汽油车锂电池 为何燃油车使用铅酸电池作为电源,换能量密度更高的锂电池行么?

小编 2024-10-06 电池定制 23 0

为何燃油车使用铅酸电池作为电源,换能量密度更高的锂电池行么?

在当今来看锂电池已经极为常见,咱们日常生活、工作中的绝大多数电器都会用到锂电池。比如手机、耳机、手电、游戏机、电脑等等,均会用到锂电池。要知道锂电池的能量密度、寿命均远超铅酸电池,这也是锂电池最近这些年来逐渐成为主流的原因。

但在传统的燃油车领域,车载电源始终采用的是技术老旧的铅酸电池,而从未有车企尝试用锂电池取代铅酸电池。可以说在燃油车蓄电池领域锂电池的覆盖率很低,那么究竟是哪些原因所导致的这种现象?真的仅仅是因为铅酸电池便宜么?其实不然,如果价格、成本为选择的第一优先级,那么纯电汽车为何不用铅酸电池?

说到底只是传统燃油车不需要铅酸罢了,对于燃油车而言12V的供电系统已经足够,也就是说燃油车并无锂电池这方面的需求。如果把铅酸电池看作一个打火机,那么锂电池就是火焰喷射器。如果我们的需求仅仅是点燃一支烟,那么该用谁?很显然点烟只需要打火机即可而无需火焰喷射器。这并不仅是因为打火机便宜,而是喷射器用不上。

燃油车对蓄电池的要求很低

实际上燃油车对于蓄电池的需求很低,最需要的就是为启动机供电点火发动机。而当发动机开始运行后就会带动发电机不断给电池充电,这个过程几乎不会缺电。而除此之外还有哪些需求?无非是在车辆熄火后、驾驶者在车里继续听一会歌、给手机充充电?而在这个过程对电池容量有什么需求呢其实没啥需求。

车辆熄火后继续在车内听歌,一块状态还不错的铅酸电池能持续供电一个小时以上。换上锂电池可以把这个时间放大到4-6小时甚至更多?这样的意义是什么?所以传统燃油车用锂电池取代铅酸电池后的收益太低、太低,对于用户而言熄火后听歌时间从两小时变成6小时毫无意义。谁又能在车辆熄火后逗留那么久呢?所以燃油车对锂电池并无刚需,无刚需时成本最重要。

刚需能掩饰任何缺点,而在无刚需时成本是选择优先级

很多朋友会把这个问题归结到成本?而真的是这样么?都知道铅酸电池成本低,那为啥纯电汽车不用呢?因为能量密度低、续航不能保证,所以锂电池对于纯电汽车而言是绝对的刚需。一旦形成刚需,那么在选择上就不计成本,这就好比北、上、广、深的小户型住房多老贵、贷款购房打工一辈子都够呛能还完,这算不算高成本?

所以成本决定选择的说法是错误的,关键在于需求有多强烈。对于燃油车而言铅酸电池的几个特性很合适,比如启动电流大。大多数汽车的启动机功率在2KW左右,根据公式P=UI=2000W=12V*I可以计算得出铅酸电池启动电流高达200A。而锂电池在环境温度较低的条件下实现这样的放电倍率还是比较困难的,但这对于铅酸电池而言很容易。所以燃油车正是因为这个原因才坚持采用铅酸电池,成本优势只是附加属性。

纯电汽车的启动电瓶为什么逐渐被锂电池所取代?

纯电汽车也是有启动电瓶的,注意所指的并不是驱动车辆的高压电池(动力电池),早期用的也是铅酸电池。但纯电汽车的启动电瓶已经逐渐被锂电池所取代,原因其实很简单电车对锂启动电池存在刚需。理由是铅酸启动电瓶会不知不觉间吃掉车子的续航,原因在于铅酸电池是充、放电效率太低,自损耗比锂电池高。这会严重影响纯电汽车的续航能力。

铅酸电池充放电效率仅有78%左右,而锂电池的充放电效率高达98%左右。铅酸电池在油车上最主要的工作就是辅助内燃机点火之后电量由内燃机负责。但纯电汽车的启动电池则需要高压动力电池包进行充电,过低的充、放电效率会严重削弱续航能力。举一个简单的例子,高压电池包对启动电池充上一度电,铅酸电池只能放电0.64度左右,而锂电池则能释放约0.95度电。

