site logo

เหตุใดเทคโนโลยีพลังงานใหม่ส่วนใหญ่จึงใช้แบตเตอรี่ลิเธียม และโตโยต้ายังคงใช้แบตเตอรี่แบบชาร์จซ้ำได้นิกเกิล-เมทัลไฮไดรด์

แม้ว่ารายชื่อรถยนต์พลังงานใหม่ในประเทศจีนจะไม่รวมรถยนต์ไฮบริดที่ไม่ใช่ปลั๊กอินจำนวนมาก แต่ก็ปฏิเสธไม่ได้ว่ารถยนต์ไฮบริดดังกล่าวไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนนิสัยของผู้ใช้ แต่สามารถนำมาซึ่งการประหยัดเชื้อเพลิงและคุณภาพการขับขี่ได้มาก , ได้รับความนิยมจากผู้ใช้มากขึ้นเรื่อยๆ

เมื่อพูดถึงขุมพลังไฮบริด นอกจาก Honda ที่ตามมาหลังๆ แล้ว ยังมีความน่าเชื่อถือในตลาดภายในประเทศว่า Toyota เป็นเจ้าแรกที่นำเทคโนโลยีนี้มาสู่จีน เห็นได้ชัดว่าโตโยต้าใช้ประโยชน์จากสิ่งนี้ ในเดือนมกราคม 2019 ยอดขายของ Camry เจนเนอเรชั่นที่แปดมียอดขายถึง 19,720 คัน โดยในจำนวนนี้รุ่นไฮบริดคิดเป็น 21% Leeling รุ่นกะทัดรัดที่ราคาถูกกว่าและขายได้ 26,681 คันในเดือนมกราคม โดยรถยนต์ไฮบริดคิดเป็น 20% ของยอดขาย

อย่างไรก็ตาม ผู้บริโภคจำนวนมากยังคงมีคำถามเกี่ยวกับรถยนต์ไฮบริด เหตุใดโตโยต้าจึงมุ่งความสนใจไปที่การใช้แบตเตอรี่นิกเกิล-เมทัล ไฮไดรด์อย่างสุ่มสี่สุ่มห้า เมื่อมีการใช้งานรถยนต์พลังงานใหม่ส่วนใหญ่ (เช่น Tesla, NIO, BYD เป็นต้น) มีการใช้แบตเตอรี่ลิเธียมในชีวิตประจำวันของเรา ปัจจุบันการใช้แบตเตอรี่นิกเกิล-เมทัลไฮไดรด์ล้าสมัย นี่คือโรงงานเพื่อลดต้นทุนการผลิตหรือไม่? อันที่จริง การใช้แบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ในรถยนต์ไฮบริดมีข้อดีหลายประการ ไม่เพียงแต่โตโยต้าเท่านั้น แต่ยังรวมถึงไฮบริดของหลายยี่ห้อ เช่น Ford และ General Motors ด้วย รถยนต์ไฟฟ้าส่วนใหญ่เลือกใช้แบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์เป็นสื่อในการจัดเก็บพลังงานไฟฟ้า

แรงดันไฟฟ้าที่เราใช้ทุกวันคือ 1.2V ซึ่งเป็นแบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์

1.22. แบตเป็นพัน ปลอดภัยไว้ก่อน

แบตเตอรี่ Ni-MH กลายเป็นตัวเลือกแรกสำหรับรถยนต์หลายรุ่น เนื่องจากมีความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือที่เหนือชั้น ในอีกด้านหนึ่ง อิเล็กโทรไลต์ของแบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์เป็นสารละลายในน้ำที่ไม่ติดไฟ ในทางกลับกัน ความจุความร้อนจำเพาะและความร้อนของการระเหยของอิเล็กโทรไลต์แบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ค่อนข้างสูง ในขณะที่ความหนาแน่นของพลังงานค่อนข้างต่ำ ซึ่งหมายความว่าแม้ในกรณีที่ไฟฟ้าลัดวงจร การเจาะ และความผิดปกติที่รุนแรงอื่นๆ อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของแบตเตอรี่ไม่เพียงพอที่จะทำให้เกิดการเผาไหม้ ในที่สุด ในฐานะผลิตภัณฑ์แบตเตอรี่ที่โตเต็มที่ แบตเตอรี่ Ni-MH มีปัญหาในการควบคุมคุณภาพต่ำและให้ผลตอบแทนสูง

