解晨寧
鎮(zhèn)江技師學院 江蘇省鎮(zhèn)江市 212000
新能源汽車主要是利用新興能源作為緩解我國能源緊張的敲門磚,但如果分析實際情況,我國對新能源汽車的研究起步較晚,缺乏經(jīng)驗支持,還沒有明確哪些能源應(yīng)該用于能源。目前,鋰電子動力電池普遍用于新能源汽車的生產(chǎn)制造。廣義上的新能源汽車是指使用不同于傳統(tǒng)汽車的能源的一種新型汽車?,F(xiàn)有汽車主要以柴油和汽油為主要動力源,而新能源汽車則以電動混合動力和油電混合動力為主要動力源。從狹義上講,新能源汽車主要是指利用非傳統(tǒng)能源為汽車提供行駛所需的動力,使汽車能夠正常、相對可靠地使用。
新能源占地球金屬含量的很大一部分,使用量約為鋰能源的1000 倍。前30 年,人們致力于新能源的研究,但取得的成果非常有限。 1988 年,一家美國公司報道了一種新能源動力電池汽車,但由于選用的材料,正極材料不穩(wěn)定,易分解,被人們忽視。新能源汽車動力電池正極采用三維膨脹石墨烯,負極采用金屬鋁,電解液采用四氯化鋁陰離子,可在室溫下對電池進行充放電。但石墨具有層狀結(jié)構(gòu),因此石墨具有吸附其他陽離子的能力,其原理與鋰陽離子相同,可吸附四氯化鋁陰離子,是保障新能源動力電池的有效成分。車輛可以完成充電和放電操作。新能源汽車動力電池放電時,從石墨烯中分離出來的四氯化鋁陰離子與負極的金屬鋁反應(yīng)生成A13C17-材料。新能源汽車動力電池的充電原理是放電過程的逆反應(yīng),從而實現(xiàn)充放電。
鉛酸電池出現(xiàn)較早,存在技術(shù)落后、性能低下、污染環(huán)境等缺點。但在目前的電動汽車行業(yè),鉛酸電池的市場占有率高達90%,應(yīng)用十分普遍。技術(shù)進步顯著提高了鉛酸蓄電池的性能,能量提高到了40Wh/kg,循環(huán)次數(shù)從之前的350 次變?yōu)?000 多次。同時,鉛酸電池最大的優(yōu)點之一是可回收利用。目前,我國鉛酸蓄電池的回收率超過90%。雖然鉛酸電池出現(xiàn)得比較早,但相信技術(shù)的進步已經(jīng)改進了它們并使其流行起來。
鎳鎘電池也是電動工具中常用的動力電池和高功率放電性能電池。與鎳鎘電池相比,鎳氫電池具有體積小、能量比高、記憶效應(yīng)小的優(yōu)點。在新能源汽車的使用中,鋰離子電池的性能遠優(yōu)于鎳鎘電池,發(fā)展前景廣闊,因此鎳氫電池和鎳鎘電池正逐漸被替代。
鋰離子電池是新能源汽車最常用的電池。鋰離子電池的能量比為150Wh/kg,功率比為1600W/kg。隨著技術(shù)的進步,鋰離子電池的性能指標還在不斷提高。鋰離子電池包含兩種電解質(zhì):聚合物電解質(zhì)和液體電解質(zhì)。使用聚合物電解質(zhì)的鋰離子電池是市場上的主流。聚合物包括三元鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和鈷酸鋰。電池具有不同的聚合物成分,具有不同的性能、安全性、壽命和生產(chǎn)成本。目前,很多電動汽車根據(jù)不同的使用需求選擇不同的聚合物。例如,我國比亞迪汽車為了汽車安全穩(wěn)定使用磷酸鐵鉀電池,日產(chǎn)則選擇錳酸鉀電池降低使用成本。
燃料電池與傳統(tǒng)電池有很大不同,燃料電池不是通過充電和放電來工作,而是通過使用燃料來發(fā)電。主要燃料包括甲烷、甲醇、乙醇和氫氣。使用氫氣作為燃料的燃料電池不會污染環(huán)境,非常環(huán)保。目前,國外很多國家都在擴大燃料電池的研究,并取得了良好的成果。我國的燃料電池技術(shù)相對落后。這是因為燃料電池技術(shù)比較先進,開發(fā)成本很高,所以燃料電池的應(yīng)用還不夠成熟。
第一,安全性能高。新能源汽車動力電池電解液采用離子液體,徹底杜絕了易燃易爆等安全隱患。在正在工作中的新能源汽車動力電池鉆入電鉆,動力電池仍舊持續(xù)工作,沒有出現(xiàn)燃燒的情況。另外,由于新能源汽車動力電池的原材料成本相對低廉,而且材料易得,目前3D 石墨烯泡沫的成本相對較高,但近期規(guī)?;a(chǎn)的原因在于新能源汽車動力電池的應(yīng)用,成本必然大幅下降,實現(xiàn)價格合理。
