能量密度比鋰電池低四成,為何鎳氫電池還能成為豐田混動的首選?

2020-12-04 容濟點火器

印象中,日本企業是非常嚴謹的,做事情一個蘿蔔一個坑,對於製造業而言,這是一種對消費者負責任的態度,當然另外一個角度理解就是過度「保守」。鎳氫電池的確能量密度比鋰電池低很多,但是豐田當初研發普銳斯這些混動車型的時候,鋰電池技術還沒有那麼成熟,第一代普銳斯是1997年在日本本土上市的,想想早期的的手機都是鎳氫電池的,所以當年選擇鎳氫電池是情有可原的,請關注:容濟點火器

拿早期的摩託車來先說一下日本人的做事風格,90年代時候,摩託車一直都是用腳啟動杆啟動的,也就是要很費勁地用腳來發著車,對於一些老弱群體,是很難啟動摩託車的。後來臺灣人發明了啟動電機,給發動機裝個直流電機,直接用電瓶來帶動發動機啟動,簡單裝個按鈕一點就著了。但是當時的龍頭老大五羊本田,很長時間都沒有安裝這個配件,一直使用腳啟動杆,他們應該認為這種新東西還不夠成熟吧,所以拖了很久,發現大家都普遍接受這種新的啟動方式了,才最後改進了。一個小小的摩託車都如此謹慎,對於可靠性要求更高的汽車而言,日本人當然是不會輕易做改動的。

鋰電池的有點是容量大,但是混動主體還是發動機驅動,從這個角度而言,鋰電的優勢對鎳氫不是非常明顯。比如P4使用了鋰電池,就比鎳氫的輕了10公斤而已,整體的減少的重量並不是太多。而松下收購了三洋以後,鎳氫技術全部在松下手裡,豐田一直在這個項目上和松下合作著,普銳斯上市20多年了,產品比較穩定可靠,沒有聽說過電池爆炸或者回收的事情,車子開到報廢至多換一回電池而已,當然沒有必要去折騰這個事情的。

從安全角度來看,鎳氫你怎麼玩都不會發生鋰電池那種著火的問題,試想一下,混動車電池一般就按安裝在座位下邊,如果是一大塊鋰電池,你如果知道真相了,還真的心裡不會太安寧的。如果碰上撞擊,即使是特斯拉這些組合鋰電高手,也有意外的時候,但是普銳斯這麼多年,沒有類似的著火爆炸的新聞報導,的確是鎳氫電池的功勞了。

混動需要電池反覆充放電,鎳氫電池如果控制在容量的40%-60%之間來進行,可以充放電上萬次,壽命比鋰電池長很多了。普通的鋰電池充放周期是500次左右,而鎳氫的可以做到兩千次,車載的當然會更高。

鋰電池對管理系統要求非常高,需要保護板和各種平衡裝置,單體一致性稍微有差異就會出現問題。而豐田的鎳氫電池組可以逆天低做到到幾百節電池串聯都不用配平衡電路,這點好比國內的兩輪電瓶車一直在大量使用鉛酸電池的現狀了,簡單好用,誰都喜歡了。

低溫也是鋰電池致命殺手,有朋友試過給戶外鋰電池供電無線監控系統,廠家提供的鋰電池,標稱能在零下20度下工作,實際在零下18度左右就無法正常工作了,電池容量只有12%,幾乎所有的手機在零下20度都無法正常工作超過5分鐘。很多純電動汽車,使用鋰電池的,在北方都無法正常使用,因為電池容量急劇下降,還要供電給電熱暖氣根本就跑不動了。

汽車是耐用品,普通的啟動電池,都要能用上3年,而新能源汽車,電池一般要考慮能可靠用上10年幾十萬公裡的,一個產品從研發到上市,需要經過很長時間的路試才可以交給消費者,而消費者還要經過多年使用才可以發現問題,既然鎳氫電池在傳統的混動上已經非常成熟了,價格又便宜,一般幾千元就可以搞定了,省下的油錢,很快用戶就可以回收了,消費者已經認可了,何況汽車行業的供應鏈不是說調整就馬上可以改變的,何必一定要換鋰電池呢。

目前市場上的混動,似乎也只有豐田一家還在用鎳氫,這是因為它最早市場化這類產品,設計早,考慮到電池的特點和機械上的精密配合,申請了專利,其他廠家只能避開這個壁壘,而且現在鋰電池已經開始成熟便宜了,何苦要走這種老路呢。

實際上,技術在不斷發展,如果鎳氫能量密度大,就不會被鋰電池替代了。早期的手機全是鎳氫電池,現在都變成鋰電池了,而日本八代凱美瑞混動已使用了鋰離子電池,只是美版和廣汽豐田的還在使用鎳氫,隨著鋰電池的成熟穩定,插電式混動也都使用了鋰電池,純電動當然不用說。也回到了開頭說的那些觀點,日本人的謹慎,變成了美國人和中國人在純電動大幅度出力,萬一純電動這條路真的走通了,這種謹慎帶來的保守,還真可能會讓日本人落伍了,當然這只是一種可能而已,實際上豐田在燃料電池上的突破,鹿死誰手還不好說。

