未来新动力:比亚迪F3E电动车

比亚迪F3E电动汽车电池性能
作为2001开始启动的我国有史以来最大的汽车科技专项,电动汽三横三纵的研发受到了太多的社会舆论与关注。其中混合动力作为过渡方案是比较受到认同的,而汽车发展的终极形态是燃料电池(如氢能)还是纯电动车似乎也有了定论:由于多种因素的影响和限制,多数汽车公司已经放弃研制电动汽车的计划,看样子不得不选燃料电池了。

    情况是这样吗?就在北京车展前夕比亚迪泄露了他们的最新的王牌武器:ET—Power“铁动力,即以铁电池为核心技术支持的新汽车动力。这又让答案不那么肯定起来,那么这铁动力到底是什么?
国家机密:铁电池

    其实,要不要发展纯电动汽车是不需要争论的,因为只有实现纯电动汽车关键技术的突破,混合动力汽车、燃料电池汽车才会有真正的发展基础。而拥有最先进的混合动力汽车、燃料电池汽车技术的大公司,恰恰也是拥有领先的纯电动汽车核心技术的汽车巨头。另外,在纯电动汽车开发过程中在整车轻量化设计、新材料和汽车电子新技术的应用等方
面取得的技术进步也会极大地推动传统汽车技术和产业的发展。根据比亚迪所说的铁电池概念,其结构示意图如上。它应该是电池领域的新星:高铁电池或超铁电池,它是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压,而且比功率(W/Kg)较高。

    而超(高)铁即六价铁化合物。采用四氧化铁钡或四氧化铁二钾等超铁材料制成的电池阴极,比普通碱性电池中的二氧化锰阴极有更高的获取电子能力,从而可大大改善电池的蓄电性能。高铁电池的正负极都是以铁为活性物质组成的,因此,简称铁-铁电池或铁电池。高铁-铁电池的实用电压约1.6V,比镍镉电池或镍氢电池略高而且可以与后两者互换使用。
  由上表不难看出,铁电池的理论比能量仅次于银/锌电池,比镍氢电池还高,甚至比锂电池也还要高:现在的研究就在于努力减小实际比能量与理论比能量之间的差距,如果铁电池的A/B值能够达到图表中的28%这个较高水平的话,其实际比能量将高达129.2Wh/kg,的确比锂电池的100 Wh/kg还要高不少了。比亚迪的铁动力估计在这方面已经有所突破,其A/B值应该超过了20%。也就是说,由于高铁酸盐的氧化性较强,故可望构成电压较高的电池;高铁酸盐正极的放电过程是一个3电子转移过
程,故可望构成比容量较大的电池;高铁酸盐分解的最终稳定形态是Fe(OH)3或水合氧化铁,非但对环境没有任何危害,而且具有凝絮作用对环境有益,故可望构成真正意义上的绿环保电池。自然界中铁资源极其丰富,只要实现高铁酸盐的规模化、低成本生产,高铁电池还具有资源和价格优势。

    说了这么多,恐怕大家都有点晕乎了吧?电压高、容量大、环保价廉,都是铁电池的优点。它的出现让困扰电动车发展的电池问题获得了相当程度的解决:

    1.铁电池的重量足够低。如果不考虑电池的重量,用许多组铅酸蓄电池也能够让汽车连续行驶的距离超过1000公里,不过,车上所装载的蓄电池的总重量将是不可相象的。汽车别说是跑了,恐怕压也给压垮了。举个例子,同样是120Ah的容量,普通铅酸蓄电池的重量恐怕要在120kg电动汽车动力左右,而铁电池的重量尚不及其1/4。这样,汽车就可以安排足够容量的电池而不怕汽车行驶距离不够了。  2.铁电池的容量足够大,性价比也高。就目前所掌握的情况看,铁电池的单位容量已经与锂电池相差不多,而且还有进一步提高的潜力。lkg铅酸电池仅能储存30Wh的电能,1kg铁电池能储存超过100Wh的电能,而lkg汽油则为12000W
h,一辆普通轿车携带50kg汽油(约占其总重的3)可行驶700km的距离,而同样轿车带400kg铅酸电池(约占其总重的25)只能走100km不到,如果是同样重的铁电池,这个距离就将延长到350km左右,已经具有实用性了。

    锂电池也能达到这个水平,不过铁电池的成本可比锂电池要便宜得多了,大概只及后者的数十分之一。一个例证就是使用锂电池时,比亚迪F3e电动车的成本为50万以上;而使用铁电池后,这个价格预计是很快被降低到了16万的样子,已经接近实用水平了,而如果大规模量产后,价格还将更低。

    3.铁电池的放电曲线比较完美平滑,不但具有高的放电电流而且放电电压也比较稳定。比如采用BaFeO4/Zn材料时的铁电池的放电平台在1.411.43之间,占据总放电时间超过80%。这就保证了电动汽车能够长时间大功率工作。

本文发布于:2024-09-22 14:39:26,感谢您对本站的认可!

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