ณ สิ้นปี 2014 รถยนต์ไฮบริดมากกว่า 73% ของโลกใช้แบตเตอรี่นิกเกิล-เมทัล ไฮไดรด์ รวมแล้วมากกว่า 8 ล้านคัน รถยนต์ไฮบริดเหล่านี้ประสบอุบัติเหตุด้านความปลอดภัยแบตเตอรี่อย่างร้ายแรงระหว่างการใช้งาน ในฐานะตัวแทนของรถยนต์ไฮบริดเพื่อการพาณิชย์ Toyota Prius ไม่มีการสูญเสียอายุการใช้งานแบตเตอรี่อย่างเห็นได้ชัด อันเนื่องมาจากขั้นตอนการชาร์จและการคายประจุที่ยอดเยี่ยมหลังจากใช้งานมา 10 ปี ดังนั้นแบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ที่โตแล้วจึงเป็นแบตเตอรี่ที่มีค่าที่สุดสำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์

ก้อนแบตเตอรี่ของ Prius ไม่มีอุบัติเหตุด้านความปลอดภัยร้ายแรงใดๆ ก้อนแบตเตอรี่ถูกชาร์จโดยผู้ทดสอบจากต่างประเทศ

ชาร์จตื้น อายุการใช้งานยาวนาน

ประการที่สอง แบตเตอรี่ Ni-MH มีประสิทธิภาพการชาร์จและการคายประจุที่รวดเร็ว ตัวอย่างเช่น ความจุแบตเตอรี่ของรถยนต์เครื่องยนต์คู่ Camry เจนเนอเรชั่นที่แปดล่าสุดมีเพียง 6.5 kWh ซึ่งน้อยกว่าครึ่งหนึ่งของความจุของรถยนต์ Plug-in Hybrid ที่สูงกว่า 10 kWh แบตเตอรี่ Ni-MH มีประโยชน์มากกว่าแบตเตอรี่ลิเธียม เนื่องจากวิธีการทำงานของระบบไฮบริดต้องการการชาร์จและคายประจุแบตเตอรี่อย่างรวดเร็ว

แม้ว่าความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่ Ni-MH จะมีเพียง 60-80% ของแบตเตอรี่ลิเธียม (แบตเตอรี่ลิเธียม 100J/m) แต่แบตเตอรี่ Ni-MH มีข้อกำหนดที่ต่ำกว่าสำหรับการป้องกันความปลอดภัยและการควบคุมอุณหภูมิ และหาได้ง่ายในแบตเตอรี่แบบไฮบริดขนาดเล็ก ยานพาหนะ ตำแหน่งของตัวเอง.

ภายใต้กลยุทธ์เอาท์พุตกำลังที่สมเหตุสมผล ระบบไฟฟ้าพิเศษสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าไฮบริดจะสามารถใช้ได้เพียง 10% ของความจุแบตเตอรี่ระหว่างการขับขี่ แม้ในกรณีที่รุนแรงที่สุด ความจุสูงสุดของแบตเตอรี่ก็สามารถเข้าถึงได้เพียง 40% เท่านั้น กล่าวอีกนัยหนึ่งคือประมาณ 60% ของไฟฟ้าไม่เคยถูกใช้ กลยุทธ์การจัดการแบตเตอรี่นี้เรียกว่าการชาร์จแบบตื้น ซึ่งสามารถยืดอายุแบตเตอรี่นิกเกิล-โครเมียมได้อย่างมาก และเอฟเฟกต์หน่วยความจำของแบตเตอรี่ก็ดีขึ้นอย่างมาก ด้วยรอบการชาร์จและการคายประจุมากกว่า 10,000 รอบ

