Mengapa sebagian besar teknologi energi baru menggunakan baterai lithium, dan Toyota masih menggunakan baterai isi ulang nikel-metal hidrida?

Meskipun daftar kendaraan energi baru di China tidak termasuk banyak kendaraan hibrida non-plug-in, tidak dapat disangkal bahwa kendaraan hibrida tersebut tidak perlu mengubah kebiasaan pengguna, tetapi dapat membawa banyak penghematan bahan bakar dan kualitas berkendara. , Semakin populer di kalangan pengguna.

Bicara soal tenaga hybrid, selain Honda yang tergolong pendatang baru, di pasar domestik bisa diandalkan bahwa Toyota yang pertama kali membawa teknologi ini ke China. Toyota jelas mengambil keuntungan dari ini. Pada Januari 2019, penjualan Camry generasi kedelapan mencapai 19,720, di mana model hibrida menyumbang 21%. Model Leeling yang lebih murah dan ringkas terjual 26,681 unit di bulan Januari, dengan kendaraan hibrida menyumbang 20% ​​dari penjualan.

Namun, banyak konsumen masih memiliki pertanyaan tentang kendaraan hybrid. Mengapa Toyota secara membabi buta berfokus pada penggunaan baterai nikel-metal hidrida ketika sebagian besar kendaraan energi baru (seperti Tesla, NIO, BYD, dll.) sedang digunakan? Baterai lithium telah digunakan dalam penggunaan kebutuhan sehari-hari kita Saat ini, penggunaan baterai nikel-metal hidrida sudah usang. Apakah ini pabrik untuk mengurangi biaya produksi? Padahal, penggunaan baterai nikel-metal hidrida pada kendaraan hybrid memiliki keuntungan yang cukup besar, tidak hanya Toyota, tetapi juga hybrid dari banyak merek seperti Ford dan General Motors. Sebagian besar mobil listrik memilih baterai nikel-metal hidrida sebagai media penyimpanan energi listrik.

Tegangan yang kami gunakan setiap hari adalah 1.2V, yang merupakan baterai nikel-metal hidrida.

1.22. Ribuan baterai, utamakan keselamatan

Baterai Ni-MH telah menjadi pilihan pertama bagi banyak mobil karena keamanan dan keandalannya yang tak tertandingi. Di satu sisi, elektrolit baterai nikel-logam hidrida adalah larutan berair yang tidak mudah terbakar. Di sisi lain, kapasitas panas spesifik dan panas penguapan elektrolit baterai nikel-metal hidrida relatif tinggi, sedangkan kerapatan energinya relatif rendah, yang berarti bahwa bahkan dalam kasus korsleting, tusukan, dan kelainan ekstrem lainnya. kondisi, kenaikan suhu baterai tidak cukup untuk menyebabkan pembakaran. Akhirnya, sebagai produk baterai yang matang, baterai Ni-MH memiliki kesulitan kontrol kualitas yang rendah dan hasil yang tinggi.

Hingga akhir 2014, lebih dari 73% kendaraan hybrid dunia menggunakan baterai nikel-metal hidrida, total lebih dari 8 juta kendaraan. Kendaraan hibrida ini telah mengalami kecelakaan keamanan baterai yang serius selama penggunaannya. Sebagai perwakilan kendaraan hibrid komersial, Toyota Prius jelas tidak kehilangan masa pakai baterai karena prosedur pengisian dan pemakaiannya yang sangat baik setelah 10 tahun penggunaan. Oleh karena itu, baterai nikel-metal hidrida yang matang adalah baterai yang paling berharga untuk aplikasi komersial.

Baterai Prius tidak mengalami kecelakaan keselamatan yang serius. Paket baterai diisi secara artifisial oleh penguji asing.

Pengisian daya dangkal, umur panjang

Kedua, baterai Ni-MH memiliki kinerja pengisian dan pengosongan cepat yang baik. Misalnya, kapasitas baterai mobil Camry bermesin ganda generasi kedelapan terbaru ini hanya 6.5 ​​kWh, kurang dari setengah kapasitas kendaraan plug-in hybrid di atas 10 kWh. Baterai Ni-MH lebih menguntungkan daripada baterai lithium karena cara kerja sistem hybrid mengharuskan baterai diisi dan dikosongkan dengan cepat.

Meskipun kerapatan energi baterai Ni-MH hanya 60-80% dari baterai lithium (baterai lithium 100J/m), baterai Ni-MH memiliki persyaratan yang lebih rendah untuk perlindungan keselamatan dan kontrol suhu, dan mudah ditemukan di hybrid kecil. kendaraan. Posisi sendiri.

Di bawah strategi keluaran daya yang wajar, sistem tenaga khusus untuk kendaraan listrik hibrida hanya dapat menggunakan 10% dari kapasitas baterai selama mengemudi. Bahkan dalam kasus yang paling ekstrim, kapasitas maksimum baterai hanya bisa mencapai 40%. Dengan kata lain, sekitar 60% listrik tidak pernah digunakan. Strategi manajemen baterai ini disebut pengisian dangkal, yang dapat sangat memperpanjang umur baterai nikel-kromium, dan efek memorinya sangat ditingkatkan, dengan lebih dari 10,000 siklus pengisian-pengosongan.

