site logo

Γιατί οι περισσότερες νέες ενεργειακές τεχνολογίες χρησιμοποιούν μπαταρίες λιθίου και η Toyota εξακολουθεί να χρησιμοποιεί επαναφορτιζόμενες μπαταρίες νικελίου-υδριδίου μετάλλου;

Αν και ο κατάλογος των νέων ενεργειακών οχημάτων στην Κίνα δεν περιλαμβάνει πολλά υβριδικά οχήματα χωρίς πρίζα, είναι αναμφισβήτητο ότι τέτοια υβριδικά οχήματα δεν χρειάζεται να αλλάξουν τις συνήθειες του χρήστη, αλλά μπορούν να προσφέρουν μεγάλη οικονομία καυσίμου και ποιότητα οδήγησης. , Όλο και πιο δημοφιλές στους χρήστες.

Μιλώντας για υβριδική ισχύ, εκτός από την καθυστερημένη Honda, είναι αξιόπιστο στην εγχώρια αγορά ότι η Toyota ήταν η πρώτη που έφερε αυτή την τεχνολογία στην Κίνα. Η Toyota το εκμεταλλεύεται ξεκάθαρα. Τον Ιανουάριο του 2019, οι πωλήσεις του Camry όγδοης γενιάς έφτασαν τις 19,720, εκ των οποίων τα υβριδικά μοντέλα αντιπροσώπευαν το 21%. Το φθηνότερο, συμπαγές μοντέλο Leeling πούλησε 26,681 μονάδες τον Ιανουάριο, με τα υβριδικά οχήματα να αντιπροσωπεύουν το 20% των πωλήσεων.

Ωστόσο, πολλοί καταναλωτές εξακολουθούν να έχουν ερωτήσεις σχετικά με τα υβριδικά οχήματα. Γιατί η Toyota εστιάζει τυφλά στη χρήση μπαταριών νικελίου-υδριδίου μετάλλου όταν χρησιμοποιούνται τα περισσότερα οχήματα νέας ενέργειας (όπως Tesla, NIO, BYD, κ.λπ.); Οι μπαταρίες λιθίου έχουν χρησιμοποιηθεί για τη χρήση των καθημερινών μας αναγκών Σήμερα, η χρήση μπαταριών νικελίου-υδριδίου μετάλλου είναι ξεπερασμένη. Είναι αυτό το εργοστάσιο για να μειώσει το κόστος παραγωγής; Στην πραγματικότητα, η χρήση μπαταριών νικελίου-υδριδίου μετάλλου σε υβριδικά οχήματα έχει σημαντικά πλεονεκτήματα, όχι μόνο στην Toyota, αλλά και σε υβρίδια πολλών εμπορικών σημάτων όπως η Ford και η General Motors. Τα περισσότερα ηλεκτρικά αυτοκίνητα επιλέγουν μπαταρίες νικελίου-υδριδίου μετάλλου ως μέσο αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας.

Η τάση που χρησιμοποιούμε καθημερινά είναι 1.2 V, η οποία είναι μια μπαταρία νικελίου-υδριδίου μετάλλου.

1.22. Χιλιάδες μπαταρίες, η ασφάλεια πρώτα

Η μπαταρία Ni-MH έχει γίνει η πρώτη επιλογή για πολλά αυτοκίνητα λόγω της απαράμιλλης ασφάλειας και αξιοπιστίας της. Από τη μία πλευρά, ο ηλεκτρολύτης των μπαταριών νικελίου-υδριδίου μετάλλου είναι ένα μη εύφλεκτο υδατικό διάλυμα. Από την άλλη πλευρά, η ειδική θερμοχωρητικότητα και η θερμότητα εξάτμισης του ηλεκτρολύτη της μπαταρίας νικελίου-υδριδίου μετάλλου είναι σχετικά υψηλές, ενώ η ενεργειακή πυκνότητα είναι σχετικά χαμηλή, πράγμα που σημαίνει ότι ακόμη και σε περίπτωση βραχυκυκλώματος, διάτρησης και άλλων ακραίων μη φυσιολογικών συνθήκες, η αύξηση της θερμοκρασίας της μπαταρίας δεν είναι αρκετή για να προκαλέσει καύση. Τέλος, ως ώριμο προϊόν μπαταρίας, η μπαταρία Ni-MH έχει χαμηλή δυσκολία ελέγχου ποιότητας και υψηλή απόδοση.

