汽车启动电瓶为什么不用锂电池?
站在2024年这个档口来看,汽车的启动电源已经在开始陆续使用锂电池了,尤其是新能源汽车。
那早几年前为什么不用呢?
其实主要原因是因为技术和成本问题。
汽车的启动电瓶主要是给电子系统和起动电机使用的,其中起动电机的功率比较高(起动机是在汽车点火瞬间驱动发动机飞轮,从而驱使发动机从静态转为动态)。起动机的功率一般在2KW左右甚至可以更高。
铅酸启停电池
根据P=UI,可以知道启动电瓶在点火瞬间的电流可以达到200A左右。
目前油车使用的铅酸电池一般是12V40Ah,也就是5C放电。但是如果换成锂电池,在低温环境下要实现这样的放电倍率确实也还是有点困难的。不过随着这几年对锂电池低温性能的开发,已经可以提升锂电池在低温环境下的放电倍率。同时新能源汽车的启停电源需要的功率较小(不需要像油车的启停电源在点火瞬间驱动发动机飞轮),因此也不会像纯油车时代需要很高的启动电流。
锂电池启停电池
成本问题则是因为锂电池真的很贵,特斯拉的16V电池更换成本大概在1500左右,而铅酸电池一般只要一半的价格就可以更换好。对用户来说这确实是一个很大的成本支出。
Tesla原厂保养价格
我理解的铅酸耐低温是在一定低温环境下,铅酸电池的放电倍率更高,而且铅酸电池相对于锂电池确实可以在更低温环境下使用。这里要说一点汽车在点火完成后,油车是发动机带动发电机给启动电池充电,电车是高压电池给启动电池充电,这么做都是为了保证启动电池尽可能处于满电状态(高SOC状态)。涉及到充电过程,我们都知道锂电池在低温环境下充电要求是很严格的。
最后还要提下,新能源汽车启动电源从铅酸改锂电是趋势。启停电源改锂电池的主要原因不是因为环保、能量密度高、体积小,因为这些只是附带的好处。启停电池改锂电池主要是因为从长远角度考虑有利于降低整车能耗,增加续航。
这是为什么呢?
因为铅酸电池充放电效率大概都在80%左右;锂电池充放电效率都在97%左右。如果高压电池对启停电池输入1Kwh电量,铅酸电池只能输出0.64Kwh电联,锂电池则可以输出0.94Kwh电量,从这里就可以看出铅酸电池的损耗非常多 。
铅酸电池的自放电也是比锂电池高很多的,这可以理解为同样的电量存储在锂电池和铅酸电池中,经过一个月后,铅酸电池剩余能量更少 。这对于整车能量全部来源于高压电池包的新能源车来说是不可以接受的,因为静置时启动电源电量低到一定程度,高压电池包就会对其进行充电。
铅酸电池寿命短,寿命到期后不像传统燃油车直接打不着火了(高压电池包监测到启停电池电量不足会对启停电池进行充电)。新能源车启停电源因为有高压电池包的持续能量供给,反而容易让人忽视铅酸电池的寿命到期问题,这样的铅酸电池能耗比正常电池大很多,从而进一步影响整车能耗,影响续航。
综合上述几个原因,会有更多的新能源汽车将启停电池更换为锂电池的。
霸到蓄电池作为启动电源,可以为爱车带来这么多好处
以前的人想象不到如今电动汽车的发展如此之快吧?当时,电池主要用于给钟表、玩具供电,大多数是干电池,甚至连蓄电池都不一定有。能够制造出一辆电动汽车,对当时的人来说确实是一项艰巨的任务。如今,随着汽车市场的电动化程度越来越高,像霸到蓄电池等这种高质量电池,在汽车运行中作用也越来越大。甚至汽车爱好者们好奇油车是不是没有足够的供电能力来支持大算力的智能驾驶控制器这种问题,都有蓄电池的影子。
一、蓄电池的用途和结构,以及为何智能电车也需要蓄电池
这些问题的答案显然是否定的。无论油车还是电车,截至2024年,智能驾驶相关的传感器、控制器和执行器还都是由车载12V蓄电池供电。即使是纯电汽车,也需要由DC/DC转换器用高压电池(也就是动力电池)为12V蓄电池充电,再供给智驾系统使用。
实际上,除了智驾系统,在乘用车上,小到车内照明灯,大到中控大屏,甚至于17扬声器3300瓦的音响系统,这些车载用电器都是由12V蓄电池供应电力的。顺便说个背景知识,蓄电池的电压为什么刚好是12V,虽然会涉及到我专业之外的领域:电化学。简单来说,铅极板在硫酸中的电动势是2V左右,通常又会把6组单体电池串联使用,所以铅酸电池的输出电压大约是12V。
随着电子产品和电动汽车普遍采用锂电池,自然而然地产生了另一个问题:能不能用锂电池取代笨重的铅酸电池作为车载蓄电池?这当然是可以的,特斯拉和比亚迪都有类似的尝试。相比铅酸电池,锂电池的优势是能量密度高,寿命长,但为何铅酸电池仍然占据大部分12V蓄电池市场呢?
二、铅酸电池的优势以及其型号区分
首先,铅酸电池技术成熟,成本低于锂电池。其次,锂电池瞬间大电流放电性能不如铅酸电池,这在需要用蓄电池启动发动机的燃油车上格外重要。最后,在低温环境下,锂电池会受到不可逆的损坏,而铅酸电池相对而言更耐低温。
对于大多数车主,除了抛锚而必须更换蓄电池的时候,是不会关心自己车上蓄电池的型号的。所以我在这里分享一些关于蓄电池的基础知识,以助大家未雨绸缪。(别问我自己是怎么学到这些知识的,问就是开车的人谁还没换过几块蓄电池呢?)
