Waarom gebruiken de meeste nieuwe energietechnologieën lithiumbatterijen en gebruikt Toyota nog steeds oplaadbare nikkel-metaalhydridebatterijen?

Hoewel de lijst van nieuwe energievoertuigen in China niet veel niet-plug-in hybride voertuigen bevat, valt niet te ontkennen dat dergelijke hybride voertuigen de gewoonten van de gebruiker niet hoeven te veranderen, maar veel brandstofverbruik en rijkwaliteit kunnen opleveren. , Steeds populairder bij gebruikers.

Over hybride vermogen gesproken, behalve Honda, een laatkomer, is het op de binnenlandse markt betrouwbaar dat Toyota deze technologie als eerste naar China heeft gebracht. Toyota maakt hier duidelijk gebruik van. In januari 2019 bereikte de verkoop van de achtste generatie Camry 19,720, waarvan 21% hybride modellen. Het goedkopere, compacte model Leling verkocht in januari 26,681 eenheden, waarbij hybride voertuigen 20% van de omzet voor hun rekening namen.

Veel consumenten hebben echter nog steeds vragen over hybride voertuigen. Waarom focust Toyota blindelings op het gebruik van nikkel-metaalhydridebatterijen terwijl de meeste nieuwe energievoertuigen (zoals Tesla, NIO, BYD, enz.) in gebruik zijn? Lithiumbatterijen zijn gebruikt voor het gebruik van onze dagelijkse benodigdheden. Tegenwoordig is het gebruik van nikkel-metaalhydridebatterijen achterhaald. Is dit de fabriek om de productiekosten te verlagen? Het gebruik van nikkel-metaalhydridebatterijen in hybride voertuigen heeft aanzienlijke voordelen, niet alleen Toyota, maar ook hybrides van vele merken zoals Ford en General Motors. De meeste motorwagens kiezen nikkel-metaalhydridebatterijen als opslagmedium voor elektrische energie.

De spanning die we dagelijks gebruiken is 1.2V, wat een nikkel-metaalhydridebatterij is.

1.22. Duizenden batterijen, veiligheid voorop

Ni-MH-batterijen zijn voor veel auto’s de eerste keuze geworden vanwege de ongeëvenaarde veiligheid en betrouwbaarheid. Enerzijds is het elektrolyt van nikkel-metaalhydridebatterijen een niet-ontvlambare waterige oplossing. Aan de andere kant zijn de specifieke warmtecapaciteit en verdampingswarmte van de nikkel-metaalhydridebatterij-elektrolyt relatief hoog, terwijl de energiedichtheid relatief laag is, wat betekent dat zelfs in het geval van kortsluiting, punctie en andere extreme abnormale omstandigheden is de temperatuurstijging van de batterij niet voldoende om verbranding te veroorzaken. Ten slotte, als een volwassen batterijproduct, heeft de Ni-MH-batterij een lage kwaliteitscontrole en een hoog rendement.

Eind 2014 gebruikt meer dan 73% van ‘s werelds hybride voertuigen nikkel-metaalhydride-batterijen, in totaal meer dan 8 miljoen voertuigen. Deze hybride voertuigen hebben tijdens hun gebruik ernstige veiligheidsongevallen met batterijen gehad. Als vertegenwoordiger van commerciële hybride voertuigen heeft de Toyota Prius geen duidelijk verlies van levensduur van de batterij dankzij de uitstekende oplaad- en ontlaadprocedures na 10 jaar gebruik. Daarom zijn volwassen nikkel-metaalhydridebatterijen de meest waardevolle batterijen voor commerciële toepassingen.

Het batterijpakket van de Prius heeft geen ernstige veiligheidsongevallen gehad. Het batterijpakket werd kunstmatig opgeladen door buitenlandse testers.

Ondiep opladen, lange levensduur

Ten tweede hebben Ni-MH-batterijen goede prestaties voor snel opladen en ontladen. Zo is de batterijcapaciteit van de nieuwste achtste generatie Camry tweemotorige auto slechts 6.5 kWh, wat minder is dan de helft van de capaciteit van plug-in hybride voertuigen boven de 10 kWh. Ni-MH-batterijen zijn voordeliger dan lithiumbatterijen omdat de werkwijze van het hybride systeem vereist dat batterijen snel worden opgeladen en ontladen.

Hoewel de energiedichtheid van Ni-MH-batterijen slechts 60-80% is van die van lithiumbatterijen (100 J/m lithiumbatterijen), stellen Ni-MH-batterijen lagere eisen aan veiligheidsbescherming en temperatuurregeling en zijn ze gemakkelijk te vinden in kleine hybride voertuigen. Eigen positie.

Bij een redelijke vermogensstrategie kan het speciale voedingssysteem voor hybride elektrische voertuigen tijdens het rijden slechts 10% van de batterijcapaciteit gebruiken. Zelfs in de meest extreme gevallen kan de maximale capaciteit van de batterij maar 40% bedragen. Met andere woorden, ongeveer 60% van de elektriciteit is nooit gebruikt. Deze strategie voor batterijbeheer wordt ondiep opladen genoemd, wat de levensduur van nikkel-chroombatterijen aanzienlijk kan verlengen, en het geheugeneffect is aanzienlijk verbeterd, met meer dan 10,000 laad-ontlaadcycli.