Consumer Reports mensurvei lebih dari 36,000 pemilik Prius dan menyimpulkan bahwa mobil tersebut dapat diandalkan dan sangat murah untuk digunakan. Untuk tujuan ini, Consumer Reports melakukan kinerja penghematan bahan bakar yang sama pada Prius berusia 10 tahun dengan jarak tempuh 330,000 kilometer dan Prius berusia 10 tahun dengan jarak tempuh 3,200 kilometer. Dan pengujian kinerja. Hasilnya menunjukkan bahwa mobil lama dan baru yang telah digunakan selama 10 tahun dan telah menempuh jarak 330,000 kilometer mempertahankan tingkat konsumsi bahan bakar dan performa daya yang sama, menunjukkan bahwa baterai nikel-metal hidrida dan sistem tenaga hybrid masih dapat bekerja dengan normal. .

Sejak mempopulerkan kendaraan energi baru (listrik murni dan hibrida plug-in) di pasar domestik pada tahun 2015, kendaraan energi baru yang menggunakan baterai lithium memiliki masa pakai baterai yang berkurang setelah beberapa tahun penggunaan, dan dayanya berkurang secara signifikan pada tahun-tahun mendatang. lingkungan suhu rendah di musim dingin, menyebabkan banyak pemilik mobil Ada kecemasan ketahanan yang jelas saat digunakan. Hal ini disebabkan oleh karakteristik baterai lithium. Oleh karena itu, dalam 3-4 tahun kendaraan energi baru, tingkat garansi tertinggi hanya 45%, dibandingkan dengan kendaraan bahan bakar terendah hanya 60% (usia kendaraan yang sama), yang jauh lebih rendah.

3. Pembuatan baterai ramah lingkungan mobil ramah lingkungan

Meskipun baterai lithium tidak memiliki efek memori, siklus pengisian dan pengosongan umumnya hanya sekitar 600 kali. Dalam lingkungan yang kompleks dengan pengisian dan pengosongan arus yang cepat dan pengisian yang berlebihan dan pengosongan yang berlebihan, masa pakai baterai sangat berkurang. Selain itu, karena penggunaan larutan elektrolit organik, ketahanan baterai lithium meningkat pesat pada suhu rendah, dan kinerjanya sangat dilemahkan pada 0 °C, yang tidak dapat memenuhi persyaratan penggunaan normal pada -10 °C. Sebaliknya, karena penggunaan larutan elektrolit alkalin, suhu pengoperasian baterai nikel-logam hidrida bisa serendah -40 °C. Oleh karena itu, kekuatan dan ekonomi kendaraan hibrida tidak berubah secara signifikan di musim dingin.

Terakhir, baterai Ni-MH lebih ramah lingkungan karena tidak mengandung zat yang sangat beracun. Komponen penting baterai nikel-metal hidrida adalah nikel dan tanah jarang, yang memiliki nilai pemulihan (residu) yang tinggi dan kesulitan pemulihan yang rendah. Pada dasarnya semua dapat didaur ulang dan digunakan kembali untuk mewujudkan pembangunan material yang berkelanjutan. Dikenal sebagai baterai paling ramah lingkungan.

Di sisi lain, baterai lithium lebih sulit untuk didaur ulang. Aktivitas kimia baterai lithium itu sendiri membuat rute teknis daur ulangnya menjadi sangat rumit. Baterai harus diproses sebelumnya, termasuk pelepasan, pembongkaran, penghancuran dan penyortiran. Casing plastik dan logam yang dibongkar dapat didaur ulang, tetapi biayanya tinggi: tegangan sisa masih beberapa ratus volt (tidak termasuk) dan berbahaya; casing baterai aman, kemasannya dapat dibongkar sendiri, dan banyak upaya terbuka; selain itu, katoda baterai lithium Bahannya juga berbeda, dengan permintaan tinggi untuk larutan asam dan basa untuk pemulihan. Dengan teknologi saat ini, daur ulang baterai lithium adalah bisnis yang merugi.

Selain keunggulan di atas, baterai Ni-MH juga memiliki keunggulan karakteristik debit yang stabil, kurva debit yang halus, dan nilai kalor yang rendah. Oleh karena itu, sebelum terobosan besar dalam teknologi baterai, baterai Ni-MH dengan kepadatan energi yang relatif rendah ini masih merupakan mitra terbaik untuk kendaraan hibrida yang tidak memerlukan daya baterai tinggi. Papan PCB yang mengintegrasikan modul kontrol seperti instrumentasi, AC, audio, dan tombol pintar juga merupakan solusi terintegrasi. Penting untuk mengurangi berat, menghemat biaya (termasuk mengurangi suku cadang, mengurangi proses perakitan, mengurangi rangkaian kabel kendaraan, dll.), dan mengurangi ruang. Saat ini, fungsi masing-masing bagian kendaraan diwujudkan melalui modul independen mereka sendiri, seperti tombol pintar, AC, audio, panel instrumen, radar, pemantauan tekanan ban, dll. Modul-modul ini independen satu sama lain dan mewujudkan fungsi mereka masing-masing. fungsi sendiri. Integrasi peralatan listrik tegangan rendah tidak hanya sangat mengurangi biaya peralatan listrik, tetapi juga mengurangi biaya diagnosis produk, produksi, pengujian, modifikasi, dan purna jual, mengoptimalkan sistem mobil penumpang, dan bermanfaat bagi yang ringan. dari keseluruhan kendaraan. EEA terintegrasi juga menjadi dasar bagi para pembuat mobil untuk menguasai daya saing inti mereka.