电车常见的电源主要有蓄电池和燃料电池两大类,其中蓄电池包括铅酸电池、镍氢电池、锂电池等。以下是它们的区别:
从电池化学体系角度
- 铅酸电池:电极由铅和氧化物制成,电解液为硫酸溶液。技术成熟,成本低,高低温性能相对稳定,但是能量密度低,体积和重量大,循环寿命较短,且废旧电池处理不当易造成环境污染。常用于低速电动车、电动自行车等对续航和性能要求不高的车辆。
- 镍氢电池:由氢离子和金属镍合成,电量储备比镍镉电池多30%,重量更轻,使用寿命更长,对环境相对友好。不过制造成本较高,能量密度比锂电池低,且存在电池记忆效应,目前主要应用于一些早期的电动汽车和部分混动车型。
- 锂电池:主要分为三元锂电池和磷酸铁锂电池。三元锂电池能量密度高,低温性能好,充放电速度快,但热稳定性相对较差,成本也较高,常用于对续航和性能要求较高的中高端电动汽车。磷酸铁锂电池安全性高,热稳定性好,循环寿命长,但能量密度较低,低温性能欠佳,广泛应用于对安全性要求较高的车型以及一些商用车领域。
- 燃料电池:由阳极、阴极、电解质和隔膜构成,常用的燃料为纯氢、富含氢的气体或某些液体,氧化剂为纯氧、净化空气等气体或某些液体。它将化学能直接转化为电能,能量转换效率高,零排放,噪音低,但成本高昂,加氢基础设施不完善,目前主要应用于一些高端燃料电池电动汽车。
从充电角度
- 交流电源:充电桩将电网的交流电提供给电动汽车车载充电机,由车载充电机将交流电转换为直流电给电池充电,充电速度较慢,一般需要8小时左右,优点是对电池寿命影响较小,充电设备相对简单,成本较低,适用于日常夜间充电或对充电时间要求不高的场景。
- 直流电源:充电桩内部有AC-DC电源模块,可直接将电网的交流电转换为直流电给动力电池充电,充电速度快,一般只需1-2小时,但当充电到80%时,为保护电池,会进入涓流慢充阶段。快充对电池质量要求较高,长期频繁使用可能会影响电池寿命,一般适用于长途旅行或急需补充电量的场景。
从电源组件角度
- 车载充电机(OBC):可实现交流电到直流电的转换,为整车储能系统提供能量传输,还能实现由直流电到交流电的转换,用于汽车给其他外部设备供电,部分车辆的OBC支持V2G、V2H、V2L等功能。
- 直流变换器(DC-DC):将高压电转换为低压电,为车内的屏幕、冰箱、音响等低压电器供电,在车辆行驶时和充电时都能工作。
- 功率配电组件(PDU):按照车辆控制器发出的指令完成功率流的切换和分配,控制车辆内部继电器的逻辑切换和电子保险的保护功能等,通过母排及线束连接动力电池并控制充放电。