Какие типы аккумуляторов обычно используются в электромобилях

Свинцово-кислотные батареи и литиевые батареи.

Среди них свинцово-кислотные батареи - самые дешевые, но они большие по размеру, тяжелые и недолговечные.

Литиевые батареи также можно разделить на два типа. Напряжение мономера составляет 3,7 В и 3,2 В соответственно, из которых полимерные батареи 3,2 В считаются более безопасными, чем другие.

Недостаток литиевых аккумуляторов в том, что они дорогие, но они легкие, маленькие по размеру и имеют длительный срок службы (по моему мнению, срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов не должен быть меньше литиевых).

Также есть исследовательские конденсаторы. Его срок службы относительно неограничен, но даже при большой емкости суперконденсаторов его объем и вес в несколько раз больше, чем у свинцово-кислотных аккумуляторов, и люди считают, что это в принципе невозможно.

Батареи электромобилей делятся на две категории: батареи и топливные элементы. Батарея подходит для чистых электромобилей, включая свинцово-кислотные батареи, никель-водородные батареи, натриево-серные батареи, вторичные литиевые батареи и воздушные батареи.

Топливные элементы предназначены для электромобилей на топливных элементах, включая щелочные топливные элементы (AFC), фосфатные топливные элементы (PAFC), топливные элементы с расплавленным карбонатом (MCFC), твердооксидные топливные элементы (SOFC), топливные элементы с протонообменной мембраной (PEMFC), топливные элементы прямого действия на метаноле (DMFC).

В зависимости от типа электромобиля. В чисто электрических транспортных средствах, оснащенных только батареями, роль батареи является единственным источником энергии для системы привода автомобиля. В гибридных транспортных средствах, оснащенных традиционными двигателями (или топливными элементами) и батареями, батареи могут играть роль как основного источника энергии системы привода автомобиля, так и вспомогательного источника энергии. Видно, что на малых оборотах и трогании аккумулятор играет роль основного источника питания системы привода автомобиля; Когда полная нагрузка ускоряется, он действует как вспомогательный источник энергии; Это роль накопления энергии при движении, замедлении или торможении в обычном режиме.

Топливный элемент окисляется топливом на аноде, а окислитель восстанавливается на катоде. Если газообразное топливо (водород) непрерывно подается на анод (т. Е. Отрицательный электрод внешней цепи, также известный как топливный электрод), а кислород (или воздух) непрерывно подается на катод (т. Е. Положительный электрод внешняя цепь, также известная как воздушный полюс). Электрохимические реакции могут происходить непрерывно на электроде и генерировать электрические токи. Можно видеть, что в отличие от обычных батарей топливо и окислители не хранятся в батарее, а хранятся в резервуарах для хранения вне батареи. Когда он работает (выходной ток и работа), ему необходимо непрерывно транспортировать человеческое топливо и окислители к батарее и одновременно удалять продукт реакции. Поэтому по способам работы он похож на обычные бензиновые или дизельные генераторы. Поскольку в топливные элементы во время работы непрерывно подается топливо и окислители, топливо и окислители, используемые в топливных элементах, являются текучими средами (газами или жидкостями). Наиболее часто используемыми видами топлива являются чистый водород, различные газы, богатые водородом (например, газ для риформинга) и определенные жидкости (например, водные растворы метанола). Обычно используемые окислители - это чистый кислород, очищенный воздух и другие газы и определенные жидкости (например, перекись водорода и азотная кислота. Водный раствор и т. Д.).

Роль анода топливного элемента состоит в том, чтобы обеспечить общий интерфейс для топлива и электролитов и катализировать окисление топлива. В то же время электроны, генерируемые в результате реакции, передаются во внешнюю цепь или передаются на монтажную пластину перед передачей во внешнюю цепь. Роль катода (кислородного электрода) заключается в обеспечении общего интерфейса для кислорода и электролитов, в катализе восстановления кислорода и в передаче электронов из внешней цепи к месту реакции кислородного электрода. Поскольку реакция на электроде в основном представляет собой многофазную межфазную реакцию, для увеличения скорости реакции в электроде обычно используется пористый материал и покрывается электрическим катализатором.

Роль электролита - переносить ионы, образующиеся в результате реакции топливного электрода и кислородного электрода в электроде, и предотвращать прямой перенос электронов между электродами.

Роль диафрагмы состоит в том, чтобы проводить ионы, предотвращать прямую передачу электронов между электродами и разделять окислители и восстановители. Поэтому диафрагма должна быть устойчива к электролитной коррозии и иметь изоляцию и хорошую влагостойкость.

