site logo

Dlaczego większość nowych technologii energetycznych wykorzystuje baterie litowe, a Toyota nadal używa akumulatorów niklowo-wodorkowych?

Chociaż lista nowych pojazdów energetycznych w Chinach nie obejmuje wielu pojazdów hybrydowych bez wtyczki, nie można zaprzeczyć, że takie pojazdy hybrydowe nie muszą zmieniać przyzwyczajeń użytkownika, ale mogą przynieść dużo oszczędności paliwa i jakość jazdy. , Coraz bardziej popularne wśród użytkowników.

Mówiąc o napędzie hybrydowym, poza Hondą, która jest spóźniona, na rodzimym rynku jest pewne, że Toyota jako pierwsza wprowadziła tę technologię do Chin. Toyota wyraźnie to wykorzystuje. W styczniu 2019 r. sprzedaż Camry ósmej generacji wyniosła 19,720 21, z czego modele hybrydowe stanowiły 26,681%. Tańszy, kompaktowy model Leeling sprzedał w styczniu 20 XNUMX sztuk, a pojazdy hybrydowe stanowiły XNUMX% sprzedaży.

Jednak wielu konsumentów wciąż ma pytania dotyczące pojazdów hybrydowych. Dlaczego Toyota ślepo skupia się na stosowaniu akumulatorów niklowo-metalowo-wodorkowych, gdy większość nowych pojazdów energetycznych (takich jak Tesla, NIO, BYD itp.) jest w użyciu? Baterie litowe były używane w codziennych potrzebach Obecnie stosowanie baterii niklowo-metalowo-wodorkowych jest przestarzałe. Czy to jest fabryka, aby obniżyć koszty produkcji? W rzeczywistości zastosowanie akumulatorów niklowo-metalowo-wodorkowych w pojazdach hybrydowych ma spore zalety, nie tylko Toyoty, ale także hybryd wielu marek, takich jak Ford i General Motors. Większość samochodów elektrycznych wybiera akumulatory niklowo-wodorkowe jako nośnik energii elektrycznej.

Napięcie, którego używamy na co dzień, wynosi 1.2 V, co jest akumulatorem niklowo-metalowo-wodorkowym.

1.22. Tysiące baterii, bezpieczeństwo przede wszystkim

Akumulator Ni-MH stał się pierwszym wyborem dla wielu samochodów ze względu na jego niezrównane bezpieczeństwo i niezawodność. Z jednej strony elektrolit akumulatorów niklowo-metalowo-wodorkowych jest niepalnym roztworem wodnym. Z drugiej strony, ciepło właściwe i ciepło parowania elektrolitu akumulatora niklowo-metalowo-wodorkowego są stosunkowo wysokie, a gęstość energii stosunkowo niska, co oznacza, że ​​nawet w przypadku zwarcia, przebicia i innych ekstremalnych nienormalnych warunkach, wzrost temperatury akumulatora nie wystarcza, aby spowodować spalanie. Wreszcie, jako dojrzały produkt akumulatorowy, akumulator Ni-MH ma niską trudność w kontroli jakości i wysoką wydajność.

Na koniec 2014 r. ponad 73% pojazdów hybrydowych na świecie korzysta z akumulatorów niklowo-metalowo-wodorkowych, co daje łącznie ponad 8 milionów pojazdów. Podczas użytkowania tych pojazdów hybrydowych doszło do poważnych wypadków związanych z bezpieczeństwem akumulatorów. Jako przedstawiciel komercyjnych pojazdów hybrydowych, Toyota Prius nie ma oczywistej utraty żywotności akumulatora ze względu na doskonałe procedury ładowania i rozładowywania po 10 latach użytkowania. Dlatego dojrzałe akumulatory niklowo-metalowo-wodorkowe są najcenniejszymi akumulatorami do zastosowań komercyjnych.

Akumulator Priusa nie miał żadnych poważnych wypadków związanych z bezpieczeństwem. Akumulator został sztucznie doładowany przez zagranicznych testerów.

Płytkie ładowanie, długa żywotność

Po drugie, akumulatory Ni-MH mają dobrą wydajność szybkiego ładowania i rozładowywania. Na przykład pojemność akumulatora najnowszego dwusilnikowego samochodu Camry ósmej generacji wynosi tylko 6.5 kWh, co stanowi mniej niż połowę pojemności pojazdów hybrydowych typu plug-in powyżej 10 kWh. Akumulatory Ni-MH są korzystniejsze niż akumulatory litowe, ponieważ metoda pracy systemu hybrydowego wymaga szybkiego ładowania i rozładowywania akumulatorów.

Chociaż gęstość energii akumulatorów Ni-MH wynosi tylko 60-80% gęstości akumulatorów litowych (baterie litowe 100J/m), akumulatory Ni-MH mają niższe wymagania w zakresie ochrony bezpieczeństwa i kontroli temperatury i są łatwe do znalezienia w małej hybrydzie pojazdy. Własna pozycja.

Zgodnie z rozsądną strategią mocy wyjściowej specjalny system zasilania dla pojazdów hybrydowych z napędem elektrycznym może podczas jazdy zużywać tylko 10% pojemności akumulatora. Nawet w najbardziej ekstremalnych przypadkach maksymalna pojemność akumulatora może osiągnąć tylko 40%. Innymi słowy, około 60% energii elektrycznej nigdy nie zostało wykorzystane. Ta strategia zarządzania akumulatorem nazywa się ładowaniem płytkim, które może znacznie wydłużyć żywotność akumulatorów niklowo-chromowych, a efekt pamięci jest znacznie poprawiony, z ponad 10,000 XNUMX cykli ładowania i rozładowania.

