Jaunas enerģijas transportlīdzekļu akumulatoru klasifikācijas uzskaite un analīze

Akumulators un motora elektroniskā vadības sistēma ir trīs galvenās jauno enerģijas transportlīdzekļu sastāvdaļas. Strāvas akumulators ir galvenā saite, un var teikt, ka tā ir jaunu enerģijas transportlīdzekļu "sirds".
Nepārtraukti attīstot jaunus enerģijas transportlīdzekļus, arī enerģijas akumulatori saņem arvien lielāku cilvēku uzmanību. Tas ir viens no svarīgiem faktoriem, kas ierobežo jaunu enerģijas transportlīdzekļu izstrādi. Kādi ir jaunu enerģijas transportlīdzekļu jaudas akumulatoru veidi?
Svina-skābes akumulators
Svina skābes akumulators (VRLA) ir elektrods, kas galvenokārt izgatavots no svina un tā oksīdiem, un elektrolīts ir akumulators sērskābes šķīdumā. Svina-skābes akumulatoru uzlādes stāvoklī pozitīvā elektroda galvenā sastāvdaļa ir svina dioksīds, bet negatīvā elektroda galvenā sastāvdaļa ir svins; Izlādes stāvoklī galvenā pozitīvā un negatīvā izejviela ir svina sulfāts. Viena svina-skābes akumulatora nominālais spriegums ir 2.0V, kas var izlādēties līdz 1,5 V un uzlādēt līdz 2,4 V; Lietojumprogrammās parasti tiek savienoti seši viena elementa svina skābes akumulatori, lai izveidotu nominālo 12 V svina skābes akumulatoru, kā arī 24 V 36 V, 48 V utt.
Tā kā svina-skābes akumulatori ir nobriedusi tehnoloģija, tie joprojām ir vienīgie elektrisko transportlīdzekļu akumulatori, kurus var ražot masveidā to zemo izmaksu un lielās izlādes jaudas dēļ. Tomēr svina-skābes akumulatoru īpatnējā enerģija, īpatnējā jauda un enerģijas blīvums ir ļoti zemi, un ar šiem akumulatoriem darbināmiem elektriskajiem transportlīdzekļiem nevar būt labs ātrums un darbības rādiuss.
Niķeļa kadmija un niķeļa ūdeņraža akumulatori
Niķeļa kadmija akumulators (parasti saukts par NiCd, izrunā "nye cad") ir populārs akumulatoru veids. Šāda veida akumulatoros elektriskās enerģijas ražošanai izmanto niķeļa hidroksīda (NiOH) un metāla kadmija (Cd) ķīmiskos produktus. Lai gan veiktspēja ir labāka nekā svina-skābes akumulatoriem, tie satur smagos metālus un pēc lietošanas var izraisīt vides piesārņojumu.
Niķeļa kadmija akumulatorus var uzlādēt un izlādēt vairāk nekā 500 reizes, padarot tās ekonomiskas un izturīgas. Tas ir ļoti ideāls līdzstrāvas akumulators ar zemu iekšējo pretestību, zemu iekšējo pretestību, ātru uzlādi, lielu slodzi un minimālu sprieguma svārstību izlādes laikā. Salīdzinot ar citiem akumulatoru veidiem, niķeļa kadmija akumulatori var izturēt pārlādēšanu vai izlādi. Niķeļa kadmija akumulatoru izlādes spriegums mainās atkarībā no to izlādes aprīkojuma. Katras vienības akumulators (Cell) ir aptuveni 1,2 V, un akumulatora jaudas vienības ir Ah (ampērstundas) un mAh (miliampērstundas). Izlādes beigu sprieguma robežvērtību sauc par "izlādes beigu spriegumu". Niķeļa kadmija akumulatoru izlādes beigu spriegums ir 1,0 uz šūnu (šūna ir katra moduļa akumulators). Zems pašizlādes ātrums, ilgs niķeļa kadmija akumulatoru glabāšanas laiks un nepasliktinoši raksturlielumi. Pēc uzlādes oriģinālos raksturlielumus var pilnībā atjaunot, un tos var izmantot temperatūras diapazonā no -20 grādiem līdz 60 grādiem. Sakarā ar to, ka moduļu akumulatoriem tiek izmantoti metāla konteineri, tie ir izturīgi un izturīgi; Ja izvēlaties pilnībā slēgtu metodi, elektrolīta noplūde nenotiks, tāpēc nav nepieciešams papildināt elektrolītu.
