Какие типы аккумуляторов обычно используются в электромобилях?

Свинцово-кислотные батареи и литий-ионные батареи

Свинцово-кислотные батареи дешевле, но они громоздкие, тяжелые и имеют короткий срок службы.

Литий-ионные батареи также можно разделить на два типа с индивидуальным напряжением 3,7 В и 3,2 В соответственно, из которых полимерные батареи 3,2 В считаются более безопасными, чем другие.

Недостатком литиевой батареи является высокая цена, но малый вес, небольшой объем и более длительный срок службы (насколько мне известно, свинцово-кислотные батареи используют ежедневно после протезирования, срок службы не должен быть меньше, чем у литиевой электроэнергии).

Исследования конденсаторов: срок их службы относительно неограничен, но даже большая емкость суперконденсатора, их объем и вес по сравнению со свинцово-кислотными аккумуляторами в несколько раз больше, я думаю, это практически невозможно.

Электромобили являются источником питания аккумуляторных батарей электромобилей, в настоящее время большинство электромобилей - это свинцово-кислотные батареи, свинцово-кислотные батареи низкой стоимости, высокой стоимости исполнения. Батарея называется свинцово-кислотной, потому что ее можно перезаряжать и использовать повторно.

В 1860 году Пранте из Франции изобрел аккумулятор со свинцовым электродом, который является предшественником свинцово-кислотных аккумуляторов.

Те, которые могут использоваться с электрическими велосипедами, имеют следующие четыре силовые батареи, а именно свинцово-кислотную необслуживаемую батарею с клапанным управлением, коллоидную свинцово-кислотную батарею, никель-металлогидридную батарею и литий-ионную батарею.

Свинцово-кислотная батарея

Благодаря низкой цене, богатым источникам материалов, высокой удельной мощности, отработанным технологиям и производственным технологиям, а также высокому извлечению ресурсов свинцовые аккумуляторы широко используются и изучаются в различных электромобилях по всему миру. Электровелосипед как энергосберегающий, удобный, быстрый, комфортный, дешевый, с нулевым уровнем выбросов личного транспорта получил широкое признание и был доведен до сведения соответствующих государственных ведомств. Исследовательский центр по развитию государственного совета, Национальная комиссия по развитию и реформе, министерство строительства, министерство науки и технологий и другие министерства, участвующие в разработке стратегии развития индустрии легких электромобилей, представили отчет «Исследование стратегии развития индустрии легких электромобилей» . Электровелосипед в национальной собственности насчитывает более 30 миллионов автомобилей. Более 95% электровелосипедов оснащены свинцово-кислотными аккумуляторами с клапанным управлением. [1]

В подавляющем большинстве случаев коммерциализации электрического велосипеда является использование герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов, не требующих добавления влаги, часто при использовании бесплатного обслуживания. Основная химическая реакция: PbO2 + 2 - h2so4 -> 2 + PB перезарядка и разрядка pbso4 + 2 h2o

Когда свинцово-кислотная батарея заряжена, губчатый свинец на положительном и отрицательном полюсах сульфата свинца выделяет компоненты серной кислоты, закрепленные в нем, в электролит, который соответственно становится губчатым свинцом и оксидом свинца. Концентрация серной кислоты в электролите постоянно увеличивается. В противном случае разряд оксида свинца в аноде и катодной пластине из губчатого свинца вступает в реакцию с серной кислотой в электролите с образованием сульфата свинца, и концентрация серной кислоты в электролите снижается. Когда свинцово-кислотная батарея недостаточно заряжена, сульфат свинца на положительной и отрицательной пластинах не может быть полностью преобразован в губчатый свинец и оксид свинца. Если аккумулятор недозаряжен в течение длительного времени, произойдет кристаллизация сульфата свинца, которая приведет к сульфидированию пластин и ухудшит качество аккумулятора. Напротив, если аккумулятор чрезмерно заряжен, количество кислорода, генерируемого положительным электродом, превышает адсорбционную способность катода, что увеличивает внутреннее давление аккумулятора, что приводит к переполнению газа, снижению уровня электролита, а также может приводят к размягчению или отслаиванию активного материала, что значительно сокращает срок службы батареи.

