Интерпретация развития технологии аккумуляторных батарей

В прошлом году был введен глобальный запрет на бензовозы, что позволило людям осознать, что наступает эра транспортных средств на новой энергии, а также чисто электрических транспортных средств, гибридов, транспортных средств на топливных элементах и т. Д., Почему это будущее всего за несколько лет? Основной темой является, с одной стороны, глобальная стратегия, политика и другие аспекты поддержки, с другой стороны, постоянное совершенствование технологии аккумуляторных батарей, более длительный срок службы батареи, более короткое время зарядки, напрямую связанные с потребностями пользователя в поездках, так что приходят автомобили на новой энергии. Приходите к нам и в будущем замените традиционные автомобили, работающие на топливе, которые неотделимы от повседневных путешествий. Вот что говорят люди: «Развитие транспортных средств на новой энергии - это развитие аккумуляторных технологий».

Свинцово-кислотные аккумуляторы

Чистые электромобили были впервые использованы в свинцово-кислотных аккумуляторах, свинец и его оксиды использовались в качестве электродных материалов, а растворы серной кислоты использовались в качестве электролитов. Это источник энергии для большинства современных электрических велосипедов, и низкая стоимость является его самым большим преимуществом, но поскольку плотность энергии свинцово-кислотных аккумуляторов мала, что вызывает такие проблемы, как большой объем и небольшая емкость. Он не может справиться с управлением одной машиной по собственному весу, потреблению движущей силы и сроку службы более 10 000 километров в год. Используется в серийных автомобилях и в конечном итоге устранен производителями автомобилей.

Свинцово-кислотный аккумулятор в герметичной упаковке

NiMH аккумуляторы

Никель-металлогидридные батареи очень близки к нашей повседневной жизни. С самого начала очень часто можно услышать небольшие электрические приборы, такие как аккумуляторные зубные щетки. Положительный электрод представляет собой соединение никель-водород, а отрицательный электрод - гидрид металла. Сравниваются плотность энергии и время зарядки и разрядки. Свинцово-кислотная батарея имеет небольшое улучшение, электролит негорючий, безопасность гарантирована, а производственный процесс является зрелым. BYD - второй по величине производитель никель-водородных аккумуляторов в мире до того, как будет построен автомобиль.

NiMH аккумулятор

Однако из-за общей эффективности зарядки никель-металлогидридных аккумуляторов возникают эффекты памяти при зарядке, низкое рабочее напряжение (нельзя использовать быструю зарядку с высоким напряжением), и он не подходит для одного автомобильного источника питания, и подходит для работы со вспомогательным двигателем. Лучшее, что можно сделать в этой области - это Тойота. В гибридной системе используется двигатель Аткинсона + аккумулятор NiMH. Сам двигатель Аткинсона имеет преимущество высокой эффективности в диапазоне промежуточных скоростей, но также имеет проблему низкой скорости и высокой скорости. Никель-металлгидридные аккумуляторы просто здорово помогают решить проблему отсутствия пускового и скоростного питания.

С момента широкого использования литиевых батарей никель-металлогидридные батареи также были полностью заменены в автомобиле, например, в новой гибридной системе Toyota была принята более эффективная комбинация двигатель + литиевая батарея. По сравнению с литиевыми батареями емкость никель-металлогидридных батарей, срок службы циклической зарядки и защита окружающей среды не являются доминирующими, а экономическое преимущество также ослабляется разработкой литиевых батарей. Вот почему никель-металлогидридные батареи постепенно ушли из автомобильной отрасли. Где.

