Анализ: быстрый рост транспортных средств на новой энергии и развитие технологии аккумуляторных батарей

С практической точки зрения, единственные автомобили на новой энергии, которые можно будет купить после запрета на топливо в 2025 году, - это автомобили на новой энергии. Насколько важен автомобильный аккумулятор. По мере развития аккумуляторов, описанных в этой статье, старые типы аккумуляторов постепенно ушли в историю. Некоторые из новых технологий аккумуляторов все еще находятся на стадии разработки, а некоторые будут доступны каждому, если они преодолеют такие проблемы, как технология и стоимость.

В прошлом году, когда глобальный график запрета транспортных средств на топливе заставил людей осознать, что приближается эра транспортных средств на новой энергии, почему чистые электромобили, подключаемые гибриды, автомобили на топливных элементах и т. несколько лет? С одной стороны, это поддержка глобальных стратегий, политик и других аспектов. С другой стороны, постоянное совершенствование технологии аккумуляторных батарей, более длительный срок службы и более короткое время зарядки, которые напрямую влияют на потребности пользователя в поездках, привели к появлению в нашем распоряжении транспортных средств на новой энергии. В будущем он также заменит традиционные бензовозы, и он неотделим от повседневных путешествий. Вот что говорят люди: «Развитие транспортных средств на новой энергии - это развитие аккумуляторных технологий».

Почему быстро развиваются автомобили на новой энергии? Анализ развития технологии аккумуляторных батарей

Свинцово-кислотные батареи

Чистые электромобили были впервые использованы в свинцово-кислотных аккумуляторах, свинец и его оксиды были изготовлены в качестве электродных материалов, а раствор серной кислоты использовался в качестве электролита. Теперь это источник энергии для большинства электрических велосипедов. Низкая стоимость - его самое большое преимущество. Однако из-за низкой плотности энергии свинцово-кислотных аккумуляторов, которая вызывает такие проблемы, как большой размер и небольшая емкость, он не может обеспечить контроль автомобиля по собственному весу, потреблению движущих сил и даже обслуживанию. срок службы более 10 000 километров в год. Не может использоваться на автомобилях массового производства. Со временем производители автомобилей отказались от него.

Почему быстро развиваются автомобили на новой энергии? Анализ развития технологии аккумуляторных батарей

Герметичные упакованные свинцово-кислотные батареи

Никель-гидридные батареи

Никель-металлогидридные батареи очень близки к нашей повседневной жизни. Очень часто можно услышать небольшие электрические приборы, такие как зарядка зубных щеток, с первых дней жизни. Это чрезвычайно никель-металлогидридные соединения, отрицательный гидрид металла, а также его удельная энергия, время зарядки и разрядки. По сравнению со свинцово-кислотными аккумуляторами, нет небольшого увеличения. Кроме того, электролит негорючий, безопасный, а производственный процесс является зрелым. BYD - второй по величине производитель никель-металлогидридных аккумуляторов в мире до постройки автомобиля.

Почему быстро развиваются автомобили на новой энергии? Анализ развития технологии аккумуляторных батарей

Никель-водородный аккумулятор

Однако, поскольку никель-металлогидридные батареи имеют общую эффективность зарядки, эффекты зарядки и памяти, а также низкое рабочее напряжение (нельзя использовать быструю зарядку высокого напряжения), они не подходят для одного источника питания для автомобилей и подходят для вспомогательных двигателей. . Лучшее, что можно сделать в этой области - это Тойота. Его гибридная система использует двигатель Аткинсона + никель-металл-водородный аккумулятор. Сам двигатель Аткинсона имеет преимущество в виде эффективного промежуточного диапазона скоростей, но также имеет проблемы с низкой и высокой скоростью. Никель-металлогидридная батарея может просто решить проблему запуска и нехватки мощности при большом повышении мощности.

Почему быстро развиваются автомобили на новой энергии? Анализ развития технологии аккумуляторных батарей

Никель-металлогидридные батареи, получившие широкое распространение среди литиевых батарей, также полностью заменили на автомобилях. Например, в гибридной системе Toyota нового поколения используется более эффективная комбинация двигатель + литиевая батарея. По сравнению с литиевыми батареями емкость никель-металлогидридных батарей, срок службы циклической зарядки и угол защиты окружающей среды не являются доминирующими, а преимущество в стоимости также ослабляется при интенсивном развитии литиевых батарей. Вот почему никель-металлогидридные батареи постепенно уходят из автомобильной отрасли.