Μέχρι το τέλος του 2014, περισσότερο από το 73% των υβριδικών οχημάτων παγκοσμίως χρησιμοποιούν μπαταρίες νικελίου-υδριδίου μετάλλου, συνολικά περισσότερα από 8 εκατομμύρια οχήματα. Αυτά τα υβριδικά οχήματα είχαν σοβαρά ατυχήματα με την ασφάλεια της μπαταρίας κατά τη χρήση τους. Ως εκπρόσωπος των εμπορικών υβριδικών οχημάτων, το Toyota Prius δεν έχει εμφανή απώλεια ζωής της μπαταρίας λόγω των εξαιρετικών διαδικασιών φόρτισης και αποφόρτισης μετά από 10 χρόνια χρήσης. Επομένως, οι ώριμες μπαταρίες νικελίου-υδριδίου μετάλλου είναι οι πιο πολύτιμες μπαταρίες για εμπορικές εφαρμογές.

Η μπαταρία του Prius δεν είχε σοβαρά ατυχήματα ασφαλείας. Η μπαταρία φορτίστηκε τεχνητά από ξένους δοκιμαστές.

Ρηχή φόρτιση, μεγάλη διάρκεια ζωής

Δεύτερον, οι μπαταρίες Ni-MH έχουν καλή απόδοση γρήγορης φόρτισης και εκφόρτισης. Για παράδειγμα, η χωρητικότητα της μπαταρίας του τελευταίου δικινητήριου αυτοκινήτου Camry όγδοης γενιάς είναι μόνο 6.5 kWh, που είναι λιγότερο από το ήμισυ της χωρητικότητας των plug-in υβριδικών οχημάτων άνω των 10 kWh. Οι μπαταρίες Ni-MH είναι πιο συμφέρουσες από τις μπαταρίες λιθίου, επειδή η μέθοδος λειτουργίας του υβριδικού συστήματος απαιτεί τη γρήγορη φόρτιση και εκφόρτιση των μπαταριών.

Αν και η ενεργειακή πυκνότητα των μπαταριών Ni-MH είναι μόνο 60-80% αυτής των μπαταριών λιθίου (μπαταρίες λιθίου 100 J/m), οι μπαταρίες Ni-MH έχουν χαμηλότερες απαιτήσεις για προστασία ασφαλείας και έλεγχο θερμοκρασίας και είναι εύκολο να βρεθούν σε μικρά υβριδικά οχήματα. Δική θέση.

Στο πλαίσιο μιας λογικής στρατηγικής απόδοσης ισχύος, το ειδικό σύστημα ισχύος για υβριδικά ηλεκτρικά οχήματα μπορεί να χρησιμοποιήσει μόνο το 10% της χωρητικότητας της μπαταρίας κατά την οδήγηση. Ακόμη και στις πιο ακραίες περιπτώσεις, η μέγιστη χωρητικότητα της μπαταρίας μπορεί να φτάσει μόνο το 40%. Με άλλα λόγια, περίπου το 60% της ηλεκτρικής ενέργειας δεν έχει χρησιμοποιηθεί ποτέ. Αυτή η στρατηγική διαχείρισης μπαταριών ονομάζεται ρηχή φόρτιση, η οποία μπορεί να παρατείνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής των μπαταριών νικελίου-χρωμίου και η επίδραση της μνήμης βελτιώνεται σημαντικά, με περισσότερους από 10,000 κύκλους φόρτισης-εκφόρτισης.

