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¿Por qué la mayoría de las nuevas tecnologías energéticas usan baterías de litio y Toyota todavía usa baterías recargables de hidruro metálico de níquel?
Aunque la lista de vehículos de nueva energía en China no incluye muchos vehículos híbridos no enchufables, es innegable que dichos vehículos híbridos no necesitan cambiar los hábitos del usuario, pero pueden traer mucha economía de combustible y calidad de conducción. , Cada vez más popular entre los usuarios.
Hablando de energía híbrida, aparte de Honda, un recién llegado, es confiable en el mercado interno que Toyota fue el primero en traer esta tecnología a China. Toyota claramente se está aprovechando de esto. En enero de 2019, las ventas del Camry de octava generación alcanzaron los 19,720, de los cuales los modelos híbridos representaron el 21%. El modelo compacto y más barato Leeling vendió 26,681 unidades en enero, y los vehículos híbridos representaron el 20% de las ventas.
Sin embargo, muchos consumidores todavía tienen preguntas sobre los vehículos híbridos. ¿Por qué Toyota se centra ciegamente en el uso de baterías de hidruro metálico de níquel cuando la mayoría de los vehículos de nueva energía (como Tesla, NIO, BYD, etc.) están en uso? Las baterías de litio se han utilizado en el uso de nuestras necesidades diarias. Hoy en día, el uso de baterías de hidruro metálico de níquel es obsoleto. ¿Es esta la fábrica para reducir los costos de producción? De hecho, el uso de baterías de níquel-hidruro metálico en vehículos híbridos tiene ventajas considerables, no solo Toyota, sino también híbridos de muchas marcas como Ford y General Motors. La mayoría de los automóviles eléctricos eligen baterías de hidruro metálico de níquel como medio de almacenamiento de energía eléctrica.
El voltaje que usamos a diario es de 1.2 V, que es una batería de hidruro metálico de níquel.
1.22. Miles de baterías, la seguridad es lo primero
La batería Ni-MH se ha convertido en la primera opción para muchos automóviles debido a su seguridad y confiabilidad incomparables. Por un lado, el electrolito de las baterías de hidruro metálico de níquel es una solución acuosa no inflamable. Por otro lado, la capacidad calorífica específica y el calor de evaporación del electrolito de la batería de hidruro metálico de níquel son relativamente altos, mientras que la densidad de energía es relativamente baja, lo que significa que incluso en el caso de cortocircuito, pinchazos y otros extremos anormales condiciones, el aumento de temperatura de la batería no es suficiente para provocar la combustión. Finalmente, como un producto de batería maduro, la batería Ni-MH tiene una dificultad de control de calidad baja y un alto rendimiento.
A finales de 2014, más del 73% de los vehículos híbridos del mundo utilizan baterías de hidruro metálico de níquel, un total de más de 8 millones de vehículos. Estos vehículos híbridos han sufrido graves accidentes relacionados con la seguridad de las baterías durante su uso. Como representante de vehículos híbridos comerciales, Toyota Prius no tiene una pérdida obvia de la vida útil de la batería debido a sus excelentes procedimientos de carga y descarga después de 10 años de uso. Por lo tanto, las baterías de hidruro metálico de níquel maduras son las baterías más valiosas para aplicaciones comerciales.
La batería del Prius no sufrió ningún accidente de seguridad grave. La batería fue cargada artificialmente por probadores extranjeros.
Carga superficial, larga vida
En segundo lugar, las baterías de Ni-MH tienen un buen rendimiento de carga y descarga rápida. Por ejemplo, la capacidad de la batería del último vehículo bimotor Camry de octava generación es de solo 6.5 kWh, que es menos de la mitad de la capacidad de los vehículos híbridos enchufables por encima de los 10 kWh. Las baterías de Ni-MH son más ventajosas que las de litio porque el método de trabajo del sistema híbrido requiere que las baterías se carguen y descarguen rápidamente.
Aunque la densidad de energía de las baterías de Ni-MH es solo del 60-80% de la de las baterías de litio (baterías de litio de 100J / m), las baterías de Ni-MH tienen requisitos más bajos de protección de seguridad y control de temperatura, y son fáciles de encontrar en pequeños híbridos. vehículos. Posición propia.
Con una estrategia de potencia de salida razonable, el sistema de potencia especial para vehículos eléctricos híbridos solo puede utilizar el 10% de la capacidad de la batería durante la conducción. Incluso en los casos más extremos, la capacidad máxima de la batería solo puede llegar al 40%. En otras palabras, alrededor del 60% de la electricidad nunca se ha utilizado. Esta estrategia de gestión de la batería se denomina carga superficial, que puede extender en gran medida la vida útil de las baterías de níquel-cromo, y su efecto de memoria se mejora enormemente, con más de 10,000 ciclos de carga-descarga.
