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新能源汽车电池的种类有哪些,未来谁将是主流

西门子新闻内容   查阅次数:6088   更新时间: 2020-03-17 22:44

我们都知道,动力电池组是新能源汽车最为核心的部件之一,现在的动力电池组主要是分为铁锂、三元以及固态三种类型。而未来,笔者认为,动力电池组将会以固态电池组为主。

我们先来看看铁锂电池。铁锂电池主要为磷酸铁锂材料,也就是我们俗称的锂电池组。这套电池组对比传统的铅酸蓄电池组,无论是在工作电压、能量密度还是在循环寿命等方面,都要有优势。不过,这套电池组的缺点在于续航里程表现较短,所以说这种电池组以后会逐步被其他电池组所取代。再来谈谈三元锂电池组,这也是锂电池组的一类,也是现在最主流的动力电池组。这种电池组的正极材料,一般就是钴酸锂。这套电池组对比磷酸铁锂电池组,续航里程表现明显要强得多,因此被广泛应用于新能源汽车上。但是,三元锂电池组的起火点较低,因此对于保护要求较高。

最后就是固态电池组,也是未来电池组的发展方向之一。这套电池组对比三元锂电池组,能量密度要大很多,可以很好地提升车辆续航里程表现,很值得期待。

数据中心使用锂电池有什么优势,未来将会面临什么挑战

数据中心在中国的扩张速度可谓惊人,铅酸电池可以说是数据中心运维人员头痛又无奈的存在,此情况下,具有体积小,重量轻,密度高和易用性强等特点的锂电池则逐渐走上前台。锂电池性价比日趋上升。为什么要用锂电?铅酸电池在通信行业领域数十年来长期占主导地位。但铅酸电池循环寿命短、占地大、对机房承重要求高,生产制程容易造成环境污染,各国的铅酸电池发展都趋于萎缩,中国铁塔已经明确不再招标铅酸电池。

锂电天然具有能量密度高、占地小、长循环寿命等铅酸不具备的优势。伴随着铅酸电池市场占有率快速下降,锂电池在全球的应用急剧增加,其中5G站点几乎全部被锂电池覆盖,数据中心的锂电应用在国外一些大型的ISp客户也在开始规模使用。可以预测未来3~5年时间,锂电池市场份额将接近或超过铅酸电池,锂电池未来占据市场主导已经是各领域的共识。

相比铅酸电池,采用锂电池的UpS能减少占用空间达50-80%,而使用寿命则长达15年以上。随着技术进步和国家对环保要求的提高,全国80%的中小规模铅酸蓄电池工厂关闭,而铅酸电池的必备原材料铅,价格更是一路走高。虽然目前锂电池的价格仍然是铅酸电池的2倍左右,但考虑到技术优势以及全生命周期价值,锂电池的优势仍然十分明显。且两者的价差在未来会越来越小。

储能式锂电池UpS的效率高达98%,比传统在线式UpS高出5%~10%,这使得运营成本大大降低。以一座3MW的数据中心来说,供电效率每提高1%,一年节省电费就超过100万元。

随着锂离子电池的能量密度和安全性能的持续提升、成本的持续降低,锂电在通信领域、电力领域、动力汽车领域、数据中心等领域的需求越来越大,锂电正在向着成为新一代主流能源的方向稳步迈进。锂电相对于铅酸有者低承重要求、占地小、能量密度高、循环寿命长等天然优势,所以,未来随着锂电池成本进一步降低,锂电池在数据中心必将大量应用。

锂电时代已来。无论是安全性能,还是全生命周期的投资成本,锂电都已为数据中心领域的大规模商用做好了充足的准备。UpS作为数据中心供电稳定的最后防线,却因为锂电成本暂时偏高,大部分还在使用铅酸电池。数据中心锂电池大量应用除了要解决可靠性及成本问题,事实上,用户在应用锂电池时还存在诸多问题,这些问题也将成为未来锂电大量应用的关键考量。

挑战1:多柜并柜均流问题,多柜并联放电,因电芯内阻、容量等不一致、配电的差异等导致的柜间放电不均流,尤其是在短时大电流放电时,造成电池柜逐个过流保护。

挑战2:新旧电池柜在线扩容问题,锂电系统在应用过程中,无法避免部分失效率的问题;或者因负载增大而扩容的需求;就会有新旧电池柜并联使用的场景。新旧电池柜混用因内阻、容量的不一致,会导致严重偏流,甚至导致单电池柜过流断开。

挑战3:电芯串联均压问题,单组电池内电芯内阻容量等不一致,导致单电芯充电过压,使得整个电池系统无法充满电。

挑战4:故障维护问题,单串锂电池组内某个电池模块故障,引起整组锂电池无法正常工作,如何快速维护更换。

挑战5:消防问题,当锂电池入列微模块数据机房,假如锂电柜内发生火灾,如何将火灾控制在机柜内部,不扩散到周边ICT设备?

数据中心使用锂电池的优势:1.循环次数可达5000次,使用寿命长;2.磷酸铁锂高稳定电芯,热失控不起火;3.智能均压控制,单模块故障可正常运行;4.三层BMS系统,层层保障锂电池可靠性;5.能量密度高,相对铅酸节省70%占地面积;6.智能锂电池管理系统,节省80%日常运维成本。总结:在不久的将来,锂电的成本优势会愈发明显,锂电必将在数据中心大规模应用。未来3~5年锂电池市场份额将接近或超过铅酸电池,成为供电市场的主流。