,在满电存放的情况下,镍氢电池每月电量会自行释放25%-35%,而锂离子电池每月自放电率只有5%-9%。镍氢电池如果只在容量的40%-60%之间来进行,可以充放电上万次。普通锂离子电池充放周期在500次左右,镍氢电池大概两千次左右。


在无需考虑充电时间的情况下,镍氢电池具备快速充放电和发热量小、放电平稳的特性比较适合混合动力系统的工作方式。


所以,一向稳健的丰田选择了更适合与其混动技术配套的镍氢电池。


但是,丰田并没有把整个生命线全放在镍氢电池上面,丰田在第四代普锐斯高配版及插电版搭载的就是锂离子电池。


 



作者:Leon 来源:NE时代 责任编辑:jianping

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