不久前,大型动力总成新闻涉及捷豹路虎发动机制造中心等新发动机工厂的启动。现在,人们的注意力已经转向电池制造和生产电动汽车用锂离子电池的最佳方法。
有些公司,如特斯拉,对确切的细节守口如瓶,但锂离子电动汽车电池都有相同的基本组件。单个电池被布置成模块,这些模块通过高压连接器(母线)连接在一起,并被封装成一个单独的电池组。另外两个主要组件是电池管理系统和液体冷却系统,电池管理系统控制和监测电池性能和行为的各个方面。
单个电池的工作方式大致相同,阳极和阴极被一层薄的聚合物层隔开,周围环绕着电解液,但这些组件可以卷成圆柱形电池,组装成袋子(有点像猫粮),或者形成棱柱形状。内部的化学成分可能会非常不同,每一种都有利弊,而且它们还在继续演变。
第一代日产Leaf配备了24kWh的锂锰氧化物电池(LMO)。所有锂离子电池都依赖电子设备来防止充电或放电过程中出现的不受控制的过热,即所谓的热失控,但LMO的好处是本质上是安全的,但代价是能量密度等其他因素。但这项技术已经演变。宝马i3和2019 62kWh Leaf配备了锂镍锰钴氧化物(NMC)电池。从电动工具到电动汽车,这些都是最受欢迎的选择,提供了大多数世界最好的东西。Leaf电池的结构也不同,电池通过激光焊接连接在一起,因此日产可以根据电池的配置进行更改,以获得更大的灵活性。
大众的ID 3‘S电池组是一个简单的布局,最多有六个模块,每个模块包含24个电池,组成一个408V的电池组。与Leaf一样,大众电池也是NMC,但这并不意味着它们是相同的,因为制造商与电池供应商合作,微调主要成分的数量,发挥各自的优势。镍有利于高功率密度,但其本身的稳定性较差。锰是稳定的伙伴,两者是很好的结合。镍比钴占优势,因为它更便宜。阳极上的少量硅起到了提高能量密度的作用。
大众已经公布了2020年的细节,显示了使用新一代NMC 811阴极的情况,该阴极由80%的镍和10%的锰和钴组成,阳极为20%的硅。
通过对这些因素进行调整,并非不可想象的是,有一天,制造商可以提供不同水平的电动汽车系列的性能,而不仅仅是产能,并可选择GT电池组和动力总成。这纯粹是猜测,但就像今天的发动机在机械上有时是一样的,性能版本被映射为以更高的价格产生更高的功率输出,同时降低了经济性,有一天电池会以类似的方式配置吗?
低碳燃料与电动汽车
里卡多的一项研究估计,到2050年,如果引入低碳液体燃料作为汽油和柴油的替代品,汽车和轻型车辆的温室气体排放(GHG)可以减少87%。研究发现,这种影响大约相当于电动汽车的大规模推广。然而,基础设施的公共财政成本将低得多,约为3300亿GB,而略高于7000亿GB。
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