Consumer Reports przebadało ponad 36,000 10 właścicieli Priusa i stwierdziło, że samochód jest niezawodny i bardzo tani w użytkowaniu. W tym celu Consumer Reports przeprowadził takie same wyniki w zakresie oszczędności paliwa na 330,000-letnim Priusie z przebiegiem 10 3,200 kilometrów i 10-letnim Priusie z przebiegiem 330,000 kilometrów. I testowanie wydajności. Wyniki pokazują, że stare i nowe samochody, które były używane przez XNUMX lat i przejechały XNUMX XNUMX kilometrów, utrzymały ten sam poziom zużycia paliwa i wydajności energetycznej, co wskazuje, że zestaw akumulatorów niklowo-metalowo-wodorkowych i hybrydowy system zasilania mogą nadal działać normalnie. .

Od czasu spopularyzowania na krajowym rynku nowych pojazdów energetycznych (czysto elektrycznych i hybrydowych typu plug-in) w 2015 roku, nowe pojazdy energetyczne wykorzystujące baterie litowe mają skróconą żywotność baterii po określonej liczbie lat użytkowania, a ich moc jest znacznie zmniejszona w środowiska o niskiej temperaturze w zimie, powodujące wielu właścicieli samochodów. Jest to spowodowane właściwościami baterii litowych. Dlatego w ciągu 3-4 lat nowych pojazdów energetycznych najwyższa stawka gwarancji wynosi tylko 45%, w porównaniu z pojazdem o najniższym paliwie tylko 60% (ten sam wiek pojazdu), co jest znacznie niższe.

3. Przyjazna dla środowiska produkcja baterii przyjazne dla środowiska samochody

Chociaż bateria litowa nie ma efektu pamięci, cykl ładowania i rozładowania jest zwykle tylko około 600 razy. W złożonym środowisku wysokiego prądu szybkiego ładowania i rozładowania oraz przeładowania i nadmiernego rozładowania żywotność baterii jest znacznie skrócona. Ponadto, dzięki zastosowaniu organicznych roztworów elektrolitów, rezystancja baterii litowej gwałtownie wzrasta w niskich temperaturach, a jej wydajność jest znacznie osłabiona w temperaturze 0°C, co nie spełnia wymagań normalnego użytkowania w temperaturze -10°C. W przeciwieństwie do tego, ze względu na zastosowanie alkalicznych roztworów elektrolitów, temperatura pracy akumulatorów niklowo-metalowo-wodorkowych może wynosić nawet -40°C. Dlatego moc i ekonomia pojazdów hybrydowych nie zmieniają się znacząco zimą.

Wreszcie akumulatory Ni-MH są bardziej przyjazne dla środowiska, ponieważ nie zawierają silnie toksycznych substancji. Ważnymi składnikami akumulatorów niklowo-metalowo-wodorkowych są nikiel i pierwiastki ziem rzadkich, które mają wysoką wartość odzysku (wartość rezydualną) i niską trudność odzyskiwania. Zasadniczo wszystkie można poddać recyklingowi i ponownie wykorzystać do realizacji zrównoważonego rozwoju materiałów. Znany jako najbardziej przyjazny dla środowiska akumulator.

Z drugiej strony baterie litowe są trudniejsze do recyklingu. Aktywność chemiczna samej baterii litowej bardzo komplikuje techniczną drogę jej recyklingu. Akumulator musi być wstępnie przetworzony, w tym rozładowanie, demontaż, kruszenie i sortowanie. Zdemontowaną plastikową i metalową obudowę można poddać recyklingowi, ale koszt jest wysoki: napięcie szczątkowe wciąż wynosi kilkaset woltów (brak w zestawie) i jest niebezpieczne; obudowa akumulatora jest bezpieczna, opakowanie samodemontażowe, duży wysiłek otwarty; ponadto katoda baterii litowej Materiały są również inne, z dużym zapotrzebowaniem na roztwory kwasowe i zasadowe do odzysku. Przy obecnej technologii recykling baterii litowych jest biznesem przynoszącym straty.

Oprócz powyższych zalet akumulatory Ni-MH mają również zalety stabilnej charakterystyki rozładowania, płynnych krzywych rozładowania i niskiej wartości opałowej. Dlatego przed wielkim przełomem w technologii akumulatorów, ten akumulator Ni-MH o stosunkowo niskiej gęstości energii jest nadal najlepszym partnerem dla pojazdów hybrydowych, które nie wymagają dużej mocy akumulatora. Zintegrowanym rozwiązaniem jest również płytka PCB integrująca moduły sterujące, takie jak oprzyrządowanie, klimatyzacja, dźwięk i inteligentne przyciski. Ważna jest redukcja wagi, oszczędność kosztów (w tym redukcja części, redukcja procesów montażowych, redukcja wiązek przewodów pojazdu itp.) oraz zmniejszenie przestrzeni. Obecnie funkcje każdej części pojazdu są realizowane poprzez własne niezależne moduły, takie jak inteligentne przyciski, klimatyzacja, audio, tablica rozdzielcza, radar, monitorowanie ciśnienia w oponach itp. Moduły te są od siebie niezależne i realizują swoje własne funkcje. Integracja urządzeń elektrycznych niskiego napięcia nie tylko znacznie obniża koszty urządzeń elektrycznych, ale także zmniejsza koszty diagnozy produktu, produkcji, testowania, modyfikacji i obsługi posprzedażnej, optymalizuje system samochodu osobowego i jest korzystna dla lekkich całego pojazdu. Zintegrowana EOG jest również podstawą dla producentów samochodów do opanowania ich podstawowej konkurencyjności.