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研究了20年的動力電池 告訴你套路多深!

發布時間:2017-02-21 點擊數:602

盡管豐田在2016年才宣布要正式開發純電動汽車,不過這個臨國的汽車巨頭其實在鋰電池方面的研究還是很有一套,并且應該很有效果,值得學習威尼斯人彩票注册。

豐田自1997年率先量產其混合動力汽車Prius以來,便一直在混合動力汽車市場占據絕對的領導地位,2003、2009年又發布了Prius二代和三代,不過都是使用的NiMH電池。直到2011年Prius Alpha,開始使用鋰電,此時的鋰電池為一代鋰電池。在2016年,第4代Prius,豐田開始使用最新的二代鋰電池。

在鋰電池的研發上,豐田的思路是:第1代鋰電池解決安全可靠性問題威尼斯人彩票注册,尤其是強調電芯的自身的安全性;第2代鋰電池,強調更好的性能,高能量密度,高功率。

影響鋰動力電池的風險因子,豐田分析包括:過充、外短路、碰撞、內短路。

對于過充,系統層面,采用雙檢測系統,同時對電芯和模組的電壓進行檢測威尼斯人彩票注册;對于外短路威尼斯人彩票注册,系統層面主要是通過電流關斷系統和主回路保險絲方案,電芯層面應對過充和外短路主要思路是,當達到一定溫度時,能自動切斷電流,這主要是通過對材料、電極和結構來實現威尼斯人彩票注册。

對于碰撞,總的思路是通過車身和電池包本身的結構強度來進行防護威尼斯人彩票注册,而在電芯層面威尼斯人彩票注册,豐田是下了一番工夫研究威尼斯人彩票注册,采用了“隔熱層”(Heat Resistant Layer,HRL)設計威尼斯人彩票注册。HRL也被用來應對電芯的內短路風險,因為電芯的內短路,目前整個系統層面是毫無應對方案的威尼斯人彩票注册。

隔熱層HRL的主要思路為威尼斯人彩票注册,將HRL置于正負極之間威尼斯人彩票注册,能夠阻止在極端情況下威尼斯人彩票注册,隔離膜的塌縮,從而即使在急劇溫升時也能保證電芯一定的阻值。在第1代鋰電池上,HRL被涂在電芯的正極上。

豐田第1代鋰電池示意圖

通過測試驗證表明,這種設計方案能較好的應對內短路。

測試方法(改進的JISC8714)

測試結果

為了驗證1代鋰電池的安全可靠性,豐田于2006-2009年推出150輛示范車輛去跑,2011年才正式用于量產的Prius Alpha。通過對這些車輛電池數據的收集與分析,基本論證了1代電池的設計方案。在1代電池的基礎上,進一步研發滿足各種高性能要求的2代鋰電池。

對電動汽車而言,安全永遠是第1位的。從去年的各種政策、規范和標準威尼斯人彩票注册,國家也正是這樣的一種思路導向,首先要保證安全性,在此基礎上,會進一步對相關的其他性能提指標威尼斯人彩票注册,如能量密度等。

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