Niķeļa ūdeņraža akumulatorus ģenerē ūdeņraža joni un metāliskais niķelis, un to jaudas rezerve ir par 30% lielāka nekā niķeļa kadmija akumulatoriem. Tie ir vieglāki, tiem ir ilgs kalpošanas laiks, tie ir videi draudzīgi, taču to cena ir daudz augstāka nekā niķeļa kadmija akumulatoriem.
Niķeļa ūdeņraža jaudas akumulators ir tikko sasniedzis nobriedušu stadiju, un pašlaik tā ir vienīgā akumulatoru sistēma, kas tiek izmantota hibrīdos elektriskajos transportlīdzekļos, kas ir praktiski pārbaudīta, komercializēta un paplašināta. Pašlaik 99% no hibrīdakumulatoru tirgus daļas ir niķeļa ūdeņraža akumulatori, kas komercializēšanā pārstāv Toyota Prius. Pašlaik Japānas PEVE un Sanyo ir pasaulē vadošie automobiļu jaudas akumulatoru ražotāji, un PEVE veido 85% no hibrīda spēka transportlīdzekļu tirgus daļas. Pašlaik Toyota Prius un citi lielākie komerciālie hibrīdautomobiļi Alphard un Estima, kā arī Honda Civic un Insight izmanto PEVE niķeļa ūdeņraža akumulatorus. Chang'an Jiexun, Chery A5, FAW Mercedes Benz, General Motors Grand Hyatt un citu zīmolu automašīnas jau ir demonstrācijas darbībā, un tās visas izmanto niķeļa ūdeņraža akumulatorus. Tomēr akumulatorus galvenokārt iegādājas no ārzemēm, un vietējo niķeļa ūdeņraža akumulatoru izmantošana automašīnās joprojām ir pētniecības un attīstības saskaņošanas stadijā.
litija akumulators
Litija akumulators "ir bateriju veids, kurā kā negatīvā elektroda materiāls tiek izmantots litija metāls vai litija sakausējums un tiek izmantots neūdens elektrolīta šķīdums. Litija baterijas var aptuveni iedalīt divās kategorijās: litija metāla baterijas un litija baterijas. Litija baterijas nav satur metālisku litiju un ir atkārtoti uzlādējami.
Litija akumulatoros parasti izmanto mangāna dioksīdu kā pozitīvo elektrodu materiālu un metāla litiju vai tā sakausējuma metālu kā negatīvo elektrodu materiālu, izmantojot neūdens elektrolīta šķīdumu.
Litija bateriju materiālu sastāvā galvenokārt ietilpst: pozitīvo elektrodu materiāli, negatīvo elektrodu materiāli, separatori un elektrolīti.
No pozitīvo elektrodu materiāliem visbiežāk izmantotie materiāli ir litija kobalta oksīds, litija mangāna oksīds, litija dzelzs fosfāts un trīskārši materiāli (niķeļa kobalta mangāna polimēri). Pozitīvo elektrodu materiāli veido lielu daļu (pozitīvo elektrodu materiālu masas attiecība pret negatīvo elektrodu materiāliem ir 3.: 1-4: Pirmkārt, pozitīvo elektrodu materiālu īpašību tiešās ietekmes uz litija darbību. jonu akumulatori, to izmaksas arī tieši nosaka akumulatora izmaksas.
Pašlaik galvenie negatīvo elektrodu materiāli ir dabiskais grafīts un mākslīgais grafīts. Negatīvo elektrodu materiāli, kas tiek pētīti, ietver intermetāliskus savienojumus, piemēram, nitrīdus, PAS, alvas oksīdus, alvas sakausējumus un nanonegatīvo elektrodu materiālus. Kā vienai no četrām galvenajām litija bateriju sastāvdaļām, negatīvo elektrodu materiāliem ir svarīga loma akumulatora jaudas un riteņbraukšanas veiktspējas uzlabošanā, un tie ir litija akumulatoru nozares pamatā.
