一、动力电池和储能电池的区别是什么?
动力电池多用于新能源汽车、电动列车、轻型电动车等,是为这些交通工具提供动力的锂电池。储能电池常用于家用储能、太阳能和风力发电设备的电站、便携式电源、通信基站等,以及可再生能源储蓄能源用的蓄电池。性能和设计方面,动力电池和储能电池有差异。动力电池在体积、能量密度方面要求较高,以确保足够的续航,同时满足电动汽车安全快充需求。储能电池则需应对频繁充放电,对其性能提出更高要求。BMS(电池管理系统)在电池包中扮演重要角色,影响电池性能输出和安全。动力电池BMS需应对高速运动条件,对功率响应速度、SOC估算精度、状态参数计算数量有更高要求。电池循环寿命,动力电池和储能电池有不同需求。电动车使用的三元磷酸铁锂电池组理论寿命1200次,而储能电池在相同10年寿命前提下,对循环寿命有更高要求。系统结构及成本构成上,动力电池系统成本主要由电芯、结构件、BMS、箱体、辅料、制造费用等构成,其中电芯占据大部分成本。储能电池系统成本中,电池是主要组成部分,成本占比60%,储能逆变器占比20%,EMS(能量管理系统)成本占比10%,BMS(电池管理系统)成本占比5%,其他为5%。
二、储能电池PACK:定义、组成、技术参数等技术核心
01 定义锂离子电池PACK,亦称电池模组,是一种锂离子电池的制作工艺,涵盖了包装、封装、装配等过程。它通过将多个锂离子单体电芯以并联或串联方式连接,同时考虑到系统的机械强度、热管理以及BMS匹配等问题。其技术核心体现在整体结构设计、焊接和加工工艺控制、防护等级、主动热管理系统等方面。例如,将2个电池串联或并联,按照客户需求组成特定形状,便称之为PACK。02 电池PACK的组成电池PACK的组成主要包括单体电池模块、电气系统、热管理系统、箱体和BMS几个部分。▲电池模组? 电池模块:在电池PACK中,模块相当于“心脏”,负责电能的储存和释放。? 电气系统:主要由连接铜排片、高压线束、低压线束以及电气保证器件等组成。高压线束可视为电池PACK的“大动脉血管”,将电能不断输送给末端负载,低压线束则相当于“神经网络”,实时传输检测信号和控制信号。? 热管理系统:热管理系统主要有风冷、液冷两种方式,液冷又可分为冷板式液冷和浸沉式液冷。热管理系统相当于为电池PACK装上一个空调。电池在放电模式下会产生热量,为确保电池在合理的环境温度下工作,提升电池循环寿命,一般要求系统温差≤5℃。? 箱体:主要由箱体、箱体盖板、金属支架、面板以及固定螺钉组成,相当于电池PACK的“骨骼”,起到支撑、抗机械冲击、机械振动和环境保护的作用。? BMS:Battery management system电池管理系统,相当于电池的“大脑”。主要负责测量电池的电压、电流和温度等参数,同时还有均衡等功能。可将数据传送给MES。03 电池PACK的特点? PACK锂电池包要求电池具有高度的一致性(容量、内阻、电压、放电曲线、寿命)。? 电池包PACK的循环寿命低于单只电池的循环寿命。? 在限定的条件下使用(包括充电、放电电流,充电方式,温度等)。? 锂电池包PACK成型后电池电压及容量有很大提高,必须加以保护,对其进行充电均衡、温度、电压及过流监测。? 电池PACK必须达到设计需要的电压、容量要求。04 PACK的方法? 串并组成:电池模组由单体电芯通过并联和串联而成。并联增加容量,电压不变,串联后电压倍增,容量不变。比如:电压为3.2V的电芯,15个串联起来,就是48V,这就是串联升压。比如:容量为50Ah的电芯,两个并联起来,就有100Ah,这就是并联扩容。? 电芯要求:根据自己设计要求选取对应电芯,并联及串联的电池要求种类一致、型号一致,容量、内阻、电压值差异不大于2%。不管是软包装电池还是圆柱电池,都需要多串组合。? PACK的工艺:电池的PACK通过二种方式实现,一是通过激光焊接或超声波焊接或脉冲焊接,这是常用的焊接方法,优点是可靠性较好,但不易更换。二是通过弹性金属片接触,优点是不需焊接,电池更换容易,缺点是可能导致接触不良。综合考虑生产良率、效率及连接点的内阻,目前激光焊接已经是很多电池厂商的首选。05 如何看懂电池PACK技术参数? 组合方式:1P24S小编解读:S代表串联电芯,P代表并联电芯,1P24S表示:24串1并。串联后电压倍增,额定电压为3.2*24=76.8V。? 额定容量:280Ah小编解读:电池额定容量是指电池在额定工作条件下能长期持续工作的容量。电池的额定容量C,单位安时(Ah),它是放电电流安(A)和放电时间小时(h)的乘积。所以280Ah表示以最大倍率0.5C的电流放电,可持续放2h。? 额定能量:21.504kWh小编解读:额定能量(Wh)=标称容量(Ah)*标称电压(V),所以一块电池能够放出的总能量是和容量、电压都有关的。
三、箱式储能产品那家好?
