03.02 為什麼電動汽車用18650串並聯?

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主要是18650這款電池上市時間很久了,在筆記本等場合一直使用,比較穩定可靠呢,圓柱體電池的物理尺寸增加不止提升能量密度,同時會降低循環壽命和倍率等性能。根據經驗,容量每提升10%,電池循環壽命大約會降低了20%;充放電倍率降低30-40%;同時電池也會有20%左右的溫升,所以一般不能隨便加大電池單體的體積的,會碰到很多問題哦,請關注:容濟點火器

不過,技術是在進步的,2170新型電池已經在特斯拉Gigafactory 1正式投產了,這是目前可量產的圓柱電芯中能量密度最高而且成本最低的產品,國內很多廠家也紛紛跟進投產這款大點的鋰電池了。18650其實指的是指電池的外形規格,當初是日本SONY公司當年為了節省成本而定下的一種標準電池型號,其中18代表了直徑為18mm,而65表示長度為65mm,0表示的是圓柱形電池。18650電池原來指鎳氫電池和鋰離子電池,但是鎳氫電池現在比較少用,因此現在多指鋰離子電池。18650鋰離子電池單節標稱電壓一般為3.6V 或者3.7V;最小放電終止電壓一般為2.5到2.75V。常見容量為1200到3300mAh。

18650電池是最早和最成熟同時最穩定的鋰離子電池,廣泛地應用在電子產品中。多年來,日本廠商在18650電池的生產工藝上邊積累了大量的經驗,使得產出的18650電池的一致性和安全性都達到了非常高的水準。

對比之下,層疊式鋰離子電池遠遠沒有成熟起來,常見的有方形電池和軟包電池,甚至連尺寸和大小以及極耳位置等都不統一,電池廠商所具備的生產工藝也不能滿足這些條件,大多數以人為的控制為主,電池的一致性也達不到18650電池的水準。如果電池的一致性達不到要求了,大量電池串和並聯形成的電池組的管理也將不能讓每個電池的性能更好地發揮,而18650電芯就可以解決這一問題。

總的來說,18650電池的單體容量相對小,所需的單體數量會很多(比如Model S有7104只),但是一致性非常好;層疊式電池的容量雖然可以做得較大(20 Ah到60 Ah),單體數量可以降低,但是一致性比較差。相比之下,現階段很難投入大量的人力物力和電池供應商一起去改善層疊式電池的生產工藝。因此,特斯拉在研發Roadster和Model S的時候,它的唯一選擇是從市場上去購買電池,自行來開發電池系統。開發一套管理6000多節單體一致性很好的電池系統同開發一套200多節一致性很差的電池系統,相比之下,前者的技術難度當然更低一些。即使單體電池數目增多了,但是如果這些電池的性能是非常可靠的,管理起來反而容易一些。

出於電池材料性能的限制方面,通過增加體積來提高能量密度來成為企業重點考慮的對象;然而,圓柱電池的物理尺寸的增加同時也會降低循環壽命和倍率以及安全性;雖然對於生產18650電池到企業而言,產線通用的生產變更成本較低,但一味的增大電池尺寸也不是長久之計。在現有條件下,新生產的21700電池系統的能量密度在300Wh/kg左右,比其原來的18650電池系統的250Wh/kg約提高20%。電池單體電池容量的提升意味著同等能量下所需電芯的數量會減少約1/3,如此下來降低了系統管理難度和簡化金屬結構件等配件數量,雖然單個電芯的重量和成本提升了,但是電池系統PACK的重量和成本卻得到了對應的降低。


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串並聯分成兩個部分就能很好的解釋了

1.串聯的意義

電機的功率是一定的,所以當電壓越高的時候,所需要的電流就要求越少,這對電池放電的倍率要求就降低了,一來減少電池過度放電,二來降低電池放電時產生的熱量。

而且電流小的情況下,對於導線和控制器來說,負擔也算是減輕了。


2.並聯的意義

當一組電池串聯後,電流是比較少,所以需要並聯多個【已串聯的電池組】來增加電流,因為在加速的過程中需要足夠大的電流來驅動電機發力。


另外一點是,不是串聯的數量越多越好的,萬一其中一枚電池不給力,就會連累整組拉下效率,所以電池串聯也不止是單枚串聯,有可能是雙並或者三並後串聯十來塊組成一個大電池組,然後這個大電池組兩進行並聯。

其實到底串聯多少後再並聯,或者並聯後再串聯多少,都是廠家通過試驗過程得出來的數據。


聰電寶寶


目前18650動力型電池通過串並聯主要用於電動自行車,電摩及限速60碼的低端電動汽車上。國產高端電動汽車目前多采用寧德時代方塊形磷酸鐵鋰鋰電池。

低端車採用18650動力電池首先是成本原因,比如48伏20鋰電池大約一千二三百左右就能買到了。圓筒型動力電池還有32650.26650等多種型號。但最終發現體積越大性能越差。18指直徑18毫米,65指長度65毫米,圓筒型體積大除了性能不好外,拼裝空隙也大,浪費空間。



圖二是寧德時代高端車用電池


鋰電池組裝愛好者


一直搞不懂為什麼不能把他;加粗加大呢?就叫16580dada


志願軍奇襲白虎團


18650,指的是電池的外形尺寸,電池直徑18毫米,長度65毫米(目前常見的最大規格是26650)。既然是用作動力電池,希望研發更大的電池,容量更大,安時計算的製造成本也低。比方說像可樂罐那麼大的。


柳下讀書


從根本上還沒解決電池現在遇到的瓶頸,還找不到價格低廉,儲存量更大,更安全的產品,只有徹底打破瓶頸了,純電動汽車才能充一次電,跑一兩千公里或者上萬公里!純電動汽車的推廣好壞,關鍵就看電池技術的發展了!


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