Miks kasutab enamik uusi energiatehnoloogiaid liitiumakusid ja Toyota kasutab endiselt nikkel-metallhüdriidakusid?

Kuigi Hiina uute energiasõidukite nimekirjas pole palju pistikühenduseta hübriidsõidukeid, on vaieldamatu, et sellised hübriidsõidukid ei pea muutma kasutaja harjumusi, kuid võivad tuua palju kütusesäästu ja sõidukvaliteeti. , Üha populaarsemaks kasutajate seas.

Rääkides hübriidjõust, siis peale hilise tulija Honda on koduturul usaldusväärne, et Toyota tõi selle tehnoloogia esimesena Hiinasse. Toyota kasutab seda selgelt ära. 2019. aasta jaanuaris ulatus kaheksanda põlvkonna Camry müük 19,720 21-ni, millest hübriidmudelid moodustasid 26,681%. Odavam, kompaktne mudel Leeling müüs jaanuaris 20 XNUMX ühikut, hübriidsõidukid moodustasid XNUMX% müügist.

Paljudel tarbijatel on aga endiselt küsimusi hübriidsõidukite kohta. Miks keskendub Toyota pimesi nikkel-metallhüdriidakude kasutamisele, kui enamik uusi energiasõidukeid (nt Tesla, NIO, BYD jne) on kasutusel? Liitiumpatareisid on kasutatud meie igapäevaste tarbekaupade kasutamisel Tänapäeval on nikkel-metallhüdriidakude kasutamine aegunud. Kas see on tehas tootmiskulude vähendamiseks? Tegelikult on nikkel-metallhüdriidakude kasutamisel hübriidsõidukites märkimisväärsed eelised, mitte ainult Toyota, vaid ka paljude kaubamärkide, nagu Ford ja General Motors, hübriididel. Enamik jõuautosid valib elektrienergia salvestusmeediumiks nikkel-metallhüdriidakud.

Meie igapäevaselt kasutatav pinge on 1.2 V, mis on nikkel-metallhüdriidaku.

1.22. Tuhanded patareid, ohutus ennekõike

Ni-MH akust on saanud paljude autode esimene valik tänu oma võrratule ohutusele ja töökindlusele. Ühest küljest on nikkel-metallhüdriidpatareide elektrolüüt mittesüttiv vesilahus. Teisest küljest on nikkel-metallhüdriidpatarei elektrolüüdi erisoojusmaht ja aurustumissoojus suhteliselt kõrge, samas kui energiatihedus on suhteliselt madal, mis tähendab, et isegi lühise, torke ja muude äärmuslike kõrvalekallete korral. tingimustes, ei piisa aku temperatuuri tõusust põlemise tekitamiseks. Lõpuks, küpse akutootena on Ni-MH aku kvaliteedikontrolli raskused madalad ja tootlikkus kõrge.

2014. aasta lõpu seisuga kasutab enam kui 73% maailma hübriidsõidukitest nikkel-metallhüdriidakusid, kokku üle 8 miljoni sõiduki. Nende hübriidsõidukitega on nende kasutamise ajal juhtunud tõsiseid akuohutusega seotud õnnetusi. Kaubanduslike hübriidsõidukite esindajana ei ole Toyota Priusel pärast 10-aastast kasutamist silmanähtavat aku tööea kaotust tänu suurepärastele laadimis- ja tühjendusprotseduuridele. Seetõttu on küpsed nikkel-metallhüdriidpatareid kommertsrakenduste jaoks kõige väärtuslikumad akud.

Priuse akupaketiga tõsiseid ohutusõnnetusi ei juhtunud. Akupaki laadisid kunstlikult välismaised testijad.

Madal laadimine, pikk kasutusiga

Teiseks on Ni-MH akudel hea kiire laadimise ja tühjenemise jõudlus. Näiteks uusima kaheksanda põlvkonna Camry kahemootorilise auto aku mahutavus on vaid 6.5 kWh, mis on vähem kui pool üle 10 kWh pistikühendusega hübriidsõidukite mahutavusest. Ni-MH akud on liitiumakudest soodsamad, kuna hübriidsüsteemi töömeetod nõuab akude kiiret laadimist ja tühjendamist.

Kuigi Ni-MH akude energiatihedus on vaid 60-80% liitiumakude omast (100J/m liitiumakud), on Ni-MH akudel madalamad nõuded ohutuskaitse ja temperatuuri reguleerimise osas ning neid on lihtne leida väikestest hübriidakudest. sõidukid. Oma positsioon.

Mõistliku väljundvõimsuse strateegia korral suudab hübriidelektrisõidukite spetsiaalne toitesüsteem sõidu ajal kasutada vaid 10% aku mahust. Isegi kõige ekstreemsematel juhtudel võib aku maksimaalne võimsus ulatuda vaid 40% -ni. Ehk siis umbes 60% elektrist pole kordagi kasutatud. Seda akuhaldusstrateegiat nimetatakse madalaks laadimiseks, mis võib nikkel-kroomakude eluiga oluliselt pikendada ja selle mäluefekt paraneb oluliselt enam kui 10,000 XNUMX laadimis- ja tühjenemistsükliga.