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  • 雅閣混動的鋰離子電池,和凱美瑞混動版的鎳氫電池,有什麼區別?
    本田混動的結構、設計,導致它必須使用鋰電池,這不是穩定、不穩定的問題,而是必須用鋰電池,只有用了鋰電池、才能保證這套系統的可行性;豐田混動的結構及設計,同樣使得它只配備鎳氫電池即是最優解,鎳氫電池的優勢、恰恰是THS的需求,這樣一來THS系統自然而然的就會採用鎳氫電池!
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    氫雲鏈認為,這兩種電池各有千秋。具體來看,和鎳氫電池相比,鋰離子電池具有以下優勢:1.放電電壓高。目前,鋰離子電池的放電電壓一般在3.2V-3.7V之間,而鎳氫電池的放電電壓只有1.2V,也就是說,一節鋰離子電池的電壓相當於由3節鎳氫電池串聯而成。鋰離子電池高放電電壓,便於組成電池組。
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    這些消息都進一步證實了此前在混動領域堅持走鎳氫路線的豐田確實改換了電池技術路線,並已投入到鋰電池技術的研發和應用中。鎳氫電池的能量密度並不佔優勢。以2012年豐田推出的第三代普銳斯所搭載的鎳氫電池為例,這款鎳氫電池電容量只有1.3kWh,重量卻達到53.3kg,能量密度僅為24.4Wh/kg,電池容量只能提供不到10公裡的純電動行駛。而同時代通用推出的通用VOLT混合動力汽車所採用的鋰電池,電池容量為16kWh,重量為181.4kg,能量密度可達88.2 Wh/kg,兩者能量密度相差近4倍。
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    Insight混動、本田思域混動、福特等車型。,這兩家公司後來達成了專利共享協議,豐田允許福特用豐田的部分混動技術,福特允許豐田用福特的部分柴油機技術。  不過現在福特基本都落下功課了,比如蒙迪歐混動就改用了鎳鈷錳鋰離子電池(MKZ當然是同款),好處是能量轉換效率更高,我們測試蒙迪歐混動的時候也被它的超低油耗嚇到了。耐用性和可靠性?暫時不太清楚,賣得太少了。
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  • 三元電池不安全,磷酸鐵鋰容量低?新能源車到底應該怎麼選?
    新能源車型最核心的部分就是電池,各大車企都會根據不同車型研發或採購不同種類的電池,高能量密度、安全性好、低成本的動力電池對電動汽車的發展至關重要。國內外動力鋰電正極材料技術路線主要有兩個流派:磷酸鐵鋰電池和三元電池。但部分主打低定位的車型採用了錳酸鋰電池,豐田的一些插混車型則搭載了鎳氫電池。
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    在蓄電池市場中,除了耳熟能詳的鉛酸電池、鋰離子電池之外,還有鎳鎘電池、鎳氫電池等,其中鎳氫電池被豐田、本田所看中,用於油電混合混合動力汽車儲能,而新能源汽車則選擇鋰離子電池作為動力電池。與鎳鉻電池相比,鎳氫電池具有記憶效應低,環保性能好,使用壽命長等優勢,存電量也比鎳鎘電池高30%左右。不過,鎳氫電池的造價成本比鎳鎘電池要貴得多。
  • 鎳氫充電電池VS充電鋰電池,誰是性能之王?
    科技迅猛發展,電池技術也在不斷進步,不但有過去主流的碳性電池以及目前比較主流的鹼性電池等一次性電池,還有可循環利用的充電電池,比如常見的鎳氫電池和充電鋰電池。那麼,同為充電電池,鎳氫電池和鋰電池哪個性價比更高呢?先來說鎳氫電池。
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    一、電動車輛動力電池的性能特點分析(一) 鋰電池鋰電池工作電壓較高, 體積小, 攜帶便捷, 使用壽命較長, 比能量較大, 自放電率較小, 在使用過程中不會對環境造成汙染, 並且無記憶效應。因此, 成為了我國當前新能源電動車輛研發的主要材料。
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    ■ 鋰電池和鎳氫電池今天下午收到有為智能車競賽提供車模的廣東博思公司發送過來的兩組電池:鋰電池和鎳氫電池。將來用於替代早期的鎳鎘電池。由於鎳鎘電池具有汙染環境的缺點,現在根據國家的規定,鎳鎘電池將會逐步被淘汰。
  • 科普文章:聊一聊鎳氫電池的優缺點
    在蓄電池市場中,除了耳熟能詳的鉛酸電池、鋰離子電池之外,還有鎳鎘電池、鎳氫電池等,其中鎳氫電池被豐田、本田所看中,用於油電混合動力汽車儲能,而新能源汽車則選擇鋰離子電池作為動力電池。與鎳鉻電池相比,鎳氫電池具有記憶效應低,環保性能好,使用壽命長等優勢,存電量也比鎳鎘電池高30%左右。不過,鎳氫電池的造價成本比鎳鎘電池要貴得多。
  • 鎳氫電池和鋰電池的區別
    鎳氫電池的缺點是價格鎳鎘電池要貴好多,性能比鋰電池要差。電池運用的反應方程式為:Li+MnO2=LiMnO2該反應為氧化還原反應,放電。在以前,因為鋰金屬的化學性質非常活潑,對加工、保存、使用,對環境要求非常高,所以鋰電池長期沒有得到應用。隨著現代科學的發展鋰電池現在已經成為了主流。
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  • 能量密度vs成本 燃料電池和鋰電池誰將主宰動力電池市場?
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