site logo

De ce majoritatea noilor tehnologii energetice folosesc baterii cu litiu, iar Toyota încă folosește baterii reîncărcabile cu hidrură de metal nichel?

Deși lista de vehicule cu energie nouă din China nu include multe vehicule hibride non-plug-in, este incontestabil că astfel de vehicule hibride nu trebuie să schimbe obiceiurile utilizatorului, dar pot aduce multă economie de combustibil și calitate a condusului. , Din ce în ce mai popular printre utilizatori.

Apropo de putere hibridă, în afară de Honda, întârziată, este de încredere pe piața internă că Toyota a fost prima care a adus această tehnologie în China. Toyota profită în mod clar de acest lucru. În ianuarie 2019, vânzările Camry din a opta generație au ajuns la 19,720, dintre care modelele hibride reprezentau 21%. Modelul mai ieftin și compact Leeling a vândut 26,681 de unități în ianuarie, vehiculele hibride reprezentând 20% din vânzări.

Cu toate acestea, mulți consumatori au încă întrebări despre vehiculele hibride. De ce Toyota se concentrează orbește pe utilizarea bateriilor nichel-hidrură metalică atunci când majoritatea vehiculelor cu energie noi (cum ar fi Tesla, NIO, BYD etc.) sunt în uz? Bateriile cu litiu au fost folosite în utilizarea nevoilor noastre zilnice. În prezent, utilizarea bateriilor cu nichel-hidrură metalică este învechită. Este aceasta fabrica pentru a reduce costurile de producție? De fapt, utilizarea bateriilor nichel-hidrură metalică în vehiculele hibride are avantaje considerabile, nu numai Toyota, ci și hibrizii multor mărci precum Ford și General Motors. Majoritatea mașinilor de putere aleg bateriile nichel-hidrură metalică ca mediu de stocare a energiei electrice.

Tensiunea pe care o folosim zilnic este de 1.2 V, care este o baterie nichel-hidrură metalică.

1.22. Mii de baterii, siguranța pe primul loc

Bateria Ni-MH a devenit prima alegere pentru multe mașini datorită siguranței și fiabilității sale de neegalat. Pe de o parte, electrolitul bateriilor nichel-hidrură metalică este o soluție apoasă neinflamabilă. Pe de altă parte, capacitatea termică specifică și căldura de evaporare a electrolitului bateriei nichel-hidrură metalică sunt relativ mari, în timp ce densitatea energiei este relativ scăzută, ceea ce înseamnă că chiar și în cazul scurtcircuitului, puncției și alte anormale extreme. condiții, creșterea temperaturii bateriei nu este suficientă pentru a provoca arderea. În cele din urmă, ca produs de baterii matur, bateria Ni-MH are dificultate scăzută de control al calității și randament ridicat.

La sfârșitul anului 2014, peste 73% dintre vehiculele hibride din lume folosesc baterii nichel-hidrură metalică, un total de peste 8 milioane de vehicule. Aceste vehicule hibride au avut accidente grave de siguranță a bateriei în timpul utilizării lor. În calitate de reprezentant al vehiculelor hibride comerciale, Toyota Prius nu are o pierdere evidentă a duratei de viață a bateriei datorită procedurilor sale excelente de încărcare și descărcare după 10 ani de utilizare. Prin urmare, bateriile mature nichel-hidrură metalică sunt cele mai valoroase baterii pentru aplicații comerciale.

Acumulatorul Prius nu a avut accidente grave de siguranță. Acumulatorul a fost încărcat artificial de testeri străini.

Încărcare superficială, viață lungă

În al doilea rând, bateriile Ni-MH au performanțe bune de încărcare și descărcare rapidă. De exemplu, capacitatea bateriei celei mai recente mașini Camry cu două motoare din a opta generație este de numai 6.5 kWh, ceea ce reprezintă mai puțin de jumătate din capacitatea vehiculelor hibride plug-in de peste 10 kWh. Bateriile Ni-MH sunt mai avantajoase decât bateriile cu litiu deoarece metoda de lucru a sistemului hibrid necesită încărcarea și descărcarea rapidă a bateriilor.

Deși densitatea de energie a bateriilor Ni-MH este de doar 60-80% din cea a bateriilor cu litiu (bateriile cu litiu de 100J/m), bateriile Ni-MH au cerințe mai scăzute pentru protecție de siguranță și controlul temperaturii și sunt ușor de găsit la hibridul mic. vehicule. Poziție proprie.

Conform unei strategii rezonabile de putere de ieșire, sistemul special de alimentare pentru vehiculele electrice hibride poate folosi doar 10% din capacitatea bateriei în timpul conducerii. Chiar și în cele mai extreme cazuri, capacitatea maximă a bateriei poate ajunge doar la 40%. Cu alte cuvinte, aproximativ 60% din energie electrică nu a fost niciodată folosită. Această strategie de gestionare a bateriilor se numește încărcare superficială, care poate prelungi foarte mult durata de viață a bateriilor cu nichel-crom, iar efectul său de memorie este mult îmbunătățit, cu mai mult de 10,000 de cicluri de încărcare-descărcare.