Consumer Reports küsitles enam kui 36,000 10 Priuse omanikku ja jõudis järeldusele, et auto on töökindel ja väga odav kasutada. Selleks tegi Consumer Reports sama kütusesäästu näitajad 330,000-aastasel Priusel, mille läbisõit oli 10 3,200 kilomeetrit, ja 10-aastasel Priusel, mille läbisõit oli 330,000 kilomeetrit. Ja jõudluse testimine. Tulemused näitavad, et XNUMX aastat kasutatud ja XNUMX XNUMX kilomeetrit läbinud vanad ja uued autod on säilitanud sama kütusekulu ja võimsuse, mis näitab, et nikkel-metallhüdriidaku ja hübriidjõusüsteem võivad endiselt normaalselt töötada. .

Alates 2015. aasta uute energiasõidukite (puhtalt elektri- ja pistikhübriid) populariseerimisest siseturul on liitiumakusid kasutavatel uutel energiasõidukitel pärast teatud kasutusaastat lühem aku tööiga ning nende võimsus väheneb oluliselt talvel madala temperatuuriga keskkond, mis põhjustab paljusid autoomanikke Kasutamise ajal on ilmne vastupidavusärevus. Selle põhjuseks on liitiumakude omadused. Seetõttu on uute energiasõidukite 3–4 aasta jooksul kõrgeim garantiimäär vaid 45%, võrreldes madalaima kütusekuluga sõidukiga, mille garantii on vaid 60% (sama sõiduki vanus), mis on palju madalam.

3. Keskkonnasõbralik aku tootmine keskkonnasõbralikke autosid

Kuigi liitiumakul pole mäluefekti, on laadimis- ja tühjendustsükkel üldiselt vaid umbes 600 korda. Suure voolu kiire laadimise ja tühjenemise ning ülelaadimise ja tühjenemise keerulises keskkonnas väheneb aku eluiga oluliselt. Lisaks suureneb orgaaniliste elektrolüütide lahuste kasutamise tõttu liitiumaku vastupidavus kiiresti madalatel temperatuuridel ja selle jõudlus nõrgeneb oluliselt temperatuuril 0 °C, mis ei vasta tavakasutuse nõuetele -10 °C juures. Seevastu leeliseliste elektrolüütide lahuste kasutamise tõttu võib nikkelmetallhüdriidpatareide töötemperatuur olla kuni -40°C. Seetõttu ei muutu talvel hübriidsõidukite võimsus ja ökonoomsus oluliselt.

Lõpuks on Ni-MH akud keskkonnasõbralikumad, kuna need ei sisalda väga mürgiseid aineid. Nikkelmetallhüdriidpatareide olulised komponendid on nikkel ja haruldased muldmetallid, millel on kõrge taastumisväärtus (jääkväärtus) ja madal taastamisraskus. Põhimõtteliselt saab kõike ringlusse võtta ja taaskasutada, et tagada materjalide säästev areng. Tuntud kui kõige keskkonnasõbralikum aku.

Teisest küljest on liitiumakusid raskem taaskasutada. Liitiumaku enda keemiline aktiivsus muudab selle taaskasutamise tehnilise tee väga keeruliseks. Akut tuleb eelnevalt töödelda, sealhulgas tühjendada, lahti võtta, purustada ja sorteerida. Lahtivõetud plastikust ja metallist korpust saab taaskasutada, kuid selle maksumus on kõrge: jääkpinge on endiselt mitusada volti (ei kuulu komplekti) ja ohtlik; aku korpus on ohutu, pakend on iselahtitav ja märkimisväärne pingutus on avatud; lisaks liitiumaku katood Materjalid on samuti erinevad, taaskasutamiseks on suur nõudlus happe- ja leelislahuste järele. Praeguse tehnoloogiaga on liitiumakude ringlussevõtt kahjumlik äri.

Lisaks ülaltoodud eelistele on Ni-MH akudel ka stabiilsed tühjenemisomadused, sujuvad tühjenemiskõverad ja madal kütteväärtus. Seetõttu on see suhteliselt madala energiatihedusega Ni-MH aku enne suurt läbimurret akutehnoloogias endiselt parim partner hübriidsõidukitele, mis ei vaja suurt akuvõimsust. Integreeritud lahendus on ka PCB-plaat, mis ühendab juhtmooduleid, nagu mõõteriistad, kliimaseade, heli ja nutikad nupud. Oluline on vähendada kaalu, säästa kulusid (sh osade vähendamine, montaažiprotsesside vähendamine, sõidukite juhtmestiku vähendamine jne) ja ruumi vähendamine. Praegu realiseeritakse sõiduki iga osa funktsioone oma sõltumatute moodulite kaudu, nagu nutikad nupud, kliimaseade, heli, näidikupaneel, radar, rehvirõhu jälgimine jne. Need moodulid on üksteisest sõltumatud ja realiseerivad oma enda funktsioonid. Madalpingeliste elektriseadmete integreerimine mitte ainult ei vähenda oluliselt elektriseadmete maksumust, vaid vähendab ka toote diagnoosimise, tootmise, testimise, muutmise ja müügijärgseid kulusid, optimeerib sõiduautode süsteemi ja on kasulik kergetele sõidukitele. kogu sõidukist. Integreeritud EMP on ka alus, mille abil saavad autotootjad oma konkurentsivõimet omandada.