Почему литий-железо-фосфатная батарея по-прежнему является основным источником питания в будущем?

Почему аккумулятор - это сердце электромобиля? Начнем с истории электромобилей. Когда дело доходит до электромобилей на новой энергии, их легко классифицировать на совершенно новые технологии и вещи. Фактически, история электромобилей началась намного раньше, чем ожидалось, даже раньше, чем топливные автомобили. Американец Томас Давенпорт построил первый электромобиль с приводом от постоянного тока в 1834 году; в 1838 году шотландец Роберт Дэвидсон изобрел поезд с электроприводом; Сегодня трамвай запатентован в Великобритании в 1840 году. Первый в мире электромобиль родился в 1881 году, изобретенный искусственным французским инженером Густавом Трюффом, трехколесный велосипед, работающий от свинцово-кислотной батареи. Затем в качестве электроэнергии использовались топливные элементы, такие как свинцово-кислотные батареи, никель-кадмиевые батареи, никель-водородные батареи и литий-ионные батареи.

Как вы можете видеть, хотя электромобили до развития автомобильного топлива и достигли определенных масштабов в первые дни, но в наше время, из-за развития топливных автомобилей, электромобиль разочаровался в соревнованиях. Но реальный вопрос заключается в том, что свинцово-кислотные батареи электромобилей отдают предпочтение прошлому, в зависимости от плотности свинцово-кислотных аккумуляторов, срока службы, ограничения мощности, не было никакого метода в источнике питания, прорывов в аккумуляторных батареях, поэтому которые останавливают развитие электромобилей.

Классификация литиевых батарей и достоинства и недостатки

Эта проблема была постепенно решена после появления литиевых батарей и после 20 лет энергичного развития.

Литий-ионные аккумуляторы обычно делятся на две категории:

Литиевая батарея: в литиевой батарее обычно используется диоксид лития-марганца в качестве материала положительного полюса, металл или его металлические анодные материалы для аккумуляторов, использование раствора водного электролита.

Литий-ионный аккумулятор: в литий-ионном аккумуляторе обычно используется анодный материал из оксида металла из литиевого сплава, графит в качестве катодного материала, с использованием аккумулятора с неводным электролитом.

Хотя литий-металлический аккумулятор имеет высокую плотность энергии, теоретически она может достигать 3860 Вт / кг. Однако, поскольку он недостаточно стабилен и не может быть заряжен, его нельзя использовать в качестве аккумулятора для многократного использования. Литий-ионные аккумуляторы были разработаны в качестве основных аккумуляторных батарей из-за их способности многократно заряжаться. Однако из-за его комбинации с различными элементами состав катодного материала сильно различается в различных аспектах, что приводит к увеличению споров в отрасли по поводу маршрута катодного материала.

Обычно наиболее часто используемые силовые батареи - это литий-железо-фосфатные батареи, литиево-манганатные батареи, литиево-кобальтооксидные батареи и тройные литиевые батареи (тройные никель-кобальт-марганцевые).

У всех перечисленных выше батарей есть преимущества и недостатки, которые резюмируются следующим образом:

Литий фосфат железа:

Достоинства: длительный срок службы, скорость заряда и разряда, хорошая безопасность, высокая термостойкость, безвредность элементов, низкая стоимость.

Недостатки: низкая удельная энергия, малая насыпная плотность (насыпная плотность).

Трехкомпонентный литий:

Достоинства: высокая удельная энергия, высокая плотность отвода.

Неисправности: низкая безопасность, высокая термостойкость, плохой, плохой срок службы, мощный разряд, плохой, элементы, токсичные (мощность тройной литиевой батареи после зарядки и температуры разрядки резко возрастает, высвобождение кислорода сгорает чрезвычайно легко после высокой температуры).

Литий-марганцевая кислота:

Достоинства: высокая плотность набивки и невысокая стоимость.

Недостатки: низкая термостойкость, температура лития марганцевой кислоты резко повышается после длительного использования, серьезное снижение срока службы батареи (например, электромобиль Nissan LEAF).

Кобальтовая кислота литиевая:

Обычно используется для продуктов 3 c, безопасность очень низкая, не подходит для питания от аккумулятора.

Теоретически нам нужна батарея, которая должна иметь высокую плотность энергии, высокую объемную плотность, хорошую безопасность, устойчивость к высоким и низким температурам, длительный срок службы, нетоксичную безвредность, высокую мощность для зарядки и разрядки и вбирать в себя все преимущества низкой Стоимость. Но в настоящее время таких аккумуляторов нет, поэтому в преимуществах и недостатках разных типов аккумуляторов нужно будет выбирать. И разные электрические требования для точки батареи различаются, поэтому только на основе плана электромобиля, чтобы судить, может помочь нам правильно судить о выборе маршрута батареи.