Polietilēns ir uz tirgu orientēts membrānas materiāls. Poliolefīns (PE) un polipropilēns (PP) ir galvenie poliolefīna membrānu veidi. Litija bateriju struktūrā separators ir viena no galvenajām iekšējām sastāvdaļām. Atdalītāja veiktspēja nosaka akumulatora saskarnes struktūru un iekšējo pretestību, kas tieši ietekmē akumulatora ietilpību, ciklu un drošības koeficientu. Lieliskajam separatora veiktspējai ir liela nozīme akumulatora visaptverošās darbības uzlabošanā.
Litija dzelzs fosfāta akumulators
Litija dzelzs fosfāta akumulators attiecas uz litija jonu akumulatoru ar litija dzelzs fosfātu kā pozitīvo elektrodu materiālu. Litija jonu akumulatoru pozitīvo elektrodu materiāli galvenokārt ir litija kobalta oksīds, litija mangāna oksīds, litija niķeļa oksīds, trīskārši materiāli, litija dzelzs fosfāts utt. Starp tiem litija kobalta oksīds pašlaik ir katoda materiāls, ko izmanto lielākajā daļā litija akumulatoru.
Litija dzelzs fosfāta akumulatoriem kā atkārtoti uzlādējamām baterijām ir liela ietilpība, augsts izejas spriegums, laba uzlādes un izlādes veiktspēja, stabils izejas spriegums, liela strāvas uzlāde un izlāde, elektroķīmiskā stabilitāte, droša lietošana (nedeg vai eksplodēs pārmērīgas uzlādes dēļ un izlāde, pārmērīga izlāde, īssavienojums un citas darbības kļūdas), plašs temperatūras diapazons, netoksisks vai mazāk toksisks un nepiesārņo vidi. Izvēloties LiFePO4 kā pozitīvo elektrodu litija dzelzs fosfāta akumulatoriem, ir labas veiktspējas prasības, jo īpaši attiecībā uz izlādes ātrumu (5-10C izlāde), stabilu izlādes spriegumu, drošību (nedeg, bez sprādziena), kalpošanas ilgumu (ciklu skaitu). , un nav vides piesārņojuma. Pašlaik tas ir labākais augstas strāvas eksporta jaudas akumulators.
degvielas šūna
Fuel Cell ir elektroķīmiskas enerģijas pārveidošanas ierīce nedegšanas procesiem. Ūdeņradis (un citi kurināmie) un skābeklis nepārtraukti tiek pārveidoti elektroenerģijā. Darbības princips ir tāds, ka H2 tiek oksidēts līdz H un e - anoda katalizatora iedarbībā. H un O2 katoda reakcijā rada ūdeni, kas caur protonu apmaiņas membrānu sasniedz pozitīvo elektrodu. E strāva tiek ģenerēta caur ārējo ķēdi un nepārtraukti reaģē, lai sasniegtu negatīvo elektrodu. Lai gan kurināmā elementi satur vārdu “akumulators”, tās nav tradicionālas enerģijas uzkrāšanas ierīces, bet gan enerģijas ražošanas iekārtu veids, kas ir lielākā atšķirība starp kurināmā elementiem un tradicionālajiem akumulatoriem.
Degvielas šūnas ir ideāls “iekšdedzes dzinēju aizstājējs”. Ūdeņradis ir galvenā kurināmā elementu degviela. No degvielas drošības viedokļa ūdeņradis ir netoksisks un nekaitīgs, un produkts ir ūdens, netoksisks un nekaitīgs, zaļš un tīrs. Ūdeņraža blīvums ir zems, un, ja augstspiediena ūdeņradis noplūst un sadedzina, tas veido lāpu un neizkliedējas apkārtnē. Tāpēc ūdeņraža drošība ir augstāka nekā fosilā kurināmā, piemēram, dabasgāzes un naftas, drošība. No veiktspējas viedokļa kurināmā elementu enerģijas pārveidošanas efektivitāte ir 50-70%, un jaudas blīvums ir aptuveni 3 kW/WL. Dīzeļdzinēja jaudas blīvums ir aptuveni 1,3 kW/L, padarot to par ideālu "aizvietotāju iekšdedzes dzinēji”. Kurināmā elementu enerģijas blīvums var sasniegt 500 Wh/kg, kalpošanas laiks ir aptuveni 4000 cikli, un to veiktspēja ir pārāka par litija akumulatoriem.