Leltára és elemzése az új energiájú járművek akkumulátorainak osztályozásáról

Az akkumulátor és a motor elektronikus vezérlőrendszere az új energetikai járművek három kulcsfontosságú eleme. Az akkumulátor kulcsfontosságú láncszem, és elmondható, hogy az új energiahordozó járművek "szíve".
Az új energetikai járművek folyamatos fejlesztésével az akkumulátorok is egyre nagyobb figyelmet kapnak az emberek részéről. Ez az egyik fontos tényező, amely korlátozza az új energetikai járművek fejlesztését. Milyen típusúak az új energiahordozós járművek akkumulátorai?
Ólom-sav akkumulátor
Az ólom-sav akkumulátor (VRLA) egy elektróda, amely főleg ólomból és oxidjaiból készül, az elektrolit pedig egy kénsavoldatban lévő akkumulátor. Az ólom-savas akkumulátorok töltöttségi állapotában a pozitív elektróda fő összetevője az ólom-dioxid, a negatív elektróda fő összetevője az ólom; Kisülési állapotban a pozitív és negatív fő nyersanyag az ólom-szulfát. Egyetlen savas ólomakkumulátor névleges feszültsége 2.0V, amely 1,5 V-ig kisüthet és 2,4 V-ig tölthető; Az alkalmazásokban általában hat egycellás ólom-savas akkumulátort csatlakoztatnak, hogy névleges 12 V-os ólom-savas akkumulátort, valamint 24 V-os, 36 V-os, 48 ​​V-os stb.
Kiforrott technológiaként az ólom-savas akkumulátorok még mindig az egyetlen olyan elektromos jármű akkumulátorok, amelyek alacsony költségük és nagy kisütési kapacitásuk miatt tömegesen gyárthatók. Az ólom-savas akkumulátorok fajlagos energiája, fajlagos teljesítménye és energiasűrűsége azonban nagyon alacsony, és az ilyen akkumulátorokkal hajtott elektromos járművek nem rendelkeznek megfelelő sebességgel és hatótávolsággal.
Nikkel-kadmium és nikkel-hidrogén akkumulátorok
A nikkel-kadmium akkumulátor (általános nevén NiCd, ejtsd: "nye cad") egy népszerű akkumulátortípus. Az ilyen típusú akkumulátorok nikkel-hidroxidot (NiOH) és fém-kadmiumot (Cd) használnak elektromos energia előállítására. Bár a teljesítményük jobb, mint az ólom-savas akkumulátoroknál, nehézfémeket tartalmaznak, és használat után környezetszennyezést okozhatnak.
A nikkel-kadmium akkumulátorok több mint 500 alkalommal újratölthetők és kisüthetők, így gazdaságosak és tartósak. Ez egy nagyon ideális egyenáramú akkumulátor alacsony belső ellenállással, alacsony belső ellenállással, gyors töltéssel, nagy terheléssel és minimális feszültségingadozással kisütés közben. Más típusú akkumulátorokhoz képest a nikkel-kadmium akkumulátorok ellenállnak a túltöltésnek vagy a kisütésnek. A nikkel-kadmium akkumulátorok kisütési feszültsége a kisütő berendezéstől függően változik. Az egyes egységek akkumulátora (Cell) körülbelül 1,2 V, az akkumulátor kapacitása pedig Ah (amperóra) és mAh (milliamperóra). A kisülési lezáró feszültség határértékét "kisülési lezáró feszültségnek" nevezik. A nikkel-kadmium akkumulátorok kisütési lezáró feszültsége 1,0/cella (a cella az egyes modulok akkumulátora). Alacsony önkisülési sebesség, a nikkel-kadmium akkumulátorok hosszú tárolási ideje és nem romló jellemzők. Töltés után az eredeti jellemzők teljesen visszaállíthatók, és -20 fok és 60 fok közötti hőmérsékleti tartományban használhatók. A moduláris akkumulátorok fémtartályainak köszönhetően tartósak és tartósak; Ha teljesen zárt módszert választ, akkor nem lesz elektrolit szivárgás, így nincs szükség elektrolit utánpótlásra.