литиевая батарейка

Литиевые батареи - это основной выбор транспортных средств на новой энергии на данном этапе. В качестве электродных материалов используются соединения лития (манганат лития, фосфат лития-железа и др.). В качестве анодного материала используется графит. Его преимущества - высокая плотность энергии, небольшой объем, легкий вес и эффективность зарядки. высокая. Основным фактором, определяющим тип или характеристики литиевой батареи, является материал двух полюсов батареи. Материал положительного электрода является ключевым на данном этапе, такой как основной фосфат лития-железа, кобальтат лития в тройном материале, никель-кобальт-марганец и т. Д. Существуют различия во многих измерениях, таких как стоимость, низкотемпературная зарядка и разрядка. , и безопасность.

Литиевый аккумулятор GM Group

Но независимо от типа, все литиевые аккумуляторные батареи столкнутся с «естественным врагом» - низкой температурой. Хотя оптимальная рабочая температура для разных типов литиевых батарей различается, активность ионов лития, сопровождающих диапазон ниже оптимального, снижается, а влияние на запас хода относительно велико, что также отражено в наших предыдущих тестах: Электромобили оснащенный литиевыми аккумуляторами, реальный срок службы в северной зиме может достигать только более 60% от теоретического срока службы, до 70%.

Результаты теста предельного пробега Tengshi EV400

Негативное влияние низкой температуры не решается самой батареей. Поэтому многие производители автомобилей пытались согреть аккумуляторную батарею и увеличить систему контроля температуры только для аккумуляторной батареи. Большинство моделей брендов, использующих этот подход, обладают определенным смягчающим эффектом, но реальный эффект по-прежнему является отличным решением, поскольку некоторые системы контроля температуры электромобилей потребляют больше энергии, чем при низких температурах.

Emgrand EV450 оснащен интеллектуальной системой управления температурой изотиоцианатной батареи версии 2.0

Что можно ожидать в этом отношении, так это то, что GM уже намеренно сотрудничает с LG Group в Южной Корее для закупки продуктов, которые оснащены несколькими компонентами с регулируемой температурой непосредственно внутри аккумуляторной батареи, не только для того, чтобы рассеять аккумулятор, как сейчас, но и также быть холодным. Погода увеличивает температуру батареи. Посадка этой технологии достойна ожидания. Сообщается, что следующий раунд полностью электрических и подключаемых гибридных автомобилей GM будет использоваться для замены аккумуляторных батарей, которые в настоящее время поставляет бренд Hitachi.

Водородный топливный элемент

Всем известно, что H2 + O2 сжигает оставшуюся воду, поэтому водород является идеальным источником чистой энергии. Что касается самого водорода, при сгорании может выделяться много энергии, низкотемпературные характеристики хорошие, наиболее важная эффективность гидрирования высока, гидрогенизация может пройти более 600 километров всего за 5 минут, и эти данные могут быть улучшены. , выше Они намного превосходят существующие литиевые батареи.

Что касается инвестиций в автомобили на водородных топливных элементах, автомобильные компании в Японии и Южной Корее уже начали исследования, и теперь они инвестируют в рынки своих стран в небольшом масштабе. Например, современные автомобили NEXO на водородных топливных элементах, которые я тестировал перед Весенним фестивалем, были обширными. Использовался на зимних Олимпийских играх в Пхенчхане и поступил в продажу.

Автомобиль на водородных топливных элементах Hyundai NEXO

И почему водород так хорош, почему бы не продвигать его? Потому что получить водород с помощью современных технологий слишком сложно. Все знают, что из электролизованной воды можно получить водород, но она потребляет электроэнергию для электролиза воды, а затем сжигает водород, чтобы в конечном итоге стать водой. Энергопотребление и потери в этом процессе не так хороши, как при прямой зарядке литиевых батарей, а стоимость слишком высока. Стоимость и процесс больше подходят для добычи из нефти и природного газа, но количество невелико, поэтому автомобиль на топливных элементах «только чует свое название, и его трудно продвигать».