Consumer Reports encuestó a más de 36,000 propietarios de Prius y concluyó que el automóvil es confiable y muy económico de usar. Con este fin, Consumer Reports realizó el mismo desempeño de economía de combustible en un Prius de 10 años con un kilometraje de 330,000 kilómetros y un Prius de 10 años con un kilometraje de 3,200 kilómetros. Y pruebas de rendimiento. Los resultados muestran que los coches nuevos y antiguos que se han utilizado durante 10 años y han conducido 330,000 kilómetros han mantenido el mismo nivel de consumo de combustible y rendimiento energético, lo que indica que el paquete de baterías de hidruro metálico de níquel y el sistema de energía híbrido todavía pueden funcionar con normalidad. .
Desde la popularización de los vehículos de nueva energía (puramente eléctricos e híbridos enchufables) en el mercado nacional en 2015, los vehículos de nueva energía que utilizan baterías de litio tienen una duración de batería reducida después de un cierto número de años de uso, y su potencia se reduce significativamente en Ambientes de baja temperatura en invierno, lo que provoca que muchos propietarios de automóviles presenten una obvia ansiedad de resistencia durante el uso. Esto se debe a las características de las baterías de litio. Por lo tanto, en los 3-4 años de vehículos de nueva energía, la tasa de garantía más alta es solo el 45%, en comparación con el vehículo con el combustible más bajo con solo el 60% (la misma edad del vehículo), que es mucho menor.
3. Fabricación de baterías respetuosas con el medio ambiente automóviles respetuosos con el medio ambiente
Aunque la batería de litio no tiene efecto memoria, el ciclo de carga y descarga es generalmente de solo unas 600 veces. En el complejo entorno de carga y descarga rápida de alta corriente y sobrecarga y sobredescarga, la vida útil de la batería se reduce considerablemente. Además, debido al uso de soluciones de electrolitos orgánicos, la resistencia de la batería de litio aumenta rápidamente a bajas temperaturas y su rendimiento se atenúa mucho a 0 ° C, lo que no puede cumplir con los requisitos de uso normal a -10 ° C. Por el contrario, debido al uso de soluciones de electrolitos alcalinos, la temperatura de funcionamiento de las baterías de hidruro metálico de níquel puede ser tan baja como -40 ° C. Por lo tanto, la potencia y la economía de los vehículos híbridos no cambian significativamente en invierno.
Por último, las baterías de Ni-MH son más respetuosas con el medio ambiente porque no contienen sustancias altamente tóxicas. Los componentes importantes de las baterías de níquel-hidruro metálico son el níquel y las tierras raras, que tienen un alto valor de recuperación (valor residual) y una baja dificultad de recuperación. Básicamente, todo se puede reciclar y reutilizar para realizar el desarrollo sostenible de materiales. Conocida como la batería más ecológica.
Por otro lado, las baterías de litio son más difíciles de reciclar. La propia actividad química de la batería de litio hace que la ruta técnica de su reciclaje sea muy complicada. La batería debe procesarse previamente, incluida la descarga, el desmontaje, la trituración y la clasificación. La carcasa de plástico y metal desmontada se puede reciclar, pero el costo es alto: el voltaje residual sigue siendo de varios cientos de voltios (no incluido) y es peligroso; la carcasa de la batería es segura, el embalaje es autodesmontable y se abre un esfuerzo considerable; Además, el cátodo de la batería de litio Los materiales también son diferentes, con una gran demanda de soluciones ácidas y alcalinas para su recuperación. Con la tecnología actual, el reciclaje de baterías de litio es un negocio que genera pérdidas.
Además de las ventajas anteriores, las baterías de Ni-MH también tienen las ventajas de características de descarga estable, curvas de descarga suaves y bajo poder calorífico. Por lo tanto, antes de un gran avance en la tecnología de baterías, esta batería de Ni-MH de densidad de energía relativamente baja sigue siendo el mejor socio para los vehículos híbridos que no requieren una gran potencia de batería. La placa PCB que integra módulos de control como instrumentación, aire acondicionado, audio y botones inteligentes también es una solución integrada. Es importante reducir el peso, ahorrar costos (incluida la reducción de piezas, reducir los procesos de ensamblaje, reducir los arneses de cableado del vehículo, etc.) y reducir el espacio. En la actualidad, las funciones de cada parte del vehículo se realizan a través de sus propios módulos independientes, tales como botones inteligentes, aire acondicionado, audio, panel de instrumentos, radar, monitoreo de presión de neumáticos, etc. Estos módulos son independientes entre sí y realizan su funciones propias. La integración de electrodomésticos de bajo voltaje no solo reduce en gran medida el costo de los electrodomésticos, sino que también reduce el costo de diagnóstico, producción, prueba, modificación y posventa del producto, optimiza el sistema del automóvil de pasajeros y es beneficioso para el peso ligero. de todo el vehículo. El EEE integrado también es la base para que los fabricantes de automóviles dominen su competitividad central.