輕型電動車用鋰電池發展動態

刊登日期:2012/3/9
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輕型電動車的發展
輕型電動車產品成功的要素分別為市場的推廣、產品的設計及技術的發展。以市場的推廣而言,由於輕型電動車屬於高度個人化的交通工具,因此在產品的推廣上,會因不同的國家或地區當地居民的生活習慣和社會經濟的發展現況而有很大的差異性,圖二為中國大陸市場和歐洲、美國與日本市場的差異。在中國大陸市場,電動自行車是生活必需品之一,在中國經濟改革與市場開放初期,大多數人口的交通工具是傳統自行車,當人民經濟情況隨著改革開放逐漸改善,收入逐漸增加之際,對於便利性的交通工具需求便更加急迫,再加上中國大陸政府在各大城市因為空氣污染的問題禁止了燃油摩托車的使用,使得電動自行車的需求和市場成長更加快速,電動自行車也變成最普遍和最便利的個人交通工具。


圖四、輕型電動車的兩大關鍵系統

輕型電動車用鋰電池的發展
目前輕型電動車市場以電動自行車和電動機車為主,電池的電壓規格主要為24V 、36V 及48V ,電容量約在10~30Ah ,電動自行車所配置的馬達功率在250~500W之間,而電動機車則在500~2,000W 之間,其中對電池的要求除了電容量外,也有高功率輸出的要求,以符合輕型電動車在啟動、加速和爬坡等性能的需求。在歐洲市場方面,目前90% 以上採用鋰電池,圖五為各種不同電池組的外觀,電池電壓主要為24V 和36V ,電容量則在250~360 Wh 之間,電池模組重量則在3~5kg 之間。而中國大陸輕型電動車市場則以鉛酸電池為主,占90% 以上,鋰電池仍屬少數高單價產品的配備,如圖六所示,電池電壓主要為36V和48V ,電容量則在300~500 Wh 之間。


圖七 圓筒型18650 鋰電池在安全設計上的考量

輕型電動車用鋰電池模組的發展
輕型電動車用的鋰電池模組是由數十顆到數百顆18650 鋰電池經由多串聯和並聯所組成,如何確保鋰電池經由多串並組裝後,電池組的性能和單顆電池的性能一致,是電池模組系統技術的關鍵。電池模組的技術主要有模組機構的設計及電池管理系統的電子監控管理技術兩項。

在電池模組機構的設計上,首先必須根據輕型電動車的整車及馬達驅動系統的規格來選用適當的電芯,主要的考量有馬達的電壓、最大需求電流、瞬間最大電流的輸出及持續時間等,當電芯的選擇決定後,則要依據規格進行電芯串並聯的排列,此時,需考慮電芯串並聯連接的最適化排列,並且需考量電芯的固定支架及外殼的強度,以確保電池模組在振動或掉落時機械性能上的強度和產品可靠度。此外,在模組機構設計上也必須兼顧到電池的散熱性和防水密閉性。

電池管理系統技術內容差異很大,可從……以上內容為重點摘錄,如欲詳全文請見原文

作者:楊模樺 /統達能源股份有限公司 
★本文節錄自「工業材料雜誌303期」,更多資料請見:http://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=10115


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