Consumer Reports a chestionat peste 36,000 de proprietari de Prius și a concluzionat că mașina este fiabilă și foarte ieftină de utilizat. În acest scop, Consumer Reports a efectuat aceeași performanță în economie de combustibil la un Prius de 10 ani, cu un kilometraj de 330,000 de kilometri și un Prius de 10 ani, cu un kilometraj de 3,200 de kilometri. Și testarea performanței. Rezultatele arată că mașinile vechi și noi care au fost folosite timp de 10 ani și au parcurs 330,000 de kilometri și-au menținut același nivel de consum de combustibil și performanță energetică, indicând faptul că acumulatorul nichel-hidrură metalică și sistemul de alimentare hibrid pot funcționa în continuare normal. .

De la popularizarea vehiculelor cu energie noi (pur electric și hibrid plug-in) pe piața internă în 2015, vehiculele cu energie noi care utilizează baterii cu litiu au o durată de viață redusă a bateriei după un anumit număr de ani de utilizare, iar puterea lor este redusă semnificativ în Medii cu temperatură scăzută în timpul iernii, provocând mulți proprietari de mașini. Există o anxietate evidentă de rezistență în timpul utilizării. Acest lucru este cauzat de caracteristicile bateriilor cu litiu. Prin urmare, în cei 3-4 ani de vehicule cu energie nouă, cea mai mare rată de garanție este de doar 45%, comparativ cu vehiculul cu cel mai mic combustibil cu doar 60% (aceeași vârstă a vehiculului), ceea ce este mult mai mic.

3. Producția de baterii ecologice pentru mașini ecologice

Deși bateria cu litiu nu are efect de memorie, ciclul de încărcare și descărcare este în general de numai 600 de ori. În mediul complex de încărcare și descărcare rapidă cu curent ridicat și supraîncărcare și supradescărcare, durata de viață a bateriei este mult redusă. În plus, datorită utilizării soluțiilor de electroliți organici, rezistența bateriei cu litiu crește rapid la temperaturi scăzute, iar performanța acesteia este mult atenuată la 0°C, ceea ce nu poate îndeplini cerințele de utilizare normală la -10°C. În schimb, datorită utilizării soluțiilor de electroliți alcalini, temperatura de funcționare a bateriilor nichel-hidrură metalică poate fi de până la -40°C. Prin urmare, puterea și economia vehiculelor hibride nu se schimbă semnificativ iarna.

În sfârșit, bateriile Ni-MH sunt mai ecologice, deoarece nu conțin substanțe foarte toxice. Componentele importante ale bateriilor nichel-hidrură metalică sunt nichelul și pământurile rare, care au valoare mare de recuperare (valoare reziduală) și dificultate redusă de recuperare. Practic, toate pot fi reciclate și refolosite pentru a realiza dezvoltarea durabilă a materialelor. Cunoscută drept cea mai ecologică baterie.

Pe de altă parte, bateriile cu litiu sunt mai greu de reciclat. Activitatea chimică a bateriei cu litiu în sine face calea tehnică de reciclare a acesteia foarte complicată. Bateria trebuie să fie preprocesată, inclusiv descărcarea, dezasamblarea, zdrobirea și sortarea. Carcasa de plastic și metal dezasamblată poate fi reciclată, dar costul este mare: tensiunea reziduală este încă de câteva sute de volți (nu este inclusă) și periculoasă; carcasa bateriei este sigură, ambalajul este auto-demontat și efort considerabil este deschis; în plus, catodul bateriei cu litiu Materialele sunt, de asemenea, diferite, cu o cerere mare de soluții acide și alcaline pentru recuperare. Cu tehnologia actuală, reciclarea bateriilor cu litiu este o afacere cu pierderi.

Pe lângă avantajele de mai sus, bateriile Ni-MH au și avantajele caracteristicilor de descărcare stabile, curbe de descărcare netede și putere calorică scăzută. Prin urmare, înainte de o descoperire majoră în tehnologia bateriilor, această baterie Ni-MH cu densitate relativ scăzută de energie este încă cel mai bun partener pentru vehiculele hibride care nu necesită o putere mare a bateriei. Placa PCB care integrează module de control precum instrumente, aer condiționat, audio și butoane inteligente este, de asemenea, o soluție integrată. Este important să reduceți greutatea, să economisiți costurile (inclusiv reducerea pieselor, reducerea proceselor de asamblare, reducerea cablajelor vehiculelor etc.) și reducerea spațiului. În prezent, funcțiile fiecărei părți a vehiculului sunt realizate prin module proprii independente, cum ar fi butoane inteligente, aer condiționat, audio, panou de bord, radar, monitorizare presiunii în anvelope etc. Aceste module sunt independente unele de altele și își realizează funcții proprii. Integrarea aparatelor electrice de joasă tensiune nu numai că reduce foarte mult costul aparatelor electrice, dar reduce și costul de diagnosticare a produsului, producție, testare, modificare și post-vânzare, optimizează sistemul auto de pasageri și este benefică pentru cei cu greutate redusă. a întregului vehicul. SEE integrată este, de asemenea, baza pentru ca producătorii de automobile să-și stăpânească competitivitatea de bază.