四、铝硅合金在汽车工业中的应用前景及研究现状
汽车工业中的能源材料 高强度铝合金 通过节能降低环境污染具有重要意义。在汽车材料领域,除了依靠零件薄壁化、中空化及小型化等方法节能外,主要的方法是材料的轻量化,所以轻量化材料的研究是目前国际上汽车材料领域最活跃的研究方向之一。 目前轻量化材料主要采用各种高强度钢,能够降低汽车重量15%-20%。九十年代以来国外广泛采用高比强度Al合金、Mg合金和塑料,其中最重要的轻量化材料是铝合金,它具有塑性好、比强度高、耐腐蚀性好、韧性好、加工成本低和可延长使用寿命等优点,每使用1Kg的Al,可降低汽车重量2.25Kg。 美国每台车的Al合金重量已经从70年代的30Kg增至90年代的90Kg。1996年Audi公司生产的全铝A8轿车,采用Al合金挤压车架,重量降低了35%,抗扭刚度增加了50%;1997年又生产了全Al车身的双座敞篷汽车和双座轿车。BMW公司1996年生产的5系列全铝轿车,其车身、车架、桥壳、齿轮箱箱体和双联前轴都是由Al合金制造,整体刚度增加80%,据德国铝业人士估计,仅使用Al车身,一年就可节约运行费用2.5万马克。 另外,Honda、Nissan、Chrysler、BMW和Audi等公司都生产了全铝发动机,它采用具有低热膨胀系数、良好的高温机械性能和耐磨性的过共晶铝硅合金活塞;缸体、连杆和曲轴采用压力铸造纤维增强和颗粒增强铝合金复合材料;车身采用Al-1%Si-0.5%Mg合金。这种合金在深冲成型时呈固溶态,塑性好;时效后,通过析出Mg2Si而增加强度。此外,采用管状铝材构成“空间立体构架”,其重量比钢车身降低40%,成本只增加20%,汽车总重量和燃料费都降低10%以上。 通过改变合金组织提高铝合金的强度,能够降低铝合金成本,使其得到更广泛的应用。由于我国以生产低中档轿车为主,所以这一点对我国的汽车工业具有特殊的意义。 此类合金的重要特征是强度高、耐腐蚀和韧性好。非晶和纳米晶高强度铝合金通常采用粉末冶金方法制造(冷速为40K/s),采用真空或氢气保护,在过冷液态温度下压制成型,制成的样品密度接近100%。例如Al94V4Fe2合金,其基体中含有高密度晶界和过饱和Fe和V。由于Fe阻碍晶粒长大,其组织为纳米晶+非晶。 在成型过程中,合金表面的氧化铝膜被挤碎,在合金中呈弥散分布,因此该合金同时具有缺陷强化、固溶强化和弥散强化几个方面的强化机制,而组织中的非晶则有力的改善了合金的韧性,该合金最高强度达到1390MPa,其它合金也存在类似的性能。这些合金的铝含量在85%-94%之间,铝含量越低,合金韧性越好,成本越高。由于上述合金需要在压力下成型,所以用这些合金制造的零件应具有较简易的形状。 现在汽车发动机连杆使用的材料主要是中碳碳素钢和合金钢,其强度在600-1000MPa之间。如果高强度铝合金的强度达到700-900MPa,则铝合金的比强度是中碳钢的3倍,而其重量只有原有重量的1/3,这不但能够提高发动机的工作效率和节约能源,而且由于连杆重量的减轻可降低发动机工作时的振动,从而提高发动机的使用寿命和可靠性。
2、储氢合金 估计到2020年石油作为能源的比例将由目前的40%降至20%,所以需要研究替代能源。汽车未来能源除采用天然气和液化气以及各种双燃料外,可采用太阳能、电能和氢能。