第二,充電快,電池壽命長。電池的正極材料多采用三維膨脹石墨烯,具有良好的疊層結(jié)構(gòu)和良好的導電性,可以有效縮短新能源汽車動力電池的充電時間,也可以提高新能源動力電池的性能。車輛。在5000 mAH/g 的電流下,電池可在1 分鐘內(nèi)充滿電。動力電池充放電7500 次后,電池容量變化不大。電池循環(huán)7500 次后,即每天充電一次,20 年后,新能源汽車動力電池依然完好,可以正常使用。
新能源汽車剛剛興起,仍處于發(fā)展階段,汽車行業(yè)管理者仍將傳統(tǒng)汽車制造和管理視為企業(yè)發(fā)展工作的重點。此外,在維護新能源汽車動力電池的過程中,公司內(nèi)部領(lǐng)導有一種誤解,認為新能源汽車只是對現(xiàn)有汽車產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新,不需要改變。
在我國,新能源汽車的發(fā)展相對較晚,因此鋰電動力電池的研發(fā)相對滯后。這種差異反過來會影響該行業(yè)的發(fā)展。
目前,新能源汽車產(chǎn)業(yè)是一個新興產(chǎn)業(yè),相對缺乏專業(yè)的技術(shù)人才和專業(yè)的理論指導。領(lǐng)導者對基礎(chǔ)理論知識的了解相對不足,忽視了蓄電池的維護與保養(yǎng),具體實際工作中缺乏相關(guān)技術(shù)人員。
第一,定期檢查和整個電池組的檢查。及時清潔電池組蓋和極柱,避免金屬碎屑和灰塵,如果上面有污染物,應(yīng)使用壓縮空氣進行有效處理,保持表面無污染和雜物。電池組的外殼必須完好無損,不得變形、膨脹、開裂、極柱不穩(wěn)。為確保電池在機身內(nèi)穩(wěn)定牢固,需要保持托盤和電池蓋上緊,使電池與機身緊密耦合。
第二,定期檢查蓄電池接線。電池的兩極之間的連接應(yīng)牢固,不得松動或腐蝕。確保單體電池的所有連接點與電池組的溫度采集端子、電壓和導電膠帶接觸牢固,防止生銹、變形、脫落和松動。確保插座和插頭接觸良好,以防止在充電過程中插頭脫落。
第三,定期檢查電池組是否漏液。為了有效控制新能源汽車用電設(shè)備的電流,鋰離子電池組的電壓往往采用300V 的直流電壓,因此新能源汽車的動力電池必須有很高的絕緣性能要求。測量新能源汽車的絕緣性能,常使用電池組直流正負極母排的接地電阻,根據(jù)電動汽車國家標準GB/T18384.1-2001,一個標準電壓電池的U 包接地是電動汽車的電阻值與直流值的比值,大于100/V,滿足安全要求。
可采用新型正極材料和負極材料,有效提高電池壽命。目前,酸堆材料廣泛用于正極,這些材料不僅用途廣泛,而且可以回收利用。在實際生產(chǎn)中,應(yīng)用納米材料為鋰電子電池供電,可以有效提高電池的功率密度。還采用了極薄的極片,有效提高了電池效率。因此,為了有效提高電池的能量密度,只有合理增加極片的厚度,才能大大促進新能源電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
提高鋰離子電池的安全性,可以有效促進新能源電池的快速發(fā)展。鋰電子動力電池的安全性能與所儲存的能量有關(guān),體現(xiàn)在電池容量的不斷增加,同時也增加了電池的體積,影響了電池的散熱性能和電池的安全性能。造成電池散熱異常,存在安全隱患。因此,為了保障電池的安全,需要綜合分析電池電解液、電極材料、電池制造情況等因素的影響,以提高安全性能和安全性,實現(xiàn)更大的電池容量。
傳統(tǒng)汽車需要加油,而電動新能源汽車需要自然充電,因此需要充電以延長電池的使用壽命,并盡可能避免因充電時間過長而對電池造成傷害,動力電池控制時間合理有效。在我國,新能源汽車的普及不足,市民對新能源汽車的了解也不足。動力電池充電時間不足。有不少人不知道確切的持續(xù)時間。現(xiàn)階段,我國大部分新能源汽車的充電時間一般在10 小時左右。