Преимущества литий-железо-фосфатных батарей

Здесь нужно будет вернуться, прежде чем две статьи, мы проанализировали будущее электромобилей, должно быть в малом диапазоне, электромобили с быстрой зарядкой. Нынешнему семейному автомобилю нужен двухрежимный гибрид с большим запасом хода и большой диапазон чистых тарифов на рынке общественного транспорта. Какой аккумулятор нужен такой машине?

А, безопасность,

Безопасность - это то, что необходимо в первую очередь для автомобилей. В отличие от сотовых телефонов и компьютеров, автомобиль на высокой скорости может столкнуться со многими непредсказуемыми факторами, такими как экструзия и столкновения, вызванные батареями. И любые неблагоприятные факторы могут привести к более пожилому возрасту. Мы можем видеть какую-то старую машину вместо того, чтобы ходить, чтобы использовать плохие свинцово-кислотные батареи, отсутствие безопасности, батарейные отсеки самовозгорания, повсюду страдает ударное горение. И закрытие года непрерывных пожаров, таких как мастера, хотя благодаря конструкции безопасности Tesla и нет жертв. Но в то же время также хочу увидеть, это событие представляет собой очень легкое столкновение, само столкновение, без ущерба для автомобилей и людей, и батарея горит, так что если это более серьезная авария?

Во-вторых, высокая скорость разрядки

Обычные автомобили служат десятилетиями, а аккумулятор электромобиля требует не менее 3000 циклов за 10 лет. Аккумулятор, как более дорогие компоненты, срок службы очень важно идентифицировать с автомобилем, как для обеспечения производительности транспортного средства, так и для обеспечения интересов владельцев, чтобы продвигать рынок. В настоящее время мировые производители электромобилей, только перечисленные в прошлом году BYD "Qin", предоставляют пожизненную гарантию на аккумуляторы.

Срок службы батареи - это цикл жизни, а не просто параметры батареи, указанные в числах. Цикл аккумулятора и состояние жизненного цикла аккумулятора тесно связаны, например, степень разряда, коэффициент заряда, температура и т. Д. Срок службы аккумулятора лабораторных данных, как правило, составляет 0,3 C, постоянная скорость зарядки и разрядки при постоянной лучшей температуре 20 градусов . Но в реальном процессе транспортировки скорость и температура постоянны. Это также является причиной того, что ноутбуки, мобильные телефоны или автомобильные аккумуляторы часто используются дольше, чем данные поставщика. И средний и малый диапазон чисто электрического и двухрежимного гибридного автомобиля дальнего действия, из-за того, что аккумулятор меньше, требования к разряду будут выше, влияние на срок службы будет больше.

Например, литий-железо-фосфатные батареи A123 обычно имеют срок службы более 3000 раз. Тем не менее, аккумуляторные батареи модели A123, литий-фосфат железа с коэффициентом заряда 10 с, скоростью разряда 5 с, сокращают срок службы в лаборатории только до 600 раз и только примерно в 400 раз при реальном практическом использовании, видимое влияние скорости разряда на срок службы .

Возьмем, к примеру, BYD «Qin», пиковая мощность только батареи 13 кВтч с моторным приводом 110 кВт. Может быть рассчитано, когда "Qin" полная зарядка максимальная степень разряда до 8,4 C, особенно когда "Qin" только 50% мощности, максимальная степень разряда может достигать 18 c. Если у аккумулятора снова низкая скорость разряда будет более 25 c, это значительно сократит срок службы аккумулятора.

Посмотрите на мощность Tesla P85, максимальная мощность двигателя 310KW, выглядит очень большой, на самом деле скорость разряда батареи составляет всего 4C. При заряде всего 30% максимальная скорость разряда всего 10С. А батарея большой емкости Tesla в значительной степени позволяет избежать сильного разряда батареи.

На простом контрасте мы видим преимущества высокой скорости разряда батареи.

В-третьих, температурная адаптивность

Чрезвычайно холодное воздействие на аккумулятор, основные характеристики при низкой скорости заряда и разряда и уменьшении емкости; Чрезвычайное тепловое воздействие на батарею, главным показателем является сокращение срока службы, безопасность при высоких температурах и снижение способности заряжаться и разряжаться.