Η Consumer Reports εξέτασε περισσότερους από 36,000 ιδιοκτήτες Prius και κατέληξε στο συμπέρασμα ότι το αυτοκίνητο είναι αξιόπιστο και πολύ φθηνό στη χρήση. Για το σκοπό αυτό, η Consumer Reports πραγματοποίησε τις ίδιες επιδόσεις οικονομίας καυσίμου σε ένα Prius 10 ετών με απόσταση 330,000 χιλιομέτρων και ένα Prius 10 ετών με χιλιομετρική απόσταση 3,200 χιλιομέτρων. Και δοκιμές απόδοσης. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι τα παλιά και τα νέα αυτοκίνητα που έχουν χρησιμοποιηθεί για 10 χρόνια και έχουν διανύσει 330,000 χιλιόμετρα διατήρησαν το ίδιο επίπεδο κατανάλωσης καυσίμου και απόδοσης ισχύος, υποδεικνύοντας ότι η μπαταρία νικελίου-υδριδίου μετάλλου και το υβριδικό σύστημα ισχύος μπορούν να λειτουργήσουν κανονικά .

Από τη διάδοση των νέων ενεργειακών οχημάτων (καθαρά ηλεκτρικά και plug-in υβριδικά) στην εγχώρια αγορά το 2015, τα νέα ενεργειακά οχήματα που χρησιμοποιούν μπαταρίες λιθίου έχουν μειωμένη διάρκεια ζωής της μπαταρίας μετά από συγκεκριμένο αριθμό ετών χρήσης και η ισχύς τους μειώνεται σημαντικά σε περιβάλλοντα χαμηλής θερμοκρασίας το χειμώνα, που προκαλούν πολλούς ιδιοκτήτες αυτοκινήτων Υπάρχει προφανές άγχος αντοχής κατά τη χρήση. Αυτό προκαλείται από τα χαρακτηριστικά των μπαταριών λιθίου. Επομένως, στα 3-4 χρόνια των οχημάτων νέας ενέργειας, το υψηλότερο ποσοστό εγγύησης είναι μόνο 45%, σε σύγκριση με το όχημα με τα χαμηλότερα καύσιμα με μόνο 60% (ίδια ηλικία οχήματος), το οποίο είναι πολύ χαμηλότερο.

3. Φιλικές προς το περιβάλλον μπαταρίες που κατασκευάζουν αυτοκίνητα φιλικά προς το περιβάλλον

Αν και η μπαταρία λιθίου δεν έχει αποτέλεσμα μνήμης, ο κύκλος φόρτισης και εκφόρτισης είναι γενικά μόνο περίπου 600 φορές. Στο πολύπλοκο περιβάλλον ταχείας φόρτισης και εκφόρτισης υψηλού ρεύματος και υπερφόρτισης και υπερφόρτισης, η διάρκεια ζωής της μπαταρίας μειώνεται σημαντικά. Επιπλέον, λόγω της χρήσης οργανικών διαλυμάτων ηλεκτρολυτών, η αντίσταση της μπαταρίας λιθίου αυξάνεται γρήγορα σε χαμηλές θερμοκρασίες και η απόδοσή της μειώνεται σημαντικά στους 0°C, κάτι που δεν μπορεί να καλύψει τις απαιτήσεις κανονικής χρήσης στους -10°C. Αντίθετα, λόγω της χρήσης διαλυμάτων αλκαλικών ηλεκτρολυτών, η θερμοκρασία λειτουργίας των μπαταριών νικελίου-υδριδίου μετάλλου μπορεί να είναι έως και -40°C. Επομένως, η ισχύς και η οικονομία των υβριδικών οχημάτων δεν αλλάζουν σημαντικά το χειμώνα.

Τέλος, οι μπαταρίες Ni-MH είναι πιο φιλικές προς το περιβάλλον γιατί δεν περιέχουν ιδιαίτερα τοξικές ουσίες. Τα σημαντικά συστατικά των μπαταριών νικελίου-υδριδίου μετάλλου είναι το νικέλιο και οι σπάνιες γαίες, οι οποίες έχουν υψηλή αξία ανάκτησης (υπολειμματική αξία) και χαμηλή δυσκολία ανάκτησης. Βασικά όλα μπορούν να ανακυκλωθούν και να επαναχρησιμοποιηθούν για να πραγματοποιηθεί η βιώσιμη ανάπτυξη των υλικών. Γνωστή ως η πιο φιλική προς το περιβάλλον μπαταρία.