Полная производительность была значительно улучшена

За последние 10 лет комплексные характеристики свинцовой аккумуляторной батареи с клапанным управлением для электрического велосипеда значительно улучшились. Возьмем, к примеру, аккумулятор 6-ДЗМ-10. В 1997 году емкость этого типа аккумулятора была недостаточной, а разрядная емкость при 2-часовом токе (5А) была меньше 10Ач. Удельная энергия низкая, а удельная энергия 2-часового тарифа менее 30 Втч / кг; Короткий срок службы, срок службы при 100% глубине разряда составляет всего 50-60 раз (до того, как емкость упадет до 8 Ач; следующее то же самое, что и), срок службы всего от 3 до 5 месяцев и другие проблемы.

К 2003 г. емкость разряда при 2-часовом режиме (5 а) 11 ~ 13 ач; Скорость 2 часа, чем энергия достигла 33 ~ 36wh / кг; 100% глубина разряда из цикла жизни 250 ~ 300 раз, срок службы может достигать более 12 месяцев. Электровелосипед с вентилируемой свинцово-кислотной батареей проблемы решены в основном.

Срок службы батарей этого типа с длительным циклом работы - это новый прорыв. Основное шоу: 2-часовой разряд (5 а) начальная емкость 14 ач; 2-часовой расход энергии 38wh / кг; 100% глубина разрядного цикла жизни более 400 раз, общая емкость 4500 Ач, соответствующий общий пробег около 18000 км (с 4 км / Ач, то же самое ниже). Глубокий цикл жизни более 600 раз, общая емкость 6151 ач, соответствующий общий пробег около 24600 км. Если емкость ниже, чем флаг окончания срока службы 7 ач, срок службы в глубоком цикле составляет 943 цикла, общая емкость отправлена 8710 ач, что соответствует общему пробегу около 34800 км. Если в соответствии со сроком службы глубокого цикла 250 раз или из общей емкости 2250 Ач, соответствующий общий пробег 9000 км аккумуляторной батареи может использоваться с гарантией 1 год. [1]

Придайте значение соответствию с зарядным устройством

За годы практики производители автомобилей и аккумуляторов для электрических велосипедов постепенно осознали важность согласования аккумулятора с соответствующим оборудованием системы электропривода, особенно с зарядным устройством. Качество изготовления является предпосылкой качества батареи, но только при использовании соответствующего зарядного устройства можно играть, высококачественная батарея должна иметь превосходные характеристики, в противном случае высококачественная батарея не сможет полностью реализовать свои потенциальные превосходные характеристики. [1]

Различные производители аккумуляторов в формуле, структуре, концентрации кислоты и других отличиях, соответствующие параметры зарядки отличаются. Например, в нашем исследовании мы обнаружили, что заряд аккумулятора различных производителей на стадии постоянного давления может варьироваться от 1,5 В до 2,0 В (батарея 36 В). Основные требования к правильному параметру зарядки: обеспечить полную зарядку аккумулятора. из, а не из-за заряда аккумуляторной батареи нормального затухания; И убедитесь, что аккумулятор в течение всего срока службы не будет вызван из-за зарядки аккумулятора серьезной потерей воды и тепловым разгоном. [1]

Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи для электромобилей

Раннее открытие свинцово-кислотных аккумуляторных батарей для электромобилей, принявших план «8 · 5» во время исследований, сделало доступным успешный опыт 19 месяцев (120000 км), ключ накоплен хороший контроль методов зарядки, глубина слива, своевременность заполнения водой - система, соответствующая опыту работы и опыту тщательного обслуживания. В последние годы, разработка четырехколесных транспортных средств (в том числе туристических автомобилей, автомобилей, тележек для гольфа, автомобилей для коротких дорог и т. Д.). Автомобиль ИСПОЛЬЗУЕТ больше всего свинцово-кислотных аккумуляторов открытого типа. Соответствующие модели аккумуляторов пользуются благосклонностью производителей аккумуляторов. [1]

Электромобиль использует герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы клапанного типа из новинок, его производительность составляет: скорость 3 ч 55 Ач ёмкость; 3 часа при удельной энергии для 33 84 Вт · ч / кг и Вт · ч / л; 75% глубины цикла разрядки достигли более 400 раз. Полагают, что успешный опыт электрического велосипеда со свинцово-кислотными аккумуляторами с клапанным управлением может быть распространен на чисто свинцово-кислотные аккумуляторные батареи для электромобилей, производительность будет еще больше улучшена. [1]

Свинцово-кислотные аккумуляторы для гибридных электромобилей

Гибридный электромобиль делится на три категории: базовый теперь мягкий гибрид (а именно электрическая система в основном используется для рециркуляции энергии запуска и торможения, продвижение электрической системы 42 В на всех автомобилях относится к этому типу), умеренный гибрид (то есть, электрическая система используется для запуска, рециркуляции энергии торможения и движения, коротко), тяжелого гибрида (т. е. электрическая система, используемая для запуска, рециркуляции энергии торможения и движения на относительно большие расстояния, также известная как «подключаемый модуль») [1].

