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淺析新能源汽車電池技術所存在的問題及對策

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  摘 要:傳統汽車主要由傳統燃料驅動,傳統燃料利用內燃機燃燒汽油和其他燃料來產生驅動力。新能源汽車采用最新的驅動技術和動力控制技術,確保內部能量和動力之間的轉換。新能源汽車的應用可以有效地減少二氧化碳等有害氣體的排放,從而促進環境的優化,為社會的健康可持續發展提供動力。因此,應加強對新能源汽車電池技術的研究,為汽車工業的發展提供技術支持。
  關鍵詞:新能源汽車;電池技術;問題;對策
  1 新能源汽車電池技術發展的意義
   新能源汽車的核心是電池,因此電池技術的發展直接制約新能源汽車的整體發展。例如世博集團電池系統公司總裁Karsten Hang博士曾經提出“在短時間內電動車受限于電池能量密度和持續里程的制約”??梢娙绾翁岣唠姵丶夹g發展是新能源汽車產業發展所必須要解決的問題之一。實踐證明加強新能源汽車電池技術具有重要的現實意義:首先加強新能源汽車電池技術發展是提高新能源汽車性能的關鍵。電池是新能源汽車的核心,完善新能源汽車電池技術不僅可以解決新能源汽車行駛里程的問題,而且還能有效降低汽車行駛中的噪音問題,大大提高了新能源汽車的舒適度,滿足了消費者的要求;其次電池技術發展也是降低電池成本的重要舉措。
  2 新能源汽車電池技術所存在的問題
   目前制約新能源汽車電池技術發展的因素主要是電池的安全性和容量密度問題。結合對相關文獻資料的分析研究,目前我國新能源汽車電池技術所存在的問題主要表現為:(1)電池容量密度問題沒有得到很好的解決。根據調查造成新能源汽車不被人們認可的重要因素就是由于電池的密度不高,導致電池續航里程相對較差。例如單質硫的電子導電性和離子導電性差,硫材料在室溫下的電導率極低(5.0×10-30S·cm-1),反應的最終產物Li2 S2和 Li2S也是電子絕緣體,不利于電池的高倍率性能;(2)電池裝配技術不高,導致在制造的過程中存在尺寸偏差。由于新能源汽車電池散熱風扇的整體式外轉子葉片的數量比較大,一般為41片,因此在具體的制造安裝的過程容易因為安裝尺寸要求不規范而導致外轉子偏離出現風扇振動;(3)電池檢測技術有待提升,檢測人員質量意識不高。造成電池散熱風扇軸向振動的重要因素就是電池的檢測技術不高,檢測人員質量控制意識淡薄造成的。例如在電池風扇檢測中仍然采取較為傳統的檢測技術,而忽視了仿真環境的檢測,結果造成新能源汽車在實際應用中容易因外界環境等因素而造成振動。
  3 提高新能源汽車電池技術的具體對策
   從宏觀角度分析,提高新能源汽車電池技術需要從以下方面入手:
  3.1 增加對電池容量有貢獻的材料的性能
   具體措施就是:(1)使用熱發揮更大的材料:例如正極的富鋰材料、高電壓三元材料、高電壓鈷酸鋰材料、二元材料等;負極的軟碳硬碳、硅錫基化合物等。(2)使用壓實密度更大的正負極材料。(3)使用粘結性、導電性更好的活性物質:這樣可以減少粘結劑、導電劑在敷料中的含量,從而提高單位質量敷料所能發揮的容量;另外粘結劑、導電劑的用量減少也可以提高材料活性物質的壓實等加工性能。(4)使用厚度反彈更小的材料:鋰離子電池循環后,厚度會有一定的反彈;設計時需要預留循環后的反彈厚度;而當使用了厚度反彈更小的材料時(依目前所見來看,這些材料也同時是循環性能很好的材料),則可以將省掉的厚度反彈預留空間轉給電芯的設計厚度,從而增加電芯的設計容量。
  3.2 純電動汽車電池技術分析
   作為純電動汽車的全部動力能量來源,汽車電池的電能從電網當中獲取,并通過充電和電池更換的方式保障汽車的正常行駛,因此,電動汽車要想進一步擴大其商業化應用的范圍,需要向傳統汽車性能水平靠近,所以對汽車電池的要求會比較高,需要電池達到以下幾項要求,其中包括爬坡能力、汽車加速能力以及汽車的行駛里程,同時電池的價格也是純電動汽車的劣勢之一,純電動汽車的大部分成本要花在電池上,所以,電池的價格對純電動汽車的價格有決定性作用,為了進一步開發高效的汽車電池,很多發達國家都投入了大量的人力、物力、財力,并且將研究中心放在了鋰電池上,主要是因為鋰電池具有以下幾方面優勢,分別包括循環特性好、無記憶效應、自放電小以及功率密度高等,同時鋰電池對環境產生的污染程度比較小,能夠在溫度比較低的情況下工作。當下大部分純電動汽車主要以磷酸鐵鋰電池為主。
  3.3 提高電池檢測技術,提升電池技術團隊素質
   基于新能源汽車技術的不斷發展,為消除電池技術問題,提高新能源汽車性能:一方面要提高電池的檢測技術,通過檢測技術及時消除電池潛在故障,促進電池技術的發展;另一方面要加大人才培養,提高我國新能源電池技術的整體發展。新能源汽車企業要加強與高校的聯系,建立科研基地,提高新能源汽車電池技術的發展。同時新能源企業要加強電池技術的自主研發能力,提高核心技術。
  3.4 提高電池技術的安全性
   針對目前市場中出現的因電池發熱而導致火災現象,需要從提升電池的冷卻方式入手,熱管理系統主要負責控制溫度,確保電池一直處在一個合理的運行溫度下。通常,熱管理系統由整車控制器控制,在電池包溫度異常時,通過空調系統進行及時散熱或者加熱,保證電池安全以及壽命。
  4 結論
   綜上所述,隨著科學技術的不斷創新與發展,汽車領域的各項技術水平得到快速提升,通過對電子技術、計算機技術等技術的應用,使得汽車在安全駕駛、底盤以及發動機方面得到了突破,大大提升了汽車的各項性能,但隨著新能源汽車概念的提出,相關的技術已經充分應用到新能源汽車當中,大大促進了新能源汽車的發展,因此,要加強對新能源汽車技術的研究和發展,從而解決新能源汽車技術中存在的弊端,從而促進新能源汽車朝著無人駕駛、智能操作等方向發展。
  參考文獻:
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