A nikkel-hidrogén akkumulátorokat hidrogénionok és fém nikkel állítják elő, teljesítménytartalékuk 30%-kal magasabb, mint a nikkel-kadmium akkumulátoroké. Könnyebbek, hosszú élettartamúak, környezetbarátak, de ára jóval magasabb, mint a nikkel-kadmium akkumulátoroké.
A nikkel-hidrogén-akkumulátor éppen most lépett egy érett szakaszba, és jelenleg az egyetlen olyan akkumulátorrendszer, amelyet hibrid elektromos járművekben használnak, és amely gyakorlati ellenőrzésen, kereskedelmi forgalomba hozatalon és méretnövelésen esett át. Jelenleg a hibrid akkumulátorok piaci részesedésének 99%-át nikkel-hidrogén akkumulátorok teszik ki, amelyek a Toyota Priusát képviselik a kereskedelmi forgalomban. Jelenleg a japán PEVE és a Sanyo a világ vezető autóakkumulátor-gyártói, a PEVE a hibrid motoros járművek piaci részesedésének 85%-át teszi ki. Jelenleg a Toyota Prius és más nagyobb kereskedelmi hibrid járművek, az Alphard és az Estima, valamint a Honda Civic és Insight PEVE nikkel-hidrogén akkumulátorcsomagokat használnak. A Chang'an Jiexun, a Chery A5, a FAW Mercedes Benz, a General Motors Grand Hyatt és más márkájú autók már bemutató üzemben vannak, és mindegyik nikkel-hidrogén akkumulátort használ. Az akkumulátorokat azonban főként külföldről vásárolják, és a hazai nikkel-hidrogén-akkumulátorok gépjárművekben való alkalmazása még mindig a K+F egyeztetési stádiumban van.
lítium akkumulátor
A lítium akkumulátor "egy olyan típusú akkumulátor, amely lítium fémet vagy lítium ötvözetet használ negatív elektróda anyagaként, és nem vizes elektrolit oldatot használ. A lítium akkumulátorok nagyjából két kategóriába sorolhatók: fém lítium akkumulátorok és lítium akkumulátorok. A lítium akkumulátorok nem fém lítiumot tartalmaznak és újratölthetők.
A lítium akkumulátorok általában mangán-dioxidot használnak pozitív elektród anyagként, és fém lítiumot vagy fémötvözetét negatív elektród anyagként, nem vizes elektrolit oldatot használva.
A lítium akkumulátor anyagok összetétele főként a következőket tartalmazza: pozitív elektródák, negatív elektródák, szeparátorok és elektrolitok.
A pozitív elektród anyagok közül a leggyakrabban használt anyagok a lítium-kobalt-oxid, a lítium-mangán-oxid, a lítium-vas-foszfát és a háromkomponensű anyagok (nikkel-kobalt-mangán polimerek). A pozitív elektróda anyagok nagy részét teszik ki (a pozitív elektróda anyagok és a negatív elektród anyagok tömegaránya 3.: 1-4: Először is, a pozitív elektróda anyagok tulajdonságainak a lítium teljesítményére gyakorolt ​​közvetlen hatása miatt) ion akkumulátorok, ezek költsége is közvetlenül meghatározza az akkumulátor költségét.
Jelenleg a fő negatív elektródák a természetes grafit és a mesterséges grafit. A vizsgált negatív elektródák közé tartoznak az intermetallikus vegyületek, például nitridek, PAS, ónalapú oxidok, ónötvözetek és nanonegatív elektródák. A lítium akkumulátorok négy fő alkotóelemének egyikeként a negatív elektródák fontos szerepet játszanak az akkumulátor kapacitásának és a kerékpározási teljesítmény javításában, és a lítium akkumulátorok iparágának központi elemei.