В отечественных и зарубежных документах указано: в мягком гибридном электромобиле клапанные свинцово-кислотные аккумуляторы имеют преимущества, в основном из-за их низкой стоимости, отработанной технологии, надежной работы. Мягкий гибридный электромобиль со свинцово-кислотными аккумуляторами с клапанным управлением, ALABC (консорциум передовых свинцово-кислотных аккумуляторов) организует разработку, подготовку и MH-Ni аккумулятор для рынка мягких гибридных электромобилей, теперь запущен и тестирует автомобиль намоткой биполярного уха аккумуляторы и аккумулятор TMF (металлопленочный). В области тяжелых гибридных электромобилей низкая удельная энергия свинцовой батареи не может удовлетворить требования, предъявляемые электрической системой к относительно длительной поездке. [1]

Коллоидная аккумуляторная батарея

Это усовершенствование обычных свинцово-кислотных аккумуляторов с жидким электролитом. Он использует гелевый электролит, внутри нет свободной жидкости, в том же объеме емкости электролита, теплоемкости, способности к тепловому рассеянию сильна, можно избежать обычной батареи, легко производящей явление теплового разгона; Низкая концентрация электролита, слабая коррозия пластины; Равномерная концентрация, отсутствие явления расслоения кислоты.

Никель-металлогидридная батарея ( Ni-MH )

Ni-MH аккумуляторные батареи семейства новобранцев возникли в девяностые годы, стремительно развиваясь. Реакция электрода Ni - MH аккумулятора:

Положительный: Ni (OH) 2 + OH - = NiOOH + H2O + e -

Отрицательный: M + H2O + e = MHab + OH - Ni (OH) 2 + M = NiOOH + MHab

Он и никель-кадмиевая батарея относятся к щелочной батарее, просто чтобы скрыть поглощение водорода сплавом (MH) вместо никель-кадмиевых анодных материалов кадмиевого CD, электродвижущая сила составляет 1,32 В. Он обладает всеми превосходными свойствами никель-кадмиевых батарей, а плотность энергии выше, чем у никель-кадмиевых батарей. Основными преимуществами являются: высокая удельная энергия (разовая зарядка позволяет выполнять большие расстояния); Выше, чем мощность, при большом токе работа также может плавно разряжаться (хорошая способность ускоренного лазания); Характеристики разряда при низкой температуре хорошие; Длительный цикл жизни; Безопасное и надежное и бесплатное обслуживание; Без эффекта памяти; Нет никаких загрязнений для окружающей среды, использование возобновляемых источников энергии, соответствует концепции устойчивого развития. Однако никель-металлгидридный аккумулятор - слишком дорого стоит, слишком дорого.

Литий-ионные аккумуляторы

Литий-ионная батарея - это новый тип высокоэнергетической батареи, которая была впервые представлена на рынке компанией SONY в 1990 году. Ее преимущество выше, чем у энергии, это сила тока, чем у аккумуляторной батареи с самой высокой энергией. Он завоевал популяризацию и применение в портативных информационных продуктах.

Считается, что литий-ионные батареи обладают следующими преимуществами: больше, чем энергия; Выше мощности; Единообразие; Без эффекта памяти; Хорошие циклические характеристики; Быстрая разрядка и высокая эффективность; Широкий диапазон рабочих температур. Отсутствие загрязнения окружающей среды и т. Д., Поэтому ожидается, что это станет лучшим источником энергии в 21 веке. Ожидается, что в период с 2006 по 2012 год, когда будет продолжаться дальнейшее развитие литий-ионных аккумуляторов, рыночная доля MH / Ni аккумуляторов сократится. Доля рынка литий-ионных аккумуляторов будет увеличена. Электровелосипеды с литий-ионными аккумуляторами уже в продаже.