而另一方面铅酸电池自放电也比锂电池严重的多,试想如果一辆纯电汽车连续停放一个月甚至几个月,动力电池包就会持续不断的给铅酸电池充电,电量就被这样消耗了。所以纯电汽车的启动电池用锂离子的并不是因为体积小、能量密度高,那些仅仅是锦上添花的好处,真正的原因在于锂电池的能量损耗更小。况且纯电汽车启动时又不需要太大的电流。

反之燃油车更适合铅酸电池的根本在于所能提供的启动电流更大、高达200A。其次低温环境下状态稳定、输出充足,再其次铅酸电池自损耗高、充放电效率低等劣势并不会对燃油车造成实际影响。即便是亏电导致不能启动,搭个电或外置电源均可以轻松解决问题。总而言之燃油车使用铅酸电池是因为并无对锂电池的实际需求,锂电池那些优势如提及小、能量密度低等等并不能给燃油车带来实际优势。所以并非是铅酸电池成本低那仅仅是附加优势,关键在于无需求。

燃油车早晚被淘汰,氢燃料电池vs锂电池,谁才是新能源大哥

燃油车早晚被淘汰,未来是电动车的天下,而电动车比拼的就是电池,电池领域两个不可忽视的对手就是氢燃料电池和锂电池,氢离子具有天然优势,转化率高,并且安全不会爆炸,在转化过程中也没有任何污染,但现在的市场地位还竞争不过锂电池。

氢燃料汽车可不是通过氢气燃烧,带动车辆跑,而是利用氢能发电再驱动电机行驶,它充能快 5分钟 8百公里 还不用像锂电池一样堆电池。

氢燃料电池最主要的问题是将来加氢站,氢气的运输或者运费问题,运输氢气最便宜的是管道运输,大概是每公斤1块多,但是铺设这些管道需要几亿甚至几十亿,相比于电网建设,已经严重落后,而使用氢罐来运输,氢气太轻了,为了保证运输安全,氢罐又必须做得比较厚,比较重,1辆车拉着10吨货物跑到加氢站,而里面的氢气只有100公斤,或者进一步加压,直接将氢气液化,但是加压液化的过程就消耗了整车氢气的三分之一能量,非常不划算,氢气的制造过程,目前世界超过一半的氢气是通过蒸汽甲烷重整制造出来的,而这个过程中有7%的甲烷被排到大气中,而甲烷对温室效应的影响是二氧化碳的28倍,影响更大,还有一种方法是电解水制氢,而用的电,大多数还是媒电,也是碳排放比较严重,这些都是不符合碳中和的大趋势,,同时加氢站的运营 人工 租金成本也很高。

而锂电池方面,全球前十的企业,我们占了7家,宁德时代和比亚迪更是占据前两名的位置,遥遥领先,而目前三元锂电池能量密度最高,安全性较差,并且镍钴铝或者镍钴锰作为三元,有一定污染,需要将来有完整的回收产业链,但我国特高压输电已经成熟,可以把甘肃等地的清洁能源输往全国各地,电网损耗相对要小很多,我国电网已经很发达了,不需要再额外建设输氢管道,避免重复基础建设。

那有人会说,未来是固态电池的天下,其实固态电池还是锂电池,只是把其中的电解液换成了固体,锂电池之所以会爆炸就是因为特殊的情况下,电解液会发生反应,迅速产生大量的气体,没能及时从排气阀中排出,所以全部换成固体的话,没有电解液就没有这个问题了,并且固态电池可以更进一步提高能量密度,所以锂电池的未来一定是固态电池。

氢燃料电池需要解决的是运输问题,而锂电池需要解决能量密度 安全和电池回收问题,我国已经建成发达的电网系统,似乎预示着更多的清洁能源被输送到全国各地,这些能源可以用来给电动车充电,也能用来制氢,解决源头污染,在没有解决氢燃料运输问题之前,锂电池还是新能源大哥。

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