第一步,确认自己的车是否有启停功能,如果没有的话,恭喜,大概率能在400块以内解决战斗。如果真的有启停系统,那么打开引擎盖或者后备箱(是的,有些车辆蓄电池在车尾),看一下蓄电池顶部的标签,如果写着EFB,那么还好,600块差不多能解决问题,如果写着AGM,那今天晚上吃得简单点吧(手动狗头)。
蓄电池上的这些字母代表什么意思?为什么换三个字母一块蓄电池要贵这么多?
原因在于,普通蓄电池的三个英文字母是FLA,Flooded lead acid,这里flooded意指电池极板浸泡在电解液中,lead指电池极板的材料为铅,acid指电解液是硫酸。如果你的车没有启停系统,那么对一块蓄电池三年的预期寿命而言,可以采用更普通的材料和工艺制造电池,其价格也就相对低廉。而有了启停系统,为了保证合理的使用寿命,就需要购买EFB或者AGM蓄电池了。
EFB这个缩写来自Enhanced Flooded Battery的首字母,通常翻译成是增强型富液式电池,是为了应对具有启停系统的车辆暴增的发动机启动次数需求而研制的强化型蓄电池,EFB蓄电池可以支持高达85,000次的发动机启动,而普通蓄电池大约为30,000次。
而目前最贵,综合性能也是最好的蓄电池就是AGM(Absorbent Glass Mat)电池了,AGM蓄电池使用玻璃纤维吸附电解液,使电池内呈现“干燥”的状态,因此也被称为贫液式电池。由于其贫液式的设计,可以制造更大容量的电池,并且由于没有液态的电解液,在发生碰撞时AGM蓄电池也更加安全。同时AGM电池的寿命相比EFB电池也更长,更能耐受深度放电。
下面请大家给我一点福利(时间),容我浅浅带个货。
瓦尔塔蓄电池无需多言,售后市场当之无愧的第一梯队。瓦尔塔目前属于柯锐世集团旗下品牌。说起Clarios柯锐世大家可能有些陌生,哪怕是汽车行业的从业者,但说到江森自控是不是就很熟悉了?实际上柯锐世集团正是原来的江森自控能源动力,在江森自控转型离开汽车零部件行业时,由加拿大的Brookfield Business Partners集团收购。
但是(此处有剧情反转,注意人身安全),今天的福利并不是瓦尔塔蓄电池。作为瓦尔塔战略合作伙伴(自封,换了三块了,泪目),我深知瓦尔塔在提供高品质的同时,对钱包的伤害有多大。
上图中的BERGA霸到蓄电池,和瓦尔塔同工厂生产(有图有真相,这三家工厂都是瓦尔塔的)。
价格么,看下图,来自途虎,70Ah的AGM电池大概是八五折。
带货结束,为了大家的耐心,再返场补偿大家一些干货,虾米野蘑菇自家种的红辣椒晒干……等下,走错片场了,我要说的是怎样才能尽量少把钱在买蓄电池上。
三、影响蓄电池寿命的因素
蓄电池第一害怕的就是过度放电,所以下车的时候千万记得把该关的灯关掉。一般来说,现代汽车设计会自动帮你熄灭忘记关掉的大灯,但示宽灯由于其具有一些特殊的用途(例如在欧洲会有路侧停车时整夜开启单侧示宽灯的需求),并不会被自动关闭,所以锁车后不妨回头看一眼车灯是否关闭。此外任何车辆在停放时都会“漏电”,这是无法避免的,业内称之为暗电流。因为许多控制器即使在休眠状态下,依然有部分器件需要消耗电能,来响应唤醒请求,电子防盗系统更是始终都在工作。对于暗电流,不同企业会有不同的标准要求。举例来说,某夕阳汽车企业一般会有45天停放,蓄电池还能至少支持三次发动机启动的要求。这就需要高水平的电源管理策略和对应的电子电气设计来支撑了,所以很多车贵确实是有贵的道理,尽管你看不见摸不着。
另外蓄电池也不希望总是大电流放电,所以如果爱车是那种可以通过踩制动的力度来控制启停是否工作的设计,就对电池非常友好了。例如在堵车的时候,就可以尽量避免产生频繁的发动机启动需求。
最后一点就是所有类型的蓄电池都害怕极端温度,无论是锂电池还是铅酸电池。所以尽量避免冬天把车停在风口,或者夏天让车辆在太阳下暴晒。
蓄电池损坏的前兆一般有:
1.启动需要更长时间,启动声音低沉;
2.夜间车大灯或车内灯光昏暗,或者灯光亮度随发动机转速波动而发生改变。
而蓄电池已经损坏的标志包括:
1.车辆无法遥控解锁(当然第一反应是先确定是不是遥控钥匙没电了);
2.钥匙在ACC挡位,仪表灯未亮起;
3.车辆无法启动,但能听见继电器发出的哒哒声。
这时候不要慌,掏出手机,在途虎平台上下单霸到蓄电池即可。这款电池可是采用了创新板栅技术,具有出色的品质和持久的性能,而且还可以提供18~24个月的质保,以及购买后可选专人安装,让你的爱车原地复活~
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