site logo

Prečo väčšina nových energetických technológií využíva lítiové batérie a Toyota stále používa nikel-metal hydridové dobíjacie batérie?

Hoci zoznam nových energetických vozidiel v Číne neobsahuje veľa hybridných vozidiel bez plug-in, je nepopierateľné, že takéto hybridné vozidlá nepotrebujú meniť užívateľské návyky, ale môžu priniesť veľkú úsporu paliva a kvalitu jazdy. , Stále obľúbenejší u používateľov.

Keď už hovoríme o hybridnom pohone, okrem oneskorenca Hondy je na domácom trhu spoľahlivé, že Toyota ako prvá priniesla túto technológiu do Číny. Toyota to jednoznačne využíva. V januári 2019 dosiahol predaj Camry ôsmej generácie 19,720 21, z čoho hybridné modely tvorili 26,681 %. Lacnejšieho kompaktného modelu Leeling sa v januári predalo 20 XNUMX kusov, pričom hybridné vozidlá tvorili XNUMX % predaja.

Mnoho spotrebiteľov má však stále otázky týkajúce sa hybridných vozidiel. Prečo sa Toyota slepo zameriava na používanie nikel-metal hydridových batérií, keď sa používa väčšina nových energetických vozidiel (ako Tesla, NIO, BYD atď.)? Lítiové batérie sa používajú pri používaní našich každodenných potrieb Dnes je používanie nikel-metal hydridových batérií zastarané. Je to továreň na zníženie výrobných nákladov? V skutočnosti má použitie nikel-metal hydridových batérií v hybridných vozidlách značné výhody, nielen Toyota, ale aj hybridy mnohých značiek, ako sú Ford a General Motors. Väčšina motorových vozidiel si ako médium na uchovávanie elektrickej energie vyberá nikel-metal hydridové batérie.

Napätie, ktoré denne používame, je 1.2 V, čo je nikel-metal hydridová batéria.

1.22. Tisíce batérií, bezpečnosť na prvom mieste

Batéria Ni-MH sa stala prvou voľbou pre mnoho automobilov kvôli jej bezkonkurenčnej bezpečnosti a spoľahlivosti. Na jednej strane je elektrolyt nikel-metal hydridových batérií nehorľavý vodný roztok. Na druhej strane merná tepelná kapacita a výparné teplo elektrolytu nikel-metalhydridovej batérie sú relatívne vysoké, zatiaľ čo hustota energie je relatívne nízka, čo znamená, že aj v prípade skratu, prepichnutia a iných extrémnych abnormálnych v podmienkach, zvýšenie teploty batérie nestačí na spaľovanie. Nakoniec, ako zrelý batériový produkt, Ni-MH batéria má nízku obtiažnosť kontroly kvality a vysoký výťažok.

Ku koncu roka 2014 používa nikel-metal hydridové batérie viac ako 73 % svetových hybridných vozidiel, celkovo viac ako 8 miliónov vozidiel. Tieto hybridné vozidlá mali počas používania vážne nehody týkajúce sa bezpečnosti batérie. Ako zástupca úžitkových hybridných vozidiel nemá Toyota Prius po 10 rokoch používania žiadnu zjavnú stratu životnosti batérie v dôsledku vynikajúcich postupov nabíjania a vybíjania. Preto sú vyspelé nikel-metal hydridové batérie najhodnotnejšími batériami pre komerčné aplikácie.

Batéria modelu Prius nemala žiadne vážne bezpečnostné nehody. Batéria bola umelo nabitá zahraničnými testermi.

Plytké nabíjanie, dlhá životnosť

Po druhé, Ni-MH batérie majú dobrý výkon pri rýchlom nabíjaní a vybíjaní. Napríklad kapacita batérie najnovšej ôsmej generácie dvojmotorového automobilu Camry je len 6.5 kWh, čo je menej ako polovica kapacity plug-in hybridných vozidiel nad 10 kWh. Ni-MH batérie sú výhodnejšie ako lítiové batérie, pretože spôsob práce hybridného systému vyžaduje rýchle nabíjanie a vybíjanie batérií.

Hoci energetická hustota Ni-MH batérií je len 60-80% hustoty lítiových batérií (100J/m lítiové batérie), Ni-MH batérie majú nižšie požiadavky na bezpečnostnú ochranu a kontrolu teploty a dajú sa ľahko nájsť v malých hybridoch. vozidiel. Vlastná pozícia.

Pri rozumnej stratégii výkonu dokáže špeciálny systém napájania pre hybridné elektrické vozidlá počas jazdy využiť len 10 % kapacity batérie. Aj v najextrémnejších prípadoch môže maximálna kapacita batérie dosiahnuť iba 40%. Inými slovami, asi 60 % elektriny sa nikdy nespotrebovalo. Táto stratégia správy batérie sa nazýva plytké nabíjanie, ktoré môže výrazne predĺžiť životnosť niklovo-chrómových batérií a výrazne sa zlepšil jej pamäťový efekt, s viac ako 10,000 XNUMX cyklami nabíjania a vybíjania.