литиевая батарея

Литиевые батареи являются основным выбором для автомобилей на новой энергии на данном этапе. В качестве электродных материалов используются соединения лития (манганат лития, фосфат лития-железа и т. Д.), А в качестве материала отрицательного электрода - графит. Его преимуществами являются высокая плотность энергии, небольшой размер, легкий вес и высокая эффективность зарядки. Основными факторами, определяющими тип или производительность литиевых батарей, являются материалы на двух полюсах батареи, из которых материалы на положительном полюсе являются ключевыми на этом этапе, такими как основной фосфат лития-железа, оксид лития-кобальта в тройных материалах и никель-кобальт-марганец. Различаются емкость, стоимость, низкотемпературная зарядка и разрядка, безопасность и другие размеры.

Почему быстро развиваются автомобили на новой энергии? Анализ развития технологии аккумуляторных батарей

Литиевые батареи General Group

Однако, независимо от типа, все литиевые батареи столкнутся с «естественным врагом» - низкой температурой. Хотя оптимальная рабочая температура для разных типов литиевых элементов несколько отличается, активность ионов лития, которая ниже оптимального диапазона, сопровождается снижением активности ионов лития, что в большей степени влияет на диапазон выносливости. Это также отражено в наших предыдущих тестах: электромобили с литиевыми батареями. Фактическое использование выносливости северной зимой обычно может достигать только более 60 лет теоретического обновления, примерно до 70 миль.

Почему быстро развиваются автомобили на новой энергии? Анализ развития технологии аккумуляторных батарей

Результаты испытаний предельного пробега EV 400

Негативное влияние низкой температуры нелегко решить с помощью самого аккумулятора, поэтому многие производители автомобилей пытались подогреть аккумулятор и добавить систему контроля температуры только для элемента питания. Большинство моделей брендов, использующих этот подход, обладают определенным смягчающим эффектом. Однако фактический эффект не является отличным решением, потому что есть некоторые энергопотребление системы контроля температуры электромобиля, больше, чем потеря низкой температуры.

Почему быстро развиваются автомобили на новой энергии? Анализ развития технологии аккумуляторных батарей

Emgrand EV450 оснащен интеллектуальной системой управления температурой ITCS версии 2.0

В этой связи можно ожидать, что GE уже заинтересована в сотрудничестве с LG Group в Южной Корее по закупке продуктов, которые напрямую устанавливают несколько компонентов термостата внутри аккумуляторной батареи, не только для охлаждения батареи, как сегодня, но и для повышения температура батареи в холодную погоду. Ожидается внедрение этой технологии, и понятно, что GM будет использовать следующий раунд чистых и подключаемых гибридных автомобилей, заменяя батареи, которые сейчас поставляются брендом Hitachi.

Водородные топливные элементы

Всем известно, что H2 + O2 сжигает последнюю воду, поэтому водород - очень хорошая чистая энергия. Что касается самого водорода, сгорание может выделять много энергии, хорошо работать при низких температурах, и наиболее важным фактором гидрирования является высокая эффективность. Водород может пройти более 600 километров всего за 5 минут, и эти данные все еще нуждаются в улучшении. Все это намного лучше существующих литиевых батарей.

Почему быстро развиваются автомобили на новой энергии? Анализ развития технологии аккумуляторных батарей

Что касается транспортных средств на водородных топливных элементах, японские и корейские автомобильные компании давно начали исследования и теперь инвестировали в рынки своих стран в небольшую область, такую как современный автомобиль на водородных топливных элементах NEXO, на котором я пытался ездить до весны. Фестиваль. Он широко использовался на зимних Олимпийских играх в Пинчане и продавался на рынке.

Почему быстро развиваются автомобили на новой энергии? Анализ развития технологии аккумуляторных батарей

Современный автомобиль NEXO на водородных топливных элементах

А водород - такой хороший источник энергии, почему бы не продвигать его? Потому что с помощью современных технологий получить водород сложно. Все знают, что электролитическая вода может производить водород, но она потребляет электричество для электролиза воды, а затем сжигает водород и в конечном итоге превращается в воду. Энергопотребление и потери в этом процессе не так хороши, как при прямой зарядке литиевых батарей. Стоимость слишком высока. Более подходящие по стоимости и технологии извлекаются из нефти и природного газа, но их количество невелико, поэтому автомобиль на топливных элементах «только слышал свое название, и его трудно продвигать».