新能源車主需要知道何時充電,以及最基本的充電次數(shù),而頻繁、不合理的充電往往會對動力電池造成無法彌補的損害。為此,新能源車主在實際使用過程中要時刻注意車內(nèi)電表的狀態(tài),而且大部分新能源汽車的電表都會顯示一定的瓦數(shù)。指示燈上的“L”表示動力電池需要充電,但新能源汽車車主需要注意一定的電量情況。
新能源汽車內(nèi)部的動力電池和普通電池有一個共同點,就是不能在持續(xù)的陽光下生存。新能源汽車在陽光照射下,內(nèi)部動力電池溫度升高,產(chǎn)生的壓力增大,加劇了動力電池的老化,大大縮短了動力電池的壽命。因此,新能源車主在停放親人時應(yīng)盡量找陰涼處,中國政府也應(yīng)加大對新能源汽車停車場的投資和建設(shè),使新能源汽車避免受到陽光照射。
由于傳統(tǒng)和新能源汽車都是我們?nèi)粘I钪械拇焦ぞ?,在不用的時候,難免讓新能源汽車閑置,對動力電池造成很大的傷害,新能源汽車的車主們?nèi)绻霈F(xiàn)以下情況,應(yīng)為其車輛的動力電池充滿電:當車輛長時間不使用時,使用電力來減少電池消耗。
除了上述對動力電池的直接保護外,還有一些間接保護需要注意。其中,動力電池充電器的保護尤為重要。對此,新能源汽車的車子應(yīng)充分了解動力電池的使用說明書,在充電過程中選擇充電功率更合適的插座,時刻保持充電器處于通風狀態(tài),避免使用,是包裝好的,所以散熱有問題。
對于新能源汽車電池問題,故障診斷和維修主要分三步進行。首先,掌握電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。新能源汽車電池與普通手機電池不同,但電池放電的隱患縮短了電池的使用壽命。汽車電池由若干個電池組組成,長期存放時,硫酸下沉,在極板和底部之間產(chǎn)生電位差,引起自放電。從電池溢出的電解液積聚在電池蓋表面,正負極形成通路。因此,如果汽車電瓶放電嚴重,應(yīng)觀察電瓶狀況,將電瓶放電,倒出電解液,取出隔板,用一次性蒸餾水注射器沖洗干凈,重新組裝,使用前給電解液充電。其次,使用專業(yè)設(shè)備進行檢查和維護。一般來說,當一塊電池出現(xiàn)故障時,肉眼是很難區(qū)分的,所以必須用萬用表、電池檢測儀等設(shè)備進行專業(yè)的測試和評估。根據(jù)檢測到的電池電壓、電阻和冷啟動電流,比對標準參數(shù),了解電池性能,決定是否更換電池。通過縮小萬能表的測量位置,可以準確識別出缺陷區(qū)域,確保汽車電瓶的正常使用。
目前,大部分企業(yè)在新能源汽車動力電池的生產(chǎn)上仍以人工生產(chǎn)為主,發(fā)展人工生產(chǎn)不僅降低了生產(chǎn)效率,也無法保證生產(chǎn)質(zhì)量。在未來的發(fā)展過程中,新能源汽車動力電池的生產(chǎn)將越來越智能化。通過引入智能生產(chǎn)技術(shù)替代人工生產(chǎn)模式,提高了生產(chǎn)作業(yè)的效率,也提高了生產(chǎn)成功率。最重要的是,在實現(xiàn)新能源汽車動力電池生產(chǎn)的過程中,很多零部件的制造要求都比較精密,智能化的生產(chǎn)方式可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的精密控制,從而提高質(zhì)量和生產(chǎn)水平,實現(xiàn)更能為更好的新能源汽車動力電池的發(fā)展奠定一定的基礎(chǔ)。使用智能生產(chǎn)可以節(jié)省大量勞動力,在新能源汽車動力電池的生產(chǎn)中可以降低人工成本,實現(xiàn)成本節(jié)約。
無論是制造新能源汽車還是新能源動力電池,僅靠本地電力是不夠的。與一些發(fā)達國家相比,我國新能源汽車動力電池的制造工作還不夠。技術(shù)相對落后,生產(chǎn)效率相對較低的特點。要改善這些問題,最好的辦法就是實現(xiàn)新能源汽車動力電池的聯(lián)合生產(chǎn)和開發(fā)。通過企業(yè)合作,不僅可以引進生產(chǎn)技術(shù),還可以達到合作共贏的目的,通過與國外更先進的企業(yè)合作,提高新能源汽車動力電池的質(zhì)量。雖然這一過程可能會產(chǎn)生一些成本,但從長遠發(fā)展的角度來看,采用協(xié)調(diào)發(fā)展模式具有一定的促進作用。