Consumer Reports robil prieskum medzi viac ako 36,000 10 majiteľmi Priusu a dospel k záveru, že auto je spoľahlivé a jeho používanie je veľmi lacné. Na tento účel Consumer Reports vykonali rovnakú spotrebu paliva na 330,000-ročnom Priuse s najazdenými 10 3,200 kilometrami a 10-ročnom Priuse s najazdenými 330,000 XNUMX kilometrami. A testovanie výkonu. Výsledky ukazujú, že staré a nové autá, ktoré sa používali XNUMX rokov a najazdili XNUMX XNUMX kilometrov, si zachovali rovnakú úroveň spotreby paliva a výkonu, čo naznačuje, že nikel-metal hydridová batéria a hybridný systém napájania môžu stále normálne fungovať. .

Od popularizácie nových energetických vozidiel (čisto elektrických a plug-in hybridných) na domácom trhu v roku 2015 majú nové energetické vozidlá využívajúce lítiové batérie po určitom počte rokov používania zníženú životnosť batérie a ich výkon je výrazne znížený v r. prostredie s nízkou teplotou v zime, čo spôsobuje mnohým majiteľom áut Počas používania je zjavná nervozita. Je to spôsobené vlastnosťami lítiových batérií. Preto je najvyššia miera záruky počas 3 až 4 rokov nových energetických vozidiel iba 45 % v porovnaní s vozidlom s najnižšou spotrebou paliva iba 60 % (rovnaký vek vozidla), čo je oveľa menej.

3. Ekologická výroba batérií šetrných k životnému prostrediu automobilov

Hoci lítiová batéria nemá pamäťový efekt, cyklus nabíjania a vybíjania je vo všeobecnosti len asi 600-krát. V zložitom prostredí rýchleho nabíjania a vybíjania vysokým prúdom a prebíjania a nadmerného vybíjania sa životnosť batérie výrazne skracuje. Navyše vďaka použitiu roztokov organických elektrolytov sa pri nízkych teplotách rýchlo zvyšuje odolnosť lítiovej batérie a jej výkon je značne utlmený pri 0°C, čo nemôže spĺňať požiadavky bežného používania pri -10°C. Naproti tomu v dôsledku použitia alkalických roztokov elektrolytov môže byť prevádzková teplota nikel-metal hydridových batérií až -40 °C. Výkon a hospodárnosť hybridných vozidiel sa preto v zime výrazne nemení.

Napokon, Ni-MH batérie sú šetrnejšie k životnému prostrediu, pretože neobsahujú vysoko toxické látky. Dôležitými zložkami nikel-metal hydridových batérií sú nikel a vzácne zeminy, ktoré majú vysokú výťažnosť (reziduálna hodnota) a nízku náročnosť výťažnosti. V podstate všetko sa dá recyklovať a znovu použiť na realizáciu trvalo udržateľného rozvoja materiálov. Známa ako najekologickejšia batéria.

Na druhej strane lítiové batérie sa ťažšie recyklujú. Samotná chemická aktivita lítiovej batérie veľmi komplikuje technickú cestu jej recyklácie. Batéria musí byť vopred spracovaná, vrátane vybitia, rozobratia, drvenia a triedenia. Demontované plastové a kovové puzdro je možné recyklovať, ale náklady sú vysoké: zvyškové napätie je stále niekoľko stoviek voltov (nie je súčasťou dodávky) a je nebezpečné; puzdro batérie je bezpečné, obal je samočinne rozoberateľný a veľké úsilie je otvorené; okrem toho katóda lítiovej batérie Materiály sú tiež odlišné, s vysokým dopytom po kyslých a alkalických roztokoch na regeneráciu. Pri súčasnej technológii je recyklácia lítiových batérií stratový biznis.

Okrem vyššie uvedených výhod majú Ni-MH batérie aj výhody stabilnej vybíjacej charakteristiky, plynulých vybíjacích kriviek a nízkej výhrevnosti. Preto pred veľkým prelomom v technológii batérií je táto Ni-MH batéria s relatívne nízkou hustotou energie stále tým najlepším partnerom pre hybridné vozidlá, ktoré nevyžadujú vysoký výkon batérie. Doska PCB, ktorá integruje riadiace moduly, ako sú prístrojové vybavenie, klimatizácia, audio a inteligentné tlačidlá, je tiež integrovaným riešením. Je dôležité znížiť hmotnosť, ušetriť náklady (vrátane zmenšenia dielov, zredukovať montážne procesy, zredukovať káblové zväzky vozidla atď.) a zmenšiť priestor. V súčasnosti sú funkcie jednotlivých častí vozidla realizované prostredníctvom vlastných nezávislých modulov, ako sú smart tlačidlá, klimatizácia, audio, prístrojový panel, radar, kontrola tlaku v pneumatikách atď.. Tieto moduly sú na sebe nezávislé a realizujú svoje vlastné funkcie. Integrácia nízkonapäťových elektrospotrebičov nielenže výrazne znižuje náklady na elektrospotrebiče, ale tiež znižuje náklady na diagnostiku, výrobu, testovanie, úpravy a popredajný servis, optimalizuje systém osobného automobilu a je výhodná pre ľahké vozidlá. celého vozidla. Integrovaný EEA je tiež základom pre výrobcov automobilov na zvládnutie ich základnej konkurencieschopnosti.