Аккумуляторы

Аккумуляторы электромобилей состоят из нескольких последовательно соединенных ячеек. Типичный аккумуляторный блок содержит около 96 ячеек, а для литий-ионных элементов, заряженных до 4,2 В, такие аккумуляторы могут генерировать общее напряжение более 400 В. Хотя автомобильная система электропитания рассматривает аккумулятор как одиночный элемент высокого давления, заряжающий и каждый раз разряжая всю батарею, система управления ячейками должна учитывать состояние каждой ячейки независимо. Если одна ячейка в батарее имеет немного меньшую емкость, чем другие ячейки, состояние зарядки будет постепенно отличаться от других ячеек после нескольких циклов зарядки / разрядки. Если состояние зарядки аккумулятора периодически не уравновешивается с другими элементами, он в конечном итоге переходит в состояние глубокого разряда, что приводит к повреждению и, в конечном итоге, к отказу аккумулятора. Чтобы этого не произошло, необходимо контролировать напряжение каждой батареи, чтобы определить состояние зарядки. Кроме того, должно быть устройство, позволяющее заряжать или разряжать аккумулятор отдельно, чтобы сбалансировать состояние зарядки этих аккумуляторов.

Важным аспектом систем наблюдения за батареями является интерфейс связи. Для связи внутри печатной платы обычно используются опции, включающие шину последовательного периферийного интерфейса (SPI) и шину I2C. Каждая шина имеет низкие накладные расходы на связь и подходит для условий с низким уровнем помех. Другой вариант - шина контроллера LAN (CAN), которая широко используется в автомобильных приложениях. CAN-шина очень хороша, с характеристиками обнаружения ошибок и отказоустойчивости, но ее стоимость связи очень велика, материальные затраты также высоки. Хотя соединение аккумуляторной системы с CAN-шиной автовладельца желательно, использование связи SPI или I2C в аккумуляторной батарее дает преимущества.

Аккумуляторы электромобилей делятся на:

А. Щелочные батареи. То есть электролит представляет собой щелочной водный раствор батареи;

Б. Кислотные батареи. То есть электролит представляет собой водный кислотный раствор батареи;

C. Нейтральные батареи. То есть электролит представляет собой нейтральный водный раствор аккумулятора;

D. Аккумуляторы с органическим электролитом. То есть электролит - это батарея из раствора органического электролита.

По способу существования действующего вещества оно делится на:

A. Активные вещества хранятся на электродах. Могут быть разделены на первичные батареи (невозобновляемые, первичные батареи) и вторичные батареи (регенеративные, батареи);

Б. Непрерывная подача активных веществ на электроды. Можно разделить на невозобновляемые топливные элементы и возобновляемые топливные элементы.

По определенным характеристикам аккумулятор делится на:

A. Аккумуляторы большой емкости;

B. Необслуживаемые аккумуляторные батареи;

C. Герметичные батареи;

D. Пламенные батареи;

E. Взрывозащищенные батареи;

F. Батарейки-пуговицы, прямоугольные батареи, цилиндрические батареи и т. Д.

Хотя из-за большого разнообразия химических источников энергии, широкого спектра применений и больших различий во внешнем виде, сложно унифицировать вышеуказанные методы классификации. Однако по характеру работы и способам хранения их обычно делят на четыре категории:

Первичная батарея, также известная как «первичная батарея», - это батарея, которую нельзя восстановить путем зарядки после разряда. Другими словами, аккумулятор можно использовать только один раз, а отказаться от аккумулятора можно только после разряда. Причина, по которой такие батареи нельзя перезарядить, заключается в том, что либо сама реакция батареи необратима, либо условия ограничены, чтобы затруднить обратимую реакцию. Такой как:

Zn-Mn сухая батарея Zn│NH4Cl · ZnCl2│MnO2 (C)

Цинково-ртутный аккумулятор Zn│KOH│HgO

Серебряно-цинковая батарея Zn│KOH│Ag2O

Аккумуляторная батарея, также известная как «батарея», представляет собой тип батареи, который можно перезаряжать после разряда, перезаряжать для восстановления активного материала, разряжать снова и снова и повторно использовать. Этот тип батареи фактически является химическим накопителем энергии. Аккумулятор полностью заряжен постоянным током. В это время в батарее накапливается электрическая энергия в виде химической энергии. При разряде химическая энергия преобразуется в электрическую. Такой как:

Свинцово-кислотный аккумулятор Pb│H2SO4│PbO2

Никель-кадмиевый аккумулятор Cd│KOH│NiOOH

Никель-металлогидридный аккумулятор H2│KOH│NiOOH

Литий-ионный аккумулятор LiCoO2│ органический растворитель│6C

Цинково-воздушная батарея Zn│KOH│O2 (воздух)

Аккумуляторные батареи, также известные как «батареи активации», представляют собой батареи, которые не находятся в прямом контакте с положительными и отрицательными активными веществами и электролитами, временно вводят электролиты перед использованием или активируются другими методами. Химическое разрушение или саморазряд положительных и отрицательных активных веществ в таких батареях в основном устраняется за счет изоляции от электролита, что позволяет хранить батарею в течение длительного периода времени. Такой как:

Серебряно-магниевый аккумулятор Mg│MgCl2│AgCl

Кальциевая тепловая батарея Ca│LiCl-KCl│CaCrO4 (Ni)

Страница содержит содержимое машинного перевода.