Графеновая батарея

При обсуждении энергетических аккумуляторов транспортных средств на новой энергии в будущем наиболее надежным и наиболее обсуждаемым является графеновый аккумулятор. Перевод некоторых профессиональных перспектив таков: есть два способа использования этого материала в сочетании с литиевыми батареями. Композитный материал графена используется в качестве проводящего агента литиевой батареи, а второй используется непосредственно в качестве отрицательного электрода. Эффект заключается в повышении активности литиевой батареи, тем самым улучшая запас хода и скорость зарядки электромобиля.

Литий-кислородный аккумулятор из губчатого графена с карбонизацией графена

Графеновые батареи могут эффективно решить проблему коротких литиевых батарей, а характеристики продукта напрямую связаны с пользователями транспортных средств на новой энергии. Преимущества этого материала действительно велики, и южнокорейская компания Samsung уже анонсировала эту технологию, но стоимость является большим узким местом. Приобрести графен непросто. В первые дни это был материал, используемый в аэрокосмической области. Когда, способ снижения затрат станет большой проблемой для этого высококачественного продукта, чтобы «влететь в дома простых людей», и различные производители автомобилей не объявили о планах предпринять усилия в этом направлении.

Проще говоря, принцип работы чистого электромобиля - это «прямая зарядка электричества», а транспортное средство с водородными топливными элементами - это «сжигание» (химическая реакция) электроэнергии и воды H2 + O2, что эквивалентно «сжиганию водорода». для выработки электроэнергии. Два типа «батарей» также имеют нулевой уровень выбросов, плотность литий-ионных аккумуляторов электромобилей меньше, низкотемпературная активность плохая, срок службы батареи медленный, скорость зарядки низкая, водородный топливный элемент полностью отсутствует, а эффективность работы намного выше. Водород называют причиной качественной энергии.

Твердотельный литиевый аккумулятор

Как следует из названия, в твердотельных литиевых батареях больше не используются жидкие электролиты. Твердотельные электролиты более эффективны, чем обычные литиевые батареи, а это означает, что чистые электромобили еще выше, даже достигая запаса хода энергосберегающих бензиновых автомобилей и зарядки. По сравнению с текущим этапом эффективность качественно выросла. Сообщается, что наиболее идеальная скорость зарядки электромобиля, оснащенного твердотельной батареей, может увеличиться на 800 километров за одну минуту. Можно сказать, что это лучший основной компонент транспортного средства на новой энергии.

На этом этапе некоторые зарубежные энергетические, технологические компании и производители аккумуляторов, такие как Panasonic, начали исследования и разработку твердотельных аккумуляторов. Единственными автопроизводителями, работающими в этой области, являются Toyota, Honda и Nissan. Это связанно с помощью национального уровня Японии. Толкать. Согласно планам всех сторон, приступивших к изучению твердотельных батарей, ожидается, что в 2020 году произойдет прорыв в стоимости, плотности энергии и производстве, и эти исследования и разработки будут выполнены к 2030 году, и это будет широко используется в транспортных средствах на новой энергии. То есть до нас еще немного далеко. Это также причина, по которой крупные автомобильные компании не упомянули твердотельные батареи, когда они объявили о глобальном запрете на топливо для транспортных средств в 2025 году.

Многие автомобильные компании и даже новые автомобильные компании опубликовали новые энергетические планы на будущее. Следите за новостями ...

Подводить итоги

Охрана окружающей среды кажется важным направлением в мире, а электроэнергия - важнейшая энергия для жизни обычных людей. Следовательно, легче всего реализовать транспортные средства на новой энергии, использующие электричество в качестве топлива, и переход будет наиболее плавным. С реалистической точки зрения, после того, как в 2025 году будет запрещен автомобильный бензин, можно будет покупать только автомобили на новой энергии. Насколько важен аккумулятор автомобиля? По мере развития батареи, упомянутой в этой статье, старый тип батареи постепенно стал историей, некоторые из новых технологий батареи все еще находятся в стадии разработки, и некоторые из них придут к вам, если они преодолеют проблемы технологии и стоимости. .

Страница содержит содержимое машинного перевода.