A polietilén piacorientált membránanyag. A poliolefin (PE) és polipropilén (PP) a poliolefin membránok fő típusai. A lítium akkumulátorok szerkezetében a szeparátor az egyik kulcsfontosságú belső alkatrész. Az elválasztó teljesítménye meghatározza az akkumulátor interfész szerkezetét és belső ellenállását, amely közvetlenül befolyásolja az akkumulátor kapacitását, ciklusát és biztonsági tényezőjét. Az elválasztó kiváló teljesítménye fontos szerepet játszik az akkumulátor átfogó teljesítményének javításában.
Lítium-vas-foszfát akkumulátor
A lítium-vas-foszfát akkumulátor olyan lítium-ion akkumulátorra vonatkozik, amelynek pozitív elektródaanyaga lítium-vas-foszfát. A lítium-ion akkumulátorok pozitív elektródanyagai főként a lítium-kobalt-oxidot, a lítium-mangán-oxidot, a lítium-nikkel-oxidot, a háromkomponensű anyagokat, a lítium-vas-foszfátot stb. tartalmazzák. Ezek közül jelenleg a lítium-kobalt-oxid a legtöbb lítium-akkumulátorban használt katódanyag.
A lítium-vas-foszfát akkumulátorok, mint újratölthető akkumulátorok, nagy kapacitással, nagy kimeneti feszültséggel, jó töltési és kisütési teljesítménnyel, stabil kimeneti feszültséggel, nagy áramerősségű töltési és kisütési képességgel, elektrokémiai stabilitással, biztonságos használattal rendelkeznek (nem égnek vagy robbannak fel a túltöltés miatt és kisütés, túlzott kisütés, rövidzárlat és egyéb működési hibák), széles hőmérséklet-tartomány, nem mérgező vagy kevésbé mérgező, és nem szennyezi a környezetet. A LiFePO4 lítium-vas-foszfát akkumulátorok pozitív elektródájaként történő kiválasztása jó teljesítménykövetelményekkel rendelkezik, különösen a kisülési sebesség (5-10C kisülés), a stabil kisülési feszültség, a biztonság (nem égés, nincs robbanás), az élettartam (ciklusok száma) tekintetében. és nincs környezetszennyezés. Jelenleg ez a legjobb nagyáramú exportteljesítményű akkumulátor.
benzintank
A Fuel Cell egy elektrokémiai energiaátalakító eszköz nem égési folyamatokhoz. A hidrogén (és más tüzelőanyagok) és az oxigén folyamatosan átalakul elektromos energiává. A működési elv az, hogy a H2 hidrogénné és e-vé oxidálódik anódkatalizátor hatására. A H és az O2 a katódreakció során vizet termel, amely protoncserélő membránon keresztül jut el a pozitív elektródához. Az e áramot egy külső áramkör állítja elő, és folyamatosan reagálva eléri a negatív elektródát. Bár az üzemanyagcellák tartalmazzák az „akkumulátor” szót, nem hagyományos energiatároló eszközök, hanem egyfajta energiatermelő berendezés, ami a legnagyobb különbség az üzemanyagcellák és a hagyományos akkumulátorok között.
Az üzemanyagcellák ideális „helyettesítői a belső égésű motoroknak”. A hidrogén az üzemanyagcellák fő tüzelőanyaga. Az üzemanyag-biztonság szempontjából a hidrogén nem mérgező és ártalmatlan, a termék pedig víz, nem mérgező és ártalmatlan, zöld és tiszta. A hidrogén sűrűsége alacsony, és amikor nagy nyomású hidrogén szivárog és ég, fáklyát képez, és nem terjed ki a környező területre. Ezért a hidrogén biztonságosabb, mint a fosszilis tüzelőanyagoké, mint a földgáz és az olaj. Teljesítmény szempontjából az üzemanyagcellák energiaátalakítási hatékonysága 50-70%, a teljesítménysűrűség pedig körülbelül 3 kW/WL. A dízelmotor teljesítménysűrűsége körülbelül 1,3 kW/L, így ideális „helyettesítője” belső égésű motorok”. Az üzemanyagcellák energiasűrűsége elérheti az 500Wh/kg-ot, élettartamuk körülbelül 4000 ciklus, teljesítményük pedig felülmúlja a lítium akkumulátorokét.