Очень холодный из-за влияния батареи относительно легкий, потому что, как правило, литиевые батареи можно использовать при температуре ниже 20 градусов ниже нуля, и в процессе разрядки самой батареи будет выделяться тепло, но увеличение потребления энергии и потеря власть неизбежна.

Воздействие сильного холода на чистые электромобили отличается от воздействия двухрежимных гибридов. Поскольку у чистых электромобилей нет других источников энергии, для достижения нужной температуры в чрезвычайно холодных условиях они должны полагаться на нагрев при разряде аккумулятора, что окажет большое влияние на энергопотребление и запас хода. У Tesla есть существенные различия в тишине и воде зимой, независимо от энергопотребления на 100 километров и дальности плавания.

Для двухрежимного гибрида эффект слабее. Поскольку гибридный двигатель в качестве резервного источника питания, такой как BYD в ноябре прошлого года в Баотоу, рекламная деятельность «Цинь», когда температура от 15 до 20 градусов ниже нуля ночью, очень холодно утром ракеты-носителя, система автоматически переключается на HEV режим, кондиционер с приводом от двигателя, быстрое улучшение температуры внутри автомобиля, когда температура повышается, а затем переключение обратно на модель EV.

Чрезвычайно горячие имеют большое влияние на чисто электрические и гибридные, такие как сама батарея, температура разряда высокой мощности будет расти. В обычном литий-ионном аккумуляторе, например, разряда 20 c, температура аккумулятора может быть повышена почти до 50 градусов. Такая высокая температура не только влияет на срок службы батареи, но и является более важным риском для безопасности. Например, тройная батарея Тесла в среде с высокой температурой может выделять кислород, а кислород - легковоспламеняющиеся объекты. Tesla снижает температуру с помощью циркуляционной системы охлаждения и оборачивает изолированную батарею в жесткий футляр, чтобы предотвратить утечку кислорода. Но когда дело доходит до удара, возгорание все же неизбежно.

В-четвертых, плотность энергии

Плотность энергии, как следует из названия, является мощностью батареи, которую может выдержать вес. Плотность энергии обычно считается важным показателем хорошего заряда батареи, но в моей системе анализа плотность энергии в производительности батареи не очень важна.

Причин две:

1. Плотность энергии должна сочетаться с другими характеристиками. Такие, как плотность энергии батареи фосфата железа лития не высока. Но из-за его характеристик безопасности и устойчивости к высоким температурам, литий-железо-фосфатные батареи батареи очень просты, не нуждаются в особой защите вспомогательного оборудования. И хотя плотность ячеек трехэлементной батареи Tesla высока, но из-за ее плохой безопасности она не устойчива к высоким температурам, поэтому необходимо комбинировать со сложным набором оборудования для защиты аккумулятора, эти устройства увеличили вес автомобиля. Сообщает после непрерывного горения аварии, Тесла и готов опрокинуть устройство защиты батареи, это ослабит преимущество плотности энергии тройной батареи.

2. Вес для эффектов автомобиля, особенно для основной тенденции будущих электромобилей, гибридных и небольшого диапазона чистых электромобилей. Мы можем представить сравнение батарей с плотностью энергии 130 кВтч / кг и плотностью энергии 200 кВтч / кг. Даже самые большие 80 градусов электричества, два вида разницы, но вес батареи 200 кг.

Это очень мало влияет на автомобиль весом около 2 тонн.

Так что я думаю, что даже несмотря на то, что природная плотность энергии батареи больше, тем лучше, но не нужно целенаправленно стремиться к максимуму. Тем более, что большая плотность энергии нестабильна, это базовый здравый смысл. Пока уровня достаточно, плотность энергии не так уж и важна.

В-пятых, стоимость

Стоимость очень хорошо понятна, и для широкого внедрения должно быть экономическое преимущество, которое было рассчитано в первой части этой серии. Маломасштабные чисто электрические или гибридные электромобили, с одной стороны, должны уменьшить количество автомобильных аккумуляторов, чтобы сэкономить на стоимости аккумуляторов, с другой стороны, необходимо снизить стоимость оборудования для защиты аккумуляторов. Таким образом, мы обнаружили, что стоимость батареи Tesla невысока, но общая стоимость все еще высока.

Из приведенного выше обсуждения мы знаем, что разные литий-ионные батареи имеют естественные преимущества и недостатки. Но что важно, так это то, как разобраться в ключевых элементах разработки будущих электромобилей, чтобы вы могли выбрать правильный аккумулятор.

Страница содержит содержимое машинного перевода.