Почему быстро развиваются автомобили на новой энергии? Анализ развития технологии аккумуляторных батарей

Графеновые батареи

Что касается будущего обсуждения аккумуляторных батарей для транспортных средств новой энергии, наиболее надежными и наиболее обсуждаемыми являются графеновые батареи. Профессиональная интерпретация «перевода» звучит так: использование этого материала в сочетании с литиевыми батареями имеет два способа использования. Первый - использовать графеновый композитный материал в качестве проводящего агента для литиевых батарей, а второй - использовать его непосредственно в качестве отрицательного электрода. Эффект заключается в увеличении активности литиевых батарей, тем самым увеличивая дальность действия и скорость зарядки электромобилей.

Почему быстро развиваются автомобили на новой энергии? Анализ развития технологии аккумуляторных батарей

Губчато-литиево-кислородная батарея, карбонизированная графеном

Графеновые батареи могут эффективно решить проблемы с короткими пластинами литиевых батарей, а характеристики продукта напрямую связаны с использованием пользователями автомобилей с новой энергией. Преимущества этого материала действительно огромны, и южнокорейский Samsung объявил, что освоил эту технологию, но стоимость является серьезным узким местом, графен нелегко получить, и первые дни использовались в качестве материала в космической области. , когда и как снизить затраты. Это будет серьезной проблемой для премиального продукта, который еще не представил ни один автопроизводитель.

Почему быстро развиваются автомобили на новой энергии? Анализ развития технологии аккумуляторных батарей

Проще говоря, принцип чистых электромобилей - это «прямая зарядка электричества», а автомобили с водородными топливными элементами - это «сжигание» (химическая реакция) электроэнергии и воды H2 + O2, что эквивалентно «сжиганию водорода» для выработки электроэнергии. Обе «батареи» также имеют нулевой выброс вредных веществ. Литиевые батареи в электромобилях имеют меньшую плотность емкости, более низкую температурную активность и медленную скорость зарядки. Водородные топливные элементы полностью бесплатны, а их рабочая эффективность намного выше, чем у других батарей. Вот почему водород известен как хороший источник энергии.

Литиевые твердотельные батареи

Твердые литиевые батареи, как следует из их названия, больше не используют жидкие электролиты, используют твердые электролиты, а их удельная емкость намного превышает удельную емкость текущих основных литиевых батарей. Это означает, что чистые электромобили выше и даже достигают диапазона энергосберегающих автомобилей с бензиновым двигателем. И эффективность зарядки - это тоже качественный скачок по сравнению с нынешним этапом. Сообщается, что у электромобилей, оснащенных твердотельными аккумуляторами, самая идеальная скорость зарядки - 800 километров в минуту. Можно сказать, что это лучший основной компонент транспортных средств на новой энергии.

Почему быстро развиваются автомобили на новой энергии? Анализ развития технологии аккумуляторных батарей

На этом этапе некоторые зарубежные энергетические и технологические компании, а также производители аккумуляторов, такие как Panasonic, начали разработку твердотельных аккумуляторов. Автопроизводителями, работающими в этой области, являются только три основных японских автомобильных компании Toyota, Honda и Nissan. Это связано с национальным уровнем Японии. Бустер. Прорыв в стоимости, плотности энергии и производстве ожидается к 2020 году, согласно уже имеющимся планам по изучению твердотельных батарей. Эта разработка будет запущена и широко используется в транспортных средствах на новых источниках энергии не раньше 2030 года, что еще далеко от нас. Вот почему крупные автомобильные компании не упомянули твердотельные батареи, когда они выпустили стратегию реагирования на глобальный запрет на топливные автомобили в 2025 году.

Почему быстро развиваются автомобили на новой энергии? Анализ развития технологии аккумуляторных батарей

Многие автомобильные компании и даже новые автомобильные компании опубликовали новые энергетические планы на будущее. Подождите, чтобы получить дополнительную информацию.

резюме

По большому счету, охрана окружающей среды, по-видимому, является основным направлением в мире. Электроэнергия также является важным источником энергии для жизни обычных людей. Таким образом, создание транспортных средств на новой энергии, использующих электричество в качестве топлива, проще всего, и переход к ним наиболее плавный. С практической точки зрения, после запрета на продажу транспортных средств на топливе в 2025 году, единственными транспортными средствами на новой энергии, которые можно будет купить, будут автомобили на новой энергии. Как аккумулятор автомобиля имеет решающее значение. По мере развития аккумуляторов, описанных в этой статье, старые типы аккумуляторов постепенно вошли в историю. Некоторые из новых технологий аккумуляторов все еще находятся на стадии разработки, а некоторые будут доступны каждому, если они преодолеют такие проблемы, как технология и стоимость.

Страница содержит содержимое машинного перевода.