新能源汽车动力电池及其应用分析

摘 要：随着经济的快速发展，环境污染问题日渐凸显，燃油车尾气排放也是造成环境污染的重要原因之一。大量使用新能源汽车，减少排放是解决排放污染的重要途径。动力电池是新能源型汽车的技术核心之一，对新能源汽车的发展，起到了很好的推动作用。人工智能、大数据以及新能源汽车一跃成为当前发展的主要方向和趋势。因此，本文首先提出需要探究的主要内容和背景，之后结合不同的新能源汽车动力电池，针对性的探究合理的应用路径。

关键词：新能源汽车 动力电池 应用

Abstract：With the rapid economic development， the problem of environmental pollution has become increasingly prominent， and the exhaust emissions of fuel vehicles are also one of the important reasons for environmental pollution. Extensive use of new energy vehicles and reducing emissions are an important way to solve emissions pollution. Power battery is one of the technical cores of new energy vehicles， and it has played a very good role in promoting the development of new energy vehicles. Artificial intelligence， big data and new energy vehicles have become the main directions and trends of current development. Therefore， this article first proposes the main content and background that need to be explored， and then combines different new energy vehicle power batteries to explore reasonable application paths pertinently.

Key words：new energy vehicle， power battery， application

1 问题的提出

新能源汽车中，常规、非常规型车用燃料就成为了新型的车载动力装置的主要能源。动力电池涉及到燃料、铅酸、锂离子等类型，不一样的动力电池中，所产生的作用和效果也是不一样的[1]。新能源汽车早期的时候，是日本借助混合动力的方式进一步开拓市场，美国又在此基础上提高了纯电动汽车应用。我国2008年开始，也开始在潜移默化的过程中，渗透到对应的新能源汽车领域，不仅活跃了市场，并且激发了市场的潜力。例如：我国一些大型汽车生产商开始逐渐重视新型动力系统汽车的研发，以比亚迪为首的汽车制造企业，推行了将“秦”、“唐”为代表的油电混合的新能源汽车，创建符合自身发展需求的品牌[2]。从本质上看，动力电池属于基础部分，只有保持此部分的性能，那么才可以有效的促进新能源汽车的可持续发展和延伸。但是，在实践过程中，存在单位体积能量密度低，续航里程偏短，产品的质量相对偏低的问题，对动力电池的应用产生了较大的影响，并且也制约新能源汽车的进一步发展和延伸。鉴于此，新能源汽车动力电池的应用如何？就成为当前发展形势下，众多学者需要分析和解决的重点与难点。

2 新能源汽车动力电池及其应用

2.1 动力电池性能

从当前的发展路径来看，新能源电动力汽车已经成为当前发展的主要路径，并且为以后的可持续发展提供了前进的动力。从新能源电动汽车的电池技术上看，电池模块以2个串联×2个并联的方式连接4个电池单元，在电池组模块达到48个，电压也达到3.8V的情况下[3]，电池组电容量就可以达到23kWh的水平，实际的功率就可以达到91KW的水准。在先进技术的影响下，大家可以看到，组电池单元不仅安全性和行驶性较强，并且体现了很大的优越性，为以后的发展保持了可持续的动力，在成本、能力、性能等角度，缩小差距，向着更好的层次实施、发展和延伸[4]。

2.2 动力电池热管理

从传统的视角看，燃油汽车具有自身的优势，但是最大的缺陷就是排放污染严重。从动力电池在新能源汽车上的运用来看，动力电池不能单一考虑续航里程，还要加强动力电池的安全管理，过高或过低的温度都将直接影响动力电池的使用寿命和性能，并有可能导致电池系统的安全问题，而热管理是动力电池安全运行的重要保障。动力电池在运行的过程中会产生较大的热量，及时散发热量，让动力电池的温度保持在合适的范围，才能消除新能源汽车在运行过程中的安全隐患。因此，建立有效的电池热管理体系，对于电动车辆动力电池系统而言是必需的。可靠、高效的热管理系统对于电动车辆的可靠安全应用意义重大。

3 新能源汽車动力电池及其应用路径

3.1 燃料电池的应用

从当前的形势上看，燃料类型电池可以对电能实施良好的贮存，属于小型的发电设备，主要成分是氢和甲烷。燃料电池类型很多，但是不管是哪一个类型，最后都会出现反应并且转变成水，可以有效实现零污染的目的。现如今，在比较发达的国家中，已经开始应用，但是还处于初级的阶段[6]。由于我国对于此方面的研究程度偏低，配套设施与基础设备还处于比较落后的状态。国家在此方面已经出台了对应的政策文件，为新能源汽车的发展提供了基础条件。燃料电池自身具备效率高、清洁、可再生等优势，同时还具有动力强劲、工作时间长等优点。如果不去考虑热循环损失，那么动能的转化率是内燃机处理的三倍左右。燃料电池具有零排放、零污染的特性，被业界认为是未来清洁环保的理想技术，是终极新能源动力解决方案。

