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混合动力车进入锂离子时代(中)

2011-08-26 10:36
逆光飞舞
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  锂电池的正极材料采用了个人电脑电池等使用的LiCoO2(钴酸锂)类正极材料。但还存在能源密度正逐渐接近极限以及成本较高等问题。

  虽然成本更低的LiNiO2(镍酸锂)类正极材料可实现电池的高容量化,但存在热稳定性较低的问题。LiMnO2(锰酸锂)类材料具有成本低、热稳定性高的优点,但容量小和高温保存特性低又是其难题。将这三种材料相混合,调整比例,以获得所需特性,这就是3元类正极材料。

  一个锂电池单元的电压为3.6V,思域混合动力车通过串联40个这种单元组成电池组,获得了144V的电压。比原思域混合动力车的电池组串联132个输出电压为1.2V的Ni-MH(镍氢)充电电池单元获得的158.4V输出电压要低。新款思域的电力容量也由原款的908.5Wh降至676.8Wh,减少了25%左右(图3)。

  不过,由于单元的输出密度增加,新款车电池组的最大输出功率由原来的15kW提高了33%,达到20kW。虽然大幅削减了单元数量,但马达输出功率由原来的15kW提高到了17kW(能量再生时的输出功率为20kW)。另外削减单元数量在成本方面也有好处。“虽然单元的成本比较高,但由于削减了单元数量,因此电池的总成本与原来相同”。

  锂电池提高了输出功率,由于使用的单元数量较少,与其他电池组相比,还大幅实现了小型轻量化。新款电池组的重量为22kg,体积为16L,与原来的31kg、25L相比,重量减轻29%,体积缩小36%(图3)。

思域混合动力车新旧电池组的比较  

  图3:思域混合动力车新旧电池组的比较

  新款思域混合动力车的电池将输出功率提高了33%,体积削减了36%。

  在锂电池的使用上让人花费精力的是逆变器等外围电路。由于电池的内部电阻较低,短路电流是Ni-MH充电电池的10倍。因此,开发初期还发生了“外围电路的开关全部溶解”(本田的藤木)的事故。所以,目前使用的部件全部都根据锂电池特性做了变更。

  当然,电池内部电阻越低越好。因为随着充放电而产生的热量会随之减少。包括电池组在内的IPU内部,虽通过循环空气加以冷却,但“此前是电池产生的热量较大,而新款车则是逆变器的散热成了需要重点解决的课题”。

 

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