Consumer Reports ondervroeg meer dan 36,000 Prius-bezitters en kwam tot de conclusie dat de auto betrouwbaar en zeer goedkoop in gebruik is. Daartoe voerde Consumer Reports dezelfde brandstofverbruiksprestaties uit op een 10-jarige Prius met een kilometerstand van 330,000 kilometer en een 10-jarige Prius met een kilometerstand van 3,200 kilometer. En prestatietesten. De resultaten laten zien dat de oude en nieuwe auto’s die 10 jaar zijn gebruikt en 330,000 kilometer hebben gereden, hetzelfde niveau van brandstofverbruik en vermogensprestaties hebben behouden, wat aangeeft dat het nikkel-metaalhydride-batterijpakket en het hybride voedingssysteem nog steeds normaal kunnen werken .

Sinds de popularisering van nieuwe energievoertuigen (puur elektrisch en plug-in hybride) op de binnenlandse markt in 2015, hebben nieuwe energievoertuigen die lithiumbatterijen gebruiken een kortere levensduur van de batterij na een bepaald aantal jaren gebruik, en hun vermogen is aanzienlijk verminderd in omgevingen met lage temperaturen in de winter, waardoor veel autobezitters Er is duidelijk uithoudingsvermogen tijdens het gebruik. Dit wordt veroorzaakt door de eigenschappen van lithiumbatterijen. Daarom is in de 3-4 jaar van nieuwe energievoertuigen het hoogste garantiepercentage slechts 45%, vergeleken met het voertuig met het laagste brandstofverbruik met slechts 60% (dezelfde leeftijd van het voertuig), wat veel lager is.

3. Milieuvriendelijke batterij die milieuvriendelijke auto’s maakt

Hoewel de lithiumbatterij geen geheugeneffect heeft, is de laad- en ontlaadcyclus over het algemeen slechts ongeveer 600 keer. In de complexe omgeving van snel opladen en ontladen met hoge stroom en overladen en overontlading, wordt de levensduur van de batterij aanzienlijk verkort. Bovendien neemt door het gebruik van organische elektrolytoplossingen de weerstand van de lithiumbatterij snel toe bij lage temperaturen en worden de prestaties sterk verminderd bij 0 ° C, wat niet kan voldoen aan de vereisten van normaal gebruik bij -10 ° C. Daarentegen kan, door het gebruik van alkalische elektrolytoplossingen, de bedrijfstemperatuur van nikkel-metaalhydridebatterijen zo laag zijn als -40°C. Daarom veranderen het vermogen en de zuinigheid van hybride voertuigen niet significant in de winter.

Ten slotte zijn Ni-MH-batterijen milieuvriendelijker omdat ze geen zeer giftige stoffen bevatten. De belangrijkste componenten van nikkel-metaalhydridebatterijen zijn nikkel en zeldzame aardmetalen, die een hoge terugwinningswaarde (restwaarde) en lage terugwinningsmoeilijkheden hebben. In principe kan alles worden gerecycled en hergebruikt om de duurzame ontwikkeling van materialen te realiseren. Bekend als de meest milieuvriendelijke batterij.

Aan de andere kant zijn lithiumbatterijen moeilijker te recyclen. De chemische activiteit van de lithiumbatterij zelf maakt de technische route van de recycling ervan erg ingewikkeld. De batterij moet worden voorbewerkt, inclusief ontladen, demonteren, pletten en sorteren. De gedemonteerde plastic en metalen behuizing kan worden gerecycled, maar de kosten zijn hoog: de restspanning is nog steeds enkele honderden volt (niet inbegrepen) en gevaarlijk; de batterijbehuizing is veilig, de verpakking is zelf-demontage en er is een aanzienlijke inspanning open; daarnaast de kathode van de lithiumbatterij. De materialen zijn ook verschillend, met een grote vraag naar zure en alkalische oplossingen voor terugwinning. Met de huidige technologie is het recyclen van lithiumbatterijen een verliesgevende onderneming.

Naast de bovengenoemde voordelen hebben Ni-MH-batterijen ook de voordelen van stabiele ontlaadkarakteristieken, soepele ontlaadcurven en een lage calorische waarde. Daarom is deze Ni-MH-batterij met een relatief lage energiedichtheid, vóór een grote doorbraak in batterijtechnologie, nog steeds de beste partner voor hybride voertuigen die geen hoog batterijvermogen nodig hebben. De printplaat die regelmodules zoals instrumentatie, airconditioning, audio en slimme knoppen integreert, is ook een geïntegreerde oplossing. Het is belangrijk om gewicht te besparen, kosten te besparen (oa het verminderen van onderdelen, het verminderen van assemblageprocessen, het verminderen van voertuigkabelbomen, enz.) en het verminderen van ruimte. Momenteel worden de functies van elk onderdeel van het voertuig gerealiseerd via hun eigen onafhankelijke modules, zoals slimme knoppen, airconditioning, audio, instrumentenpaneel, radar, bandenspanningscontrole, enz. Deze modules zijn onafhankelijk van elkaar en realiseren hun eigen functies. De integratie van laagspannings-elektrische apparaten verlaagt niet alleen de kosten van elektrische apparaten aanzienlijk, maar verlaagt ook de kosten van productdiagnose, productie, testen, modificatie en aftersales, optimaliseert het personenautosysteem en is gunstig voor de lichtgewicht van het gehele voertuig. De geïntegreerde EER is ook de basis voor autofabrikanten om hun belangrijkste concurrentievermogen onder de knie te krijgen.