新エネルギー車のコアコンポーネントは、新エネルギー車のエネルギー源である車両パワーバッテリーであり、車両の航続距離を直接決定します。
三元電池とリン酸鉄リチウム電池は、乗用車と商用車の分野で主な用途です。 現在、乗用車用バッテリーは三元式バッテリーが主流であり、商用車用バッテリーはリン酸鉄リチウム電池が主流です。
新エネルギー電池の分類
1.鉛蓄電池
比較的成熟した技術として、鉛蓄電池は、低コストと高速放電能力により、電気自動車用の唯一の電池であり、大量生産が可能です。 北京オリンピックでは、オリンピックの輸送サービスを提供するために鉛蓄電池を使用する電気自動車が20台ありました。
しかし、鉛蓄電池の比エネルギー、比電力、エネルギー密度は非常に低く、これを動力源とする電気自動車は、十分な速度と航続距離を確保できません。
2.NiCdおよびNiMHバッテリー
鉛蓄電池よりも性能は優れていますが、重金属を含んでいるため、使用・廃棄すると環境を汚染します。
Ni-MHパワーバッテリーは成熟段階に入ったばかりであり、現在のハイブリッド電気自動車で実際に検証され、商品化され、スケーリングされた唯一のバッテリーシステムです。 その代表はトヨタのプリウス。 現在、世界の主要な自動車用パワーバッテリーメーカーには、主に日本のPEVEとSanyoが含まれています。 PEVEは、ハイブリッドパワービークル用のニッケル水素電池の世界市場シェアの85％を占めています。 現在、トヨタのプリウス、アルファード、エスティマ、ホンダのシビック、インサイトなどの主な商用ハイブリッド車はすべて、PEVEのニッケル水素電池パックを使用しています。 私の国では、長安Jiexun、奇瑞A5、一汽奔騰、GMグランドハイアットおよび他のブランドのセダンがすでにデモ運転中です。 ニッケル水素電池も使用していますが、主に海外から購入し、国産のニッケル水素電池を自動車に使用しています。 まだ研究開発のマッチング段階にあります。
3.リチウム電池
従来の鉛蓄電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池は技術的には比較的成熟していますが、自動車のパワー電池として使用する場合には大きな問題があります。 現在、ますます多くの自動車メーカーが新エネルギー車のパワーバッテリーとしてリチウムバッテリーを使用することを選択しています。
リチウムイオン電池には次のような利点があるためです。
高い動作電圧（ニッケルカドミウム電池の165倍）; 高い比エネルギー（最大XNUMXWH / kg、ニッケル水素電池のXNUMX倍）。
少量;
質量が軽い;
長いサイクル寿命;
低い自己放電率;
メモリー効果なし。
汚染等はありません。
パワーリチウムイオンバッテリーの開発を妨げている現在のボトルネックは、安全性能と自動車用パワーバッテリーの管理システムです。
安全性能に関しては、リチウムイオン電池のエネルギー密度が高く、動作温度が高く、動作環境が厳しいことから、人を対象とした安全コンセプトと相まって、電池の安全性に対する要求は非常に高くなっています。 。 自動車用パワーバッテリーの管理システムに関しては、自動車用パワーバッテリーの動作電圧は12Vまたは24Vであり、単電源リチウムイオンバッテリーの動作電圧は3.7Vであるため、複数を接続して電圧を上げる必要があります。直列の電池。 充電と放電が完全に均一であるため、直列に接続された複数のバッテリーパック内の単一のバッテリーは、充電と放電のバランスが崩れ、バッテリーの過充電と過放電が発生し、この状況ではバッテリーのパフォーマンスが大幅に低下します。 。 その結果、バッテリーパック全体が正常に動作しなくなったり、廃棄されたりすることがなくなり、バッテリーの耐用年数と信頼性の高いパフォーマンスに大きな影響を与えます。
4.リン酸鉄リチウム電池
リン酸鉄リチウム電池もリチウム電池の一種で、比エネルギーはコバルト酸リチウム電池の半分以下ですが、安全性が高く、サイクル数が2000回に達し、放電が安定しており、価格も安いです。 それは車両の動力のための新しい選択になりました。
BYDが提案した「鉄電池」は、リン酸鉄リチウム電池である可能性が高いと業界は考えています。
5.燃料電池
燃料電池は、燃料と酸化剤の化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換する発電装置です。
燃料と空気は別々に燃料電池に供給され、魔法のように電気が生成されます。 外から見ると、正と負の電極と電解質を備えたバッテリーのように見えますが、本質的には「電気を蓄える」ことはできず、「発電所」です。
自動車での使用に最も有望なのは、プロトン交換膜燃料電池です。
その動作原理は次のとおりです。水素は負極に送られ、触媒（白金）の作用により水素原子内のXNUMXつの電子が分離され、これらXNUMXつの電子は正極に引き付けられて外部回路を介して電流を生成します。 、および電子を失う水素イオン（プロトン）は、プロトン交換膜（つまり、固体電解質）を通過し、酸素原子および電子と再結合して、正極で水を形成します。 空気から酸素を得ることができるので、負電極に水素を供給し続け、時間内に水（蒸気）を取り除けば、燃料電池は電気を供給し続けることができます。
燃料電池は、燃焼プロセスを経ることなく、燃料の化学エネルギーを電気エネルギーに直接変換するため、カルノーサイクルによる制限を受けません。 現在、燃料電池システムの燃料-電気変換効率は45％から60％であり、火力発電と原子力の効率は約30％から40％です。
6.全固体電池
全固体電池もほとんどの人の視界に入っています。 実は、原理的には現在の液体リチウム電池と同じです。 最大の違いは、電解質が固体状態になり、密度と構造の利点でより多くの荷電イオンが集められることです。 一方では、より大きな電流を流すことができるため、バッテリー容量が大幅に向上します。
全固体電池には300つの最も注目すべき機能があります。 400つは高エネルギー密度です。 多くの研究所が2.5-3Wh/kgを達成しました。これは、従来のリチウム電池のXNUMX-XNUMX倍です。 バッテリーの破裂や高温などの事故による火傷の危険を回避します。
全固体電池には、全体的に導電率が低く、内部抵抗が大きく、充電速度が遅いという欠点もあります。 アメリカのフィスカーカーがどのように1分間充電でき、800 kmの航続距離を持つかについては、それがその核となる秘密です。
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