3.2 太阳能电池的应用

从目前能源的使用上看，最洁净的可再生的能源就是太阳能，太阳能电池还存在零污染的优势，但是，在不一样的地区或者是在不一样的季节中，影响太阳能电池正常使用的不确定因素较多。太阳能电池转化率和能量密度还在发展中，还不能满足实际使用需要。从当前的现状看，存在续航里程不足，承重力偏低，功率偏小的缺点。此时，就需要相关的人员，结合现状，针对性的从驱动器和辅助能源两个方向实施研究与发展，为以后的创新提供基础[7]。

3.3 化学蓄电池的应用

第一，铅酸电池。从对蓄电池的应用来看，铅酸电池已经使用了很长的一段历史时期，在内燃机汽车当中就已经获得了很好的应用，当前在电动汽车蓄电池的发展中也已经处于比较成熟的局面。铅酸电池存在体积较大，寿命较短的缺点，很多时候需要频繁的更换电池才可以满足大众的使用需求。不仅如此，对环境的污染性较高，和其他的动力电池对比，已经处于比较弱势的地位了。此时，就需要结合现实的需要，分析对应的价值，相对而言铅酸电池的稳定性较高，材料易得，價格不高，可以回收。例如：在电动叉车、旅游观光车等车型就达到了较高的应用，并且属于轻混合动力汽车的发展方向。

第二，镍金属电池。在电动汽车上使用的镍金属电池主要有镉镍电池和氢镍电池两种。镉镍电池由于其含有重金属镉，在使用中不注意回收的话，就会形成环境污染，许多发达国家都已限制发展和使用镉镍电池。而氢镍电池则是一种绿色镍金属电池，它的正负极分别为镍氢氧化物和储氢合金材料，不存在重金属污染问题，且其在工作过程中不会出现电解液增减现象，电池可以实现密封设计。氢镍电池就其工作原理和特点是适合电动汽车使用的，它已被列为电动汽车用首选动力电池，但其还存在价格太高，均匀性较差（特别是在高速率、深放电下电池之间的容量和电压差较大），自放电率较高，性能水平和现实要求还有差距等问题，这些问题都影响着氢镍电池在电动汽车上的广泛使用。

第三，锂离子电池。

锂离子蓄电池是上世纪90年代发展起来的高容量可充电电池，能够比氢镍电池存储更多的能量，能量密度大，循环寿命长，自放电率小，无记忆效应和环境污染，是当今各国能量存储技术研究的热点，主要集中在大容量、长寿命和安全性三个方面的研究。其蓄电能力基本上可以达到镍氢电池的两倍以上，并且还在继续的开发科研过程中。锂离子电池不会出现污染问题，可以达到环保的要求，并且具备较高的开发价值。锂电池材料，其能够做到循环利用，最大限度的降低制造成本。在目前的应用上，基本上都是在插电式混合动力电车和小型动力电车中使用。

通过以上分析可以看到，目前我国属于新能源汽车动力电池生产和消费的大国，并且需要在大力创新的基础上，优化升级技术。在未来的发展中，首先着力打造多方合作的良好业态，形成一定的生产与研发合力，发挥与彰显多方合作。其次，在制造技术上要创新发展，需要在大数据技术与人工智能技术基础上，全面收集与整合各种动力电池研究数据[8]。最后，规模化发展上，需要重视技术的创新改革力度，对生产体系进行改革创新，制定各类资源的回收再利用战略计划。

4 总结

随着社会的进步，新能源动力电池仍处于不断发展阶段，动力电池发展的核心理念就是安全性能、能量密度与环境保护。只有加强动力电池技术的创新，才可以在规模化基础上降低成本，向着智能方向实施延伸，建立起合作化发展的路径。在提高动力电池质量同时，提升我国新能源汽车的动力电池开发的核心竞争力。

参考文献：

[1]余冬梅.双组份胶粘剂在金属防腐型新能源汽车动力电池中的应用[J].中国金属通报，2019，1001（02）：183+185.

[2]王丽梅，吕晓欣."雨课堂"与"翻转课堂"在新能源汽车动力电池及管理系统中的应用[J].科教导刊-电子版（中旬），2019，000（010）：105-106.

[3]贾涛.仿真分析在新能源汽车动力电池开发中的应用[J]. 内燃机与配件， 2019，296（20）：230-232.

[4]王记磊，杨坤，刘庆新，等.新能源汽车用锂离子动力电池单体选型方法[J].机械设计与制造， 2020，000（004）：278-281.

[5]董庆银，谭全银，郝硕硕，等.北京市新能源汽车动力电池回收模式及经济性分析[J].科技管理研究， 2020，No.462（20）：226-232.

[6]黄马仕.解析新能源汽车动力电池的维护与保养策略[J]. 发明与创新·教育信息化， 2020， 000（004）：149，160.

[7]郑振.新能源汽车动力电池压差故障及维修技术分析[J].南方农机， 2020，No.362（22）：144-145.

作者简介

周斌：（1972.08—），男，汉族，重庆铜梁人，高级实习指导教师。研究方向：工业自动化控制、电气自动化、新能源汽车、电气设备维修技术。