與傳統(tǒng)電池不同,新能源電池可以回收再利用,因此現(xiàn)有電池可以隨著新能源動力電池的生產(chǎn)而回收利用?;厥张f新能源汽車動力電池一方面可以節(jié)約資源,另一方面回收舊電池可以降低生產(chǎn)成本,可以增加企業(yè)的生產(chǎn)利潤。動力電池方面,回收業(yè)務(wù)的發(fā)展存在諸多問題。一是回收成本很高,二是可再生能源汽車動力電池生產(chǎn)存在技術(shù)缺陷,嚴重影響新能源汽車動力電池回收再制造,而這也是在接下來的工作中所要重點關(guān)注的問題。
目前,在我國相關(guān)的動力電池制造生產(chǎn)領(lǐng)域,制造成本的管控難度較大,如果不能有效控制成本,將導致經(jīng)濟問題、企業(yè)競爭力發(fā)展問題等。在新能源汽車領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。因此,未來的發(fā)展應(yīng)該集中在動力電池成本的管控上。一是要加強技術(shù)創(chuàng)新和改革,構(gòu)建較為完善的電池體系,在延長壽命的同時降低更換成本。這樣的頻率可以有效控制成本。二是要通過改革創(chuàng)新生產(chǎn)體制,引入規(guī)模,打造規(guī)模經(jīng)濟模式,在降低生產(chǎn)成本和單位產(chǎn)品生產(chǎn)成本的同時,確保生產(chǎn)效率。最后,要建立各種資源回收再利用的戰(zhàn)略規(guī)劃和方案,在規(guī)模化生產(chǎn)中運用資源回收再利用的制度和模式。也可以根據(jù)鉛酸蓄電池在回收期內(nèi)的成功回收經(jīng)驗,增加經(jīng)濟效益,同時完善相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈,保證回收再利用的有效性。
為了促進生產(chǎn)技術(shù)的良好發(fā)展和進步,需要有比較完整的生產(chǎn)鏈、資金鏈等作為相關(guān)技術(shù)研發(fā)工作的支撐,努力創(chuàng)造一種合作形式。通過在特定的生產(chǎn)經(jīng)營過程中積極運用分布式合作和整體合作的理念,小規(guī)模和制造商在電池生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用,然后有針對性地組裝和組裝各種部件??梢赃M行測試處理。其次,在生產(chǎn)合作過程中,生產(chǎn)鏈也要分開,在保證生產(chǎn)效率的同時,有效規(guī)避企業(yè)風險等問題。同時,在與多家企業(yè)開展合作生產(chǎn)的過程中,要注重每個企業(yè)在生產(chǎn)過程中的激情,充分發(fā)揮自主創(chuàng)新的作用和優(yōu)勢,形成一定的合力,同時在生產(chǎn)和研發(fā)方面相互合作,保證動力電池高標準化、優(yōu)生產(chǎn)的開發(fā)應(yīng)用。最后,要形成正確的合作理念,改革創(chuàng)新傳統(tǒng)的生產(chǎn)戰(zhàn)略和經(jīng)營戰(zhàn)略,迎接新能源汽車發(fā)展的機遇,迎接新時代的挑戰(zhàn),發(fā)揮和突出企業(yè)的作用。合作生產(chǎn)方式的優(yōu)勢。
綜上所述,我國近年來開發(fā)了多種類型的新能源汽車動力電池產(chǎn)品,不同的產(chǎn)品具有不同的應(yīng)用性能、優(yōu)勢和特點,也有不同的適用應(yīng)用。環(huán)境污染問題,達到零排放的目的。因此,在未來的發(fā)展過程中,應(yīng)重視動力電池應(yīng)用和新能源汽車大規(guī)模智能化生產(chǎn),降低成本,提高生產(chǎn)效率,滿足當前產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本需求。