電動車能取代油車嗎?從鋰電池原材料,到系統整合的七層動力電池系統可以得知!

2023-02-22 14:21

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由於電池自身有一定的內阻,在輸出功率、電能的同時產生一定的熱量,從而產生熱量累積,使電池溫度升高,進行電池芯串併聯組合後,會產生散熱問題,散熱越不均勻,電池使用越不一致,進而縮短電池壽命,因此電池模組最重要的任務,就是務求維持均溫與控制最高操作溫度。

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(圖二)電池模組示意圖。(圖/綠學院提供)
(圖二)電池模組示意圖。(圖/綠學院提供)

電池公司或專業的電池模組廠,就是負責這段的組裝技術,他們在製作模組時,會建立第一階小型電池管理系統,並將消防防護機制也設計在內,以防止電池芯之間的延燒,國際安全認證如IEC、UL皆有制定相關的國際安全認證規範及測試要求。

動力電池系統第四層:電池包(Pack)

把電池模組組合起來即為電池包,為了要管理電池芯和模組,需要更高一階的電池管理系統,給電池命令,它才知道要怎麼行動,電池管理系統也會時時檢查每顆電池芯的狀態,並盡量維持電池芯之間的平衡,不然電池使用越不一致,連帶也會影響電動車使用壽命。模組和電池包這兩層沒有明確的學術定義,各種電動載具、各個公司都可能有不同的界定方式。

(圖三)電池包示意圖。(圖/綠學院提供)
(圖三)電池包示意圖。(圖/綠學院提供)

臺灣早期從筆記型電腦發展以來,即有電池三雄新普、順達、佳百裕,後隨著交通運具電動化趨勢,許多公司也逐步轉型或擴張業務,其中尤以電動腳踏車的電池模組廠為大宗,如兆普、達方、天宇、西勝等。另外,台泥鴻海也正在積極布局鋰電池模組化與系統化。

一家專業的電池模組廠可以同時負責第三層電池模組和第四層電池包的工作,我們認為專業的電池模組廠是臺灣最有機會切入電動車供應鏈的先鋒部隊,這雖然又是以代工角度切入市場,但不失為一個後進者在大爭之世先取得自己站位的做法。只是當取得初步的市場站位之後,必須要能找一個有戰略布局思維、敢大破大立的接班人,不論是材料或應用上的創新,不能再次掉入我們這代人悲傷的「護國神山」陷阱。

動力電池系統第五層:電池管理系統(BMS)

雖然上面已經部署兩套電池管理系統,在動力電池系統中,電池管理系統是屬於電控管轄,含軟硬體兩個層次。軟體設計功能除管理功率調節器(PCS)何時充放電,還包含監視電池儲存的環境溫溼度、充放電效率等。

硬體組成上,主要由電流感測器、電壓感測器、溫度感測器、漏電檢測、熔斷(Fuse)裝置、電驛(Relay)等組成。電池管理系統一般採用CAN通訊模式進行系統之間的溝通。

臺灣因汽車產業較為封閉,傳統汽車大廠多由歐美日所把持,他們會培養與自身相關的衛星體系廠商、講車廠使用的語言,臺灣企業較難切入其供應鏈中,相對來說機會較小。比較有機會的是新興的電動車廠,不過除了特斯拉之外,中國大陸各大電動車品牌在這些年也都建立了自己的衛星體系廠商,我們也難討到便宜就是了。

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