Από την άλλη πλευρά, οι μπαταρίες λιθίου είναι πιο δύσκολο να ανακυκλωθούν. Η ίδια η χημική δραστηριότητα της μπαταρίας λιθίου κάνει την τεχνική διαδρομή της ανακύκλωσής της πολύ περίπλοκη. Η μπαταρία πρέπει να έχει υποστεί προεπεξεργασία, συμπεριλαμβανομένης της εκφόρτισης, της αποσυναρμολόγησης, της σύνθλιψης και της ταξινόμησης. Το αποσυναρμολογημένο πλαστικό και μεταλλικό περίβλημα μπορεί να ανακυκλωθεί, αλλά το κόστος είναι υψηλό: η υπολειπόμενη τάση εξακολουθεί να είναι αρκετές εκατοντάδες βολτ (δεν περιλαμβάνονται) και επικίνδυνη. το περίβλημα της μπαταρίας είναι ασφαλές, η συσκευασία είναι αυτοαποσυναρμολογούμενη και σημαντική προσπάθεια είναι ανοιχτή. Επιπλέον, η κάθοδος μπαταρίας λιθίου Τα υλικά είναι επίσης διαφορετικά, με μεγάλη ζήτηση για όξινα και αλκαλικά διαλύματα για ανάκτηση. Με την τρέχουσα τεχνολογία, η ανακύκλωση μπαταριών λιθίου είναι μια ζημιογόνος επιχείρηση.

Εκτός από τα παραπάνω πλεονεκτήματα, οι μπαταρίες Ni-MH έχουν επίσης τα πλεονεκτήματα των σταθερών χαρακτηριστικών εκφόρτισης, των ομαλών καμπυλών εκφόρτισης και της χαμηλής θερμιδικής αξίας. Επομένως, πριν από μια σημαντική ανακάλυψη στην τεχνολογία των μπαταριών, αυτή η μπαταρία Ni-MH σχετικά χαμηλής ενεργειακής πυκνότητας εξακολουθεί να είναι ο καλύτερος συνεργάτης για υβριδικά οχήματα που δεν απαιτούν υψηλή ισχύ μπαταρίας. Η πλακέτα PCB που ενσωματώνει μονάδες ελέγχου όπως όργανα, κλιματισμός, ήχος και έξυπνα κουμπιά είναι επίσης μια ολοκληρωμένη λύση. Είναι σημαντικό να μειώσετε το βάρος, να εξοικονομήσετε κόστος (συμπεριλαμβανομένης της μείωσης των εξαρτημάτων, της μείωσης των διαδικασιών συναρμολόγησης, της μείωσης των ιμάντων καλωδίωσης του οχήματος κ.λπ.) και της μείωσης του χώρου. Επί του παρόντος, οι λειτουργίες κάθε μέρους του οχήματος πραγματοποιούνται μέσω των δικών τους ανεξάρτητων μονάδων, όπως έξυπνα κουμπιά, κλιματισμός, ήχος, πίνακας οργάνων, ραντάρ, παρακολούθηση πίεσης ελαστικών κ.λπ. Αυτές οι μονάδες είναι ανεξάρτητες μεταξύ τους και αντιλαμβάνονται δικές του λειτουργίες. Η ενσωμάτωση ηλεκτρικών συσκευών χαμηλής τάσης όχι μόνο μειώνει σημαντικά το κόστος των ηλεκτρικών συσκευών, αλλά μειώνει επίσης το κόστος διάγνωσης, παραγωγής, δοκιμής, τροποποίησης και μετά την πώληση του προϊόντος, βελτιστοποιεί το σύστημα επιβατικών αυτοκινήτων και είναι ευεργετική για το ελαφρύ ολόκληρου του οχήματος. Ο ενοποιημένος ΕΟΧ είναι επίσης η βάση για τις αυτοκινητοβιομηχανίες να κυριαρχήσουν στην ανταγωνιστικότητά τους.