Consumer Reports สำรวจเจ้าของ Prius มากกว่า 36,000 ราย และสรุปว่ารถมีความน่าเชื่อถือและราคาถูกมากในการใช้งาน ด้วยเหตุนี้ Consumer Reports จึงดำเนินการตามประสิทธิภาพการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงแบบเดียวกันกับ Prius อายุ 10 ปี ด้วยระยะทาง 330,000 กิโลเมตร และ Prius 10 ปีที่มีระยะทาง 3,200 กิโลเมตร และการทดสอบประสิทธิภาพ ผลการวิจัยพบว่า รถเก่าและใหม่ที่ใช้งานมา 10 ปีและวิ่งมาแล้ว 330,000 กิโลเมตร ยังคงรักษาอัตราการกินน้ำมันและสมรรถนะให้อยู่ในระดับที่เท่าเดิม บ่งชี้ว่าชุดแบตเตอรี่นิกเกิล-เมทัล ไฮไดรด์ และระบบพลังงานไฮบริดยังใช้งานได้ปกติ .

เนื่องจากรถยนต์พลังงานใหม่ (ไฟฟ้าบริสุทธิ์และไฮบริดปลั๊กอิน) ได้รับความนิยมในตลาดภายในประเทศในปี 2015 รถยนต์พลังงานใหม่ที่ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมมีอายุการใช้งานแบตเตอรี่ลดลงหลังจากใช้งานไปหลายปี สภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำในฤดูหนาวทำให้เจ้าของรถหลายคนมีความกังวลเรื่องความทนทานอย่างเห็นได้ชัดระหว่างการใช้งาน สาเหตุนี้เกิดจากลักษณะของแบตเตอรี่ลิเธียม ดังนั้นในช่วง 3-4 ปีของรถยนต์พลังงานใหม่อัตราการรับประกันสูงสุดคือเพียง 45% เมื่อเทียบกับรถยนต์เชื้อเพลิงที่ต่ำที่สุดเพียง 60% (อายุรถเท่ากัน) ซึ่งต่ำกว่ามาก

3. การผลิตแบตเตอรี่ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม รถยนต์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

แม้ว่าแบตเตอรี่ลิเธียมจะไม่มีผลกับหน่วยความจำ แต่โดยทั่วไปรอบการชาร์จและการคายประจุจะอยู่ที่ประมาณ 600 ครั้งเท่านั้น ในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนของการชาร์จและการคายประจุอย่างรวดเร็วในปัจจุบันและการชาร์จไฟเกินและการคายประจุเกิน อายุการใช้งานแบตเตอรี่จะลดลงอย่างมาก นอกจากนี้ เนื่องจากการใช้สารละลายอิเล็กโทรไลต์อินทรีย์ ความต้านทานของแบตเตอรี่ลิเธียมจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วที่อุณหภูมิต่ำ และประสิทธิภาพของแบตเตอรี่จะลดลงอย่างมากที่ 0 °C ซึ่งไม่เป็นไปตามข้อกำหนดของการใช้งานปกติที่ -10°C ในทางตรงกันข้าม เนื่องจากการใช้สารละลายอัลคาไลน์อิเล็กโทรไลต์ อุณหภูมิในการทำงานของแบตเตอรี่นิกเกิล-เมทัลไฮไดรด์อาจต่ำถึง -40°C ดังนั้น กำลังและความประหยัดของรถยนต์ไฮบริดจึงไม่เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญในฤดูหนาว

สุดท้าย แบตเตอรี่ Ni-MH เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากกว่าเพราะไม่มีสารที่เป็นพิษสูง ส่วนประกอบที่สำคัญของแบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ ได้แก่ นิกเกิลและแรร์เอิร์ธ ซึ่งมีค่าการกู้คืนสูง (มูลค่าคงเหลือ) และความยากลำบากในการกู้คืนต่ำ โดยพื้นฐานแล้ว ทั้งหมดสามารถนำกลับมาใช้ใหม่และนำกลับมาใช้ใหม่ได้ เพื่อให้เกิดการพัฒนาอย่างยั่งยืนของวัสดุ เรียกได้ว่าเป็นแบตเตอรี่ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากที่สุด

ในทางกลับกัน แบตเตอรี่ลิเธียมนั้นรีไซเคิลได้ยากกว่า กิจกรรมทางเคมีของแบตเตอรี่ลิเธียมเองทำให้เส้นทางทางเทคนิคของการรีไซเคิลนั้นซับซ้อนมาก แบตเตอรี่ต้องได้รับการประมวลผลล่วงหน้า รวมทั้งการคายประจุ การถอดประกอบ การบด และการคัดแยก พลาสติกและปลอกโลหะที่ถอดประกอบแล้วสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ แต่ราคาสูง: แรงดันไฟตกค้างยังคงหลายร้อยโวลต์ (ไม่รวม) และเป็นอันตราย ปลอกแบตเตอรี่มีความปลอดภัย บรรจุภัณฑ์สามารถถอดประกอบได้ และเปิดความพยายามอย่างมาก นอกจากนี้ แคโทดแบตเตอรี่ลิเธียม วัสดุยังแตกต่างกัน มีความต้องการสูงสำหรับสารละลายกรดและด่างสำหรับการกู้คืน ด้วยเทคโนโลยีในปัจจุบัน การรีไซเคิลแบตเตอรี่ลิเธียมถือเป็นธุรกิจที่ขาดทุน

นอกจากข้อดีข้างต้นแล้ว แบตเตอรี่ Ni-MH ยังมีข้อดีของลักษณะการคายประจุที่เสถียร เส้นโค้งการคายประจุที่ราบรื่น และค่าความร้อนต่ำ ดังนั้น ก่อนการพัฒนาครั้งใหญ่ในเทคโนโลยีแบตเตอรี่ แบตเตอรี่ Ni-MH ที่มีความหนาแน่นพลังงานต่ำนี้ยังคงเป็นพันธมิตรที่ดีที่สุดสำหรับรถยนต์ไฮบริดที่ไม่ต้องการพลังงานแบตเตอรี่สูง บอร์ด PCB ที่รวมโมดูลควบคุม เช่น เครื่องมือวัด เครื่องปรับอากาศ เสียง และปุ่มอัจฉริยะเป็นโซลูชันแบบบูรณาการ การลดน้ำหนัก ประหยัดค่าใช้จ่าย (รวมถึงการลดชิ้นส่วน ลดขั้นตอนการประกอบ ลดสายไฟรถยนต์ ฯลฯ) เป็นสิ่งสำคัญ ในปัจจุบัน หน้าที่ของแต่ละส่วนของยานพาหนะได้รับการรับรู้ผ่านโมดูลอิสระของตนเอง เช่น ปุ่มอัจฉริยะ เครื่องปรับอากาศ เสียง แผงหน้าปัด เรดาร์ การตรวจสอบแรงดันลมยาง ฯลฯ โมดูลเหล่านี้แยกจากกันและรับรู้ ฟังก์ชั่นของตัวเอง การรวมเครื่องใช้ไฟฟ้าแรงดันต่ำไม่เพียงแต่ช่วยลดต้นทุนของเครื่องใช้ไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังช่วยลดต้นทุนในการวินิจฉัยผลิตภัณฑ์ การผลิต การทดสอบ การดัดแปลง และการขายหลังการขาย เพิ่มประสิทธิภาพระบบรถยนต์นั่งส่วนบุคคล และเป็นประโยชน์ต่อน้ำหนักเบา ของรถทั้งคัน EEA แบบบูรณาการยังเป็นพื้นฐานสำหรับผู้ผลิตรถยนต์ในการควบคุมความสามารถในการแข่งขันหลักของพวกเขา