Какие существуют типы аккумуляторов для электромобилей и гибридов?

[Versta]

Аккумуляторы в широком смысле можно разделить на три категории: химические аккумуляторы, физические аккумуляторы и биологические аккумуляторы. Среди них химические аккумуляторы и физические аккумуляторы использовались в массовом производстве электромобилей, в то время как биологические аккумуляторы рассматриваются как одно из важных направлений развития аккумуляторов для электромобилей в будущем. Принимая во внимание текущую ситуацию с практическим применением, мы подробно расскажем только о химических батареях.

1. Литиевая батарея

Литиевые аккумуляторы в настоящее время являются одним из наиболее часто используемых типов аккумуляторов в электромобилях. С момента своего появления в 1970 году, они быстро заняли большую часть рынка аккумуляторов для электромобилей благодаря своей высокой плотности энергии и длительному сроку службы.

В настоящее время литиевые батареи, которыми оснащаются электромобили, поступающие в продажу, в основном представляют собой литий-железофосфатные батареи и тройные литиевые батареи, и эти две батареи имеют существенные различия в своих характеристиках, поэтому нам необходимо подробно объяснить и сравнить их. 

(1) Литий-железо-фосфатная батарея

По сравнению с ранними литий-марганцевокислотными аккумуляторами литий-железо-фосфатные аккумуляторы не сильно отличаются по плотности энергии, которая составляет около 100-110 Втч / кг, но их термостойкость в настоящее время является лучшей среди автомобильных литиевых аккумуляторов. Когда температура аккумулятора достигает высокой температуры 500-600 ℃, его внутренний химический состав начинает разлагаться.

Внутренний химический состав литий-кобальтовокислотных аккумуляторов, которые принадлежат к той же литиевой батарее, уже находится в нестабильном состоянии при 180-250 ℃. Другими словами, безопасность литий-железо-фосфатных аккумуляторов не имеет себе равных среди литиевых аккумуляторов, и из-за этого они также стали одной из основных категорий аккумуляторов для электромобилей.

(2) Тройная литиевая батарея

По сравнению с литий-железо-фосфатными батареями, тройные литиевые батареи, используемые в Tesla MODEL S, имеют гораздо больший вес и плотность энергии, около 200 Втч / кг, что означает, что тройные литиевые батареи того же веса имеют больший радиус действия, чем литий-железо-фосфатные батареи. Однако очевидны и его недостатки. Когда собственная температура составляет 250-350℃, внутренний химический состав начинает разлагаться, поэтому к системе управления аккумуляторами предъявляются чрезвычайно высокие требования, и необходимо устанавливать отдельное предохранительное устройство для каждого аккумулятора. Кроме того, из-за небольшого размера мономера количество элементов питания, необходимых для электромобиля, очень велико.

2. Никель-металлогидридный аккумулятор

Никель-металлогидридные аккумуляторы в настоящее время являются еще одним распространенным типом аккумуляторов для питания электромобилей в дополнение к литиевым батареям. Они постепенно разрабатывались с 1990-х годов.

Например, многие гибридные автомобили, представленные Toyota Prius, используют такие аккумуляторы в качестве компонентов для накопления энергии. Его плотность энергии не сильно отличается от обычных литиевых батарей, примерно 70-100 Втч / кг, но поскольку напряжение элемента питания составляет всего 1,2 В, что составляет 1/3 литиевой батареи, объем батарейного блока больше, чем у литиевой батареи, при том же требуемом напряжении.

Как и литиевые аккумуляторы, никель-металлогидридные аккумуляторы также требуют системы управления аккумуляторами, но в них больше внимания уделяется управлению зарядом и разрядом аккумулятора. Причина такой разницы в основном связана с “эффектом памяти” никель-металлогидридных аккумуляторов, то есть емкость аккумулятора будет снижаться во время цикла зарядки и разрядки, а перезаряд или разрядка могут усугубить потерю емкости аккумулятора (эта характеристика литиевых аккумуляторов практически незначительна).

Таким образом, по мнению производителей, система управления Ni-MH аккумуляторами будет активно избегать чрезмерной зарядки и разрядки в настройках, таких как искусственное регулирование интервала зарядки и разрядки аккумулятора в пределах определенного процента от общей емкости, чтобы снизить скорость ослабления емкости.(Текст / Картинка Автомобильного домика)