신에너지 차량의 핵심 부품은 차량용 전원 배터리로, 차량의 주행거리를 직접적으로 결정하는 신에너지 차량의 에너지원입니다.
삼원 배터리와 인산철 리튬 배터리는 승용차와 상용차 분야에서 지배적인 응용 분야입니다. 현재 승용차용 배터리는 XNUMX원 배터리가, 상업용 차량용 배터리는 인산철리튬 배터리가 주도하고 있다.
신에너지 전지의 분류
1. 납산 배터리
상대적으로 성숙한 기술인 납축전지는 아직까지 저렴한 비용과 높은 방전율로 인해 양산이 가능한 유일한 전기차용 배터리다. 베이징 올림픽 기간 동안 납축전지를 사용하여 올림픽을 위한 운송 서비스를 제공하는 20대의 전기 자동차가 있었습니다.
그러나 납축전지는 비에너지, 비출력, 에너지 밀도가 매우 낮아 이를 동력원으로 사용하는 전기차는 속도와 주행거리가 좋지 못하다.
2. NiCd 및 NiMH 배터리
납축전지보다 성능은 우수하지만 중금속을 함유하고 있어 사용 후 폐기되면 환경을 오염시킨다.
Ni-MH 전원 배터리는 이제 막 성숙 단계에 진입했으며 현재의 하이브리드 전기 자동차에서 실제로 검증 및 상용화 및 확장된 유일한 배터리 시스템입니다. 그 대표적인 것이 도요타의 프리우스다. 현재 세계 주요 자동차 전원 배터리 제조사는 일본의 PEVE와 Sanyo를 중심으로 하고 있다. PEVE는 하이브리드 동력 차량용 니켈-수소화물 배터리의 세계 시장 점유율의 85%를 차지합니다. 현재 도요타의 프리우스, 알파드, 에스티마 등 상용화된 주요 하이브리드 차량과 혼다의 시빅, 인사이트 등은 모두 PEVE의 니켈수소 배터리팩을 사용하고 있다. 우리 나라에서는 Changan Jiexun, Chery A5, FAW Bestune, GM Grand Hyatt 및 기타 브랜드 세단이 이미 시범 운영되고 있습니다. 니켈수소전지도 사용하지만 전지는 주로 해외에서 구매하고, 국산 니켈수소전지는 자동차에 사용한다. 아직 R&D 매칭 단계다.
3. 리튬 배터리
기존의 납축전지, 니켈카드뮴전지, 니켈수소전지는 기술면에서 비교적 성숙했지만 자동차의 동력전지로 사용될 경우 큰 문제가 발생한다. 현재 점점 더 많은 자동차 제조업체가 리튬 배터리를 신에너지 차량의 전원 배터리로 사용하기로 선택합니다.
리튬 이온 전원 배터리에는 다음과 같은 장점이 있기 때문입니다.
높은 작동 전압(니켈-카드뮴 배터리의 165배); 높은 비에너지(최대 XNUMXWH/kg, 니켈 수소 배터리의 XNUMX배);
소량;
질량의 빛;
긴 주기 수명;
낮은 자가 방전율;
기억 효과 없음;
오염 등이 없습니다.
전원 리튬 이온 배터리의 개발을 방해하는 현재 병목 현상은 다음과 같습니다. 안전 성능 및 자동차 전원 배터리 관리 시스템.
안전 성능 측면에서 리튬 이온 전원 배터리의 높은 에너지 밀도, 높은 작동 온도 및 열악한 작업 환경으로 인해 사람 중심의 안전 개념과 결합하여 사용자는 배터리 안전에 대한 매우 높은 요구 사항을 제시했습니다. . 자동차 전원 배터리의 관리 시스템 측면에서 자동차 전원 배터리의 작동 전압은 12V 또는 24V이고 단일 전원 리튬 이온 배터리의 작동 전압은 3.7V이므로 여러 개를 연결하여 전압을 높여야합니다. 직렬 배터리. 충방전은 완전히 균일하므로 직렬로 연결된 여러 배터리 팩의 단일 배터리는 충방전이 불균형하고 배터리가 과충전 및 과방전되며 이러한 상황은 배터리 성능이 급격히 저하됩니다. . 결과적으로 전체 배터리 팩이 정상적으로 작동하지 않거나 심지어 폐기되어 배터리의 수명과 안정적인 성능에 큰 영향을 미칩니다.
4. 인산철 리튬 배터리
리튬 철 인산염 배터리는 일종의 리튬 배터리이며 비에너지는 리튬 코발트 산화물 배터리의 절반 미만이지만 안전성이 높고 사이클 수는 2000 회에 도달 할 수 있으며 방전이 안정적이며 가격 싸다. 차량 동력의 새로운 선택이 되었습니다.
업계에서는 BYD가 제시한 '철전지'가 리튬인산철 전지일 가능성이 높다고 보고 있다.
5. 연료 전지
연료전지는 연료와 산화제의 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환하는 발전장치이다.
연료와 공기는 연료 전지에 별도로 공급되며 전기는 마술처럼 생산됩니다. 겉보기에는 양극과 음극, 전해질이 있는 배터리처럼 보이지만 본질적으로 '전기를 저장'하는 것이 아니라 '발전소'입니다.
자동차용으로 가장 유망한 것은 양성자 교환막 연료 전지입니다.
작동 원리는 수소가 음극으로 보내지고 촉매(백금)의 작용을 통해 수소 원자의 두 전자가 분리되고 이 두 전자가 양극에 끌려 외부 회로를 통해 전류를 생성하는 것입니다. , 그리고 전자를 잃는 수소 이온(양성자)은 양성자 교환막(즉, 고체 전해질)을 통과하고 산소 원자 및 전자와 재결합하여 양극에서 물을 형성할 수 있습니다. 공기 중에서 산소를 얻을 수 있기 때문에 음극에 수소를 지속적으로 공급하고 제때 물(증기)을 빼기만 하면 연료전지는 지속적으로 전기를 공급할 수 있다.
연료전지는 연소과정을 거치지 않고 연료의 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환하기 때문에 카르노 사이클에 제한을 받지 않는다. 현재 연료전지 시스템의 연료-전기 변환 효율은 45~60%인 반면 화력 발전과 원자력의 효율은 30~40% 정도이다.
6. 솔리드 스테이트 배터리
전고체 배터리는 또한 대부분의 사람들의 시야에 들어왔습니다. 사실 현재의 액상 리튬 배터리와 원리는 같습니다. 가장 큰 차이점은 전해질이 고체 상태가 되며 밀도와 구조상의 이점에서 더 많은 하전 이온이 모인다는 것입니다. 한쪽 끝에서 더 큰 전류를 전도할 수 있으므로 배터리 용량이 크게 향상됩니다.
전고체 배터리의 가장 주목할만한 두 가지 기능이 있습니다. 하나는 높은 에너지 밀도입니다. 많은 실험실에서 기존 리튬 배터리의 300-400배인 2.5-3Wh/kg을 달성했습니다. 배터리 파열 또는 고온과 같은 사고로 인한 화상 위험을 방지합니다.
전고체 전지도 전체적으로 낮은 전도도, 큰 내부 저항, 느린 충전 속도 등의 단점이 있습니다. American Fisker 자동차가 어떻게 1분 동안 충전하고 800km를 주행할 수 있는지가 핵심 비밀입니다.
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