Благодаря разработке новых и дешевых анодных материалов с хорошей безопасностью, хорошими характеристиками цикличности и высокой удельной емкостью литий-ионная батарея, используемая в электрическом велосипеде, практически практична. Некоторые из них уже предлагают более совершенные литий-ионные батареи для электровелосипедов, оснащенных системами управления батареями (BMS). Также есть специализированные производители литий-ионных аккумуляторов для электровелосипедов. Автор считает, что литий-ионная батарея, используемая в электрическом велосипеде, будет первой аккумуляторной батареей, которая будет использоваться в коммерческих целях и в больших количествах в автомобиле. Это будет большая часть практичных аккумуляторов после свинцовой батареи, но также и для аккумуляторных батарей для электрических велосипедов высокого класса. Было много сообщений об испытаниях и демонстрации больших литий-ионных аккумуляторов в чисто электрических автомобилях и автобусах, а также в гибридных электромобилях. В соответствии с текущим уровнем развития литий-ионных аккумуляторов и опытом, для этого электрического велосипеда на 48 v10ah ниже безопасность аккумуляторной батареи гарантируется, но большие литий-ионные аккумуляторы, используемые при коммерциализации электромобилей, также делают много трудностей. работа, основная причина заключается в том, что чистые электрические автомобили и электрические автобусы, а также с использованием количества аккумуляторных батарей гибридного электромобиля и сложной системы, проблема безопасности больше, более высокий запрос надежности и согласованности, цена слишком высока. Сообщения о том, что BYD, компания из Шэньчжэня, в 2005 году запустит парк из 200 электромобилей, работающих на литий-ионных аккумуляторах, были отложены до 2007 года [1].

Топливный элемент

Топливные элементы преобразуют химическую энергию непосредственно в электродвигатель, приводящий в движение автомобиль. Его основные преимущества: высокий КПД и экономия топлива; Нулевые выбросы; Низкий уровень шума и т. Д., Особенно подходит для автомобильного источника питания. Автомобиль на водородных топливных элементах был бы идеальным и в конечном итоге заменил бы нефтепродукты для топливных автомобилей. [1]

Цинк-никелевая батарея (цинк-никель)

Zn-Ni аккумулятор когда-то считался аккумулятором для электромобилей, который следует пропагандировать. После четырех-пяти лет рыночного отбора коммерческие электромобили практически не используются. Во время цикла скорость затухания начальной емкости велика, что влияет на фактический срок службы батареи. Кроме того, быстрое развитие и снижение цен на литий-ионные аккумуляторы делают применение цинк-никелевых аккумуляторов в электромобилях более неконкурентоспособным.

Цинково-воздушная батарея

Цинково-воздушная батарея - это разновидность металло-воздушной батареи, которая относится к категории полутопливных элементов. Он обладает такими преимуществами, как высокая удельная энергия, обилие сырья, низкая цена и отсутствие загрязнения окружающей среды, и считается конкурентоспособным кандидатом для аккумуляторов электромобилей.

Американцы китайского происхождения создали PowerZinc, компанию в Шанхае, которая производит пустые элементы, в которые можно заправлять цинк, и построили демонстрационные мастерские. Электровелосипед и электрический мотоцикл, производимые компанией, были загружены разряженной цинковой батареей для проверки пробега, достигающего 150 км и 250 км соответственно, и была проделана большая работа по продвижению и применению. В Шанхае создано 50 пунктов замены аккумуляторов. Но не более чем через год пробная работа промоушена прекратилась, так как ее не приняли пользователи. Позже при поддержке некоторых руководителей был построен электробус с разряженной цинковой батареей в качестве источника энергии. Однако из-за высокой мощности разряженной цинковой батареи характеристики запуска и разгона автобуса были явно низкими. Была проделана большая работа по разработке воздушно-цинковых аккумуляторов для электромобилей в стране и за рубежом. В последние годы развитие отечественных электрических транспортных средств с пустой батареей цинка снова работает. Однако практика доказала преимущества разряженной цинковой батареи, но также и выявленные проблемы, о которых сообщалось за рубежом, например, цинковый электрод, заменяющий сервисную систему, стоимость регенерации и кислородного электрода, срок службы электролита в батарее, утечка или переполнение и т. Д.

Страница содержит содержимое машинного перевода.