site logo

Чому більшість нових енергетичних технологій використовують літієві батареї, а Toyota все ще використовує нікель-металгідридні акумуляторні батареї?

Хоча в списку нових енергетичних транспортних засобів у Китаї немає багатьох гібридних транспортних засобів без підключення, безперечно, що такі гібридні транспортні засоби не мають потреби змінювати звички користувача, але можуть принести велику економію палива та якість водіння. , Все більш популярним серед користувачів.

Якщо говорити про гібридну потужність, то окрім Honda, яка запізнилася, на внутрішньому ринку надійно, що Toyota першою принесла цю технологію в Китай. Toyota явно користується цим. У січні 2019 року продажі Camry восьмого покоління досягли 19,720 21, з яких на гібридні моделі припадає 26,681%. Дешевша компактна модель Leeling продала 20 XNUMX одиницю в січні, причому гібридні транспортні засоби становили XNUMX% продажів.

Однак у багатьох споживачів все ще виникають питання щодо гібридних транспортних засобів. Чому Toyota сліпо зосереджується на використанні нікель-метал-гідридних акумуляторів, коли використовується більшість нових енергетичних транспортних засобів (таких як Tesla, NIO, BYD тощо)? Літієві батареї використовувалися для наших повсякденних потреб. Сьогодні використання нікель-металгідридних акумуляторів застаріло. Це фабрика для зниження собівартості виробництва? Насправді, використання нікель-метал-гідридних акумуляторів у гібридних автомобілях має значні переваги не тільки Toyota, але й гібридів багатьох марок, таких як Ford і General Motors. Більшість силових автомобілів вибирають нікель-метал-гідридні акумулятори як носій для зберігання електричної енергії.

Напруга, яку ми використовуємо щодня, становить 1.2 В, що є нікель-метал-гідридною батареєю.

1.22. Тисячі батарейок, безпека перш за все

Ni-MH акумулятор став першим вибором для багатьох автомобілів завдяки своїй безпеці та надійності. З одного боку, електроліт нікель-металгідридних акумуляторів являє собою негорючий водний розчин. З іншого боку, питома теплоємність і теплота випаровування електроліту нікель-металгідридної батареї відносно високі, тоді як щільність енергії відносно низька, що означає, що навіть у разі короткого замикання, проколу та інших надзвичайних відхилень В умовах підвищення температури батареї недостатньо для виникнення горіння. Нарешті, як зрілий акумулятор, Ni-MH акумулятор має низьку складність контролю якості та високий вихід.

Станом на кінець 2014 року понад 73% гібридних автомобілів у світі використовують нікель-метал-гідридні акумулятори, загалом понад 8 мільйонів автомобілів. Під час використання цих гібридних автомобілів були серйозні аварії, пов’язані з безпекою батареї. Будучи представником комерційних гібридних автомобілів, Toyota Prius не втрачає термін служби батареї через відмінні процедури зарядки та розрядки після 10 років використання. Тому зрілі нікель-метал-гідридні акумулятори є найціннішими батареями для комерційного застосування.

Акумулятор Prius не зазнав серйозних нещасних випадків. Акумулятор був штучно заряджений іноземними тестерами.

Невелика зарядка, довгий термін служби

По-друге, Ni-MH акумулятори мають хороші характеристики швидкої зарядки та розряду. Наприклад, ємність акумулятора останнього двомоторного автомобіля Camry восьмого покоління становить лише 6.5 кВт/год, що менше половини ємності гібридних автомобілів із підзарядкою понад 10 кВт/год. Ni-MH батареї є більш вигідними, ніж літієві батареї, оскільки метод роботи гібридної системи вимагає, щоб акумулятори заряджалися та розряджалися швидко.

Хоча щільність енергії Ni-MH акумуляторів становить лише 60-80% від літієвих батарей (літієві батареї 100 Дж/м), Ni-MH батареї мають нижчі вимоги до захисту безпеки та контролю температури, і їх легко знайти в невеликих гібридах. транспортні засоби. Власна позиція.

Відповідно до розумної стратегії вихідної потужності, спеціальна система живлення для гібридних електромобілів може використовувати лише 10% ємності акумулятора під час руху. Навіть у самих екстремальних випадках максимальна ємність акумулятора може досягати лише 40%. Іншими словами, близько 60% електроенергії ніколи не було використано. Ця стратегія управління батареєю називається неглибокою зарядкою, яка може значно продовжити термін служби нікель-хромових акумуляторів, а також значно покращує ефект пам’яті завдяки понад 10,000 XNUMX циклів заряд-розряд.

Consumer Reports опитав понад 36,000 10 власників Prius і дійшов висновку, що автомобіль надійний і дуже дешевий у використанні. З цією метою Consumer Reports провів однакову економію палива на 330,000-річний Prius з пробігом 10 3,200 кілометрів і 10-річний Prius з пробігом 330,000 кілометрів. І тестування продуктивності. Результати показують, що старі та нові автомобілі, які використовувалися протягом XNUMX років і пройшли XNUMX XNUMX кілометрів, зберегли той самий рівень споживання палива та потужності, що вказує на те, що нікель-метал-гідридний акумулятор і гібридна система живлення все ще можуть працювати нормально. .

З моменту популяризації нових енергетичних транспортних засобів (чисто електричних та гібридних) на внутрішньому ринку в 2015 році, нові енергетичні транспортні засоби, що використовують літієві батареї, мають скорочений термін служби акумулятора після певної кількості років використання, а їх потужність значно зменшується в низька температура середовища взимку, що викликає у багатьох автовласників очевидне занепокоєння витривалістю під час використання. Це викликано характеристиками літієвих батарей. Таким чином, за 3-4 роки нових енергетичних транспортних засобів найвищий рівень гарантії становить лише 45%, порівняно з найнижчим паливним транспортним засобом лише 60% (той же вік автомобіля), що набагато нижче.

3. Виробництво екологічно чистих акумуляторів екологічно чистих автомобілів

Хоча літієва батарея не має ефекту пам’яті, цикл заряду та розряду, як правило, становить лише близько 600 разів. У складному середовищі високого струму швидкої зарядки та розрядки, перезаряду та перерозряду термін служби акумулятора значно скорочується. Крім того, завдяки використанню розчинів органічних електролітів опір літієвої батареї швидко зростає при низьких температурах, а її продуктивність значно знижується при 0°C, що не може відповідати вимогам нормального використання при -10°C. Навпаки, завдяки використанню розчинів лужних електролітів робоча температура нікель-метал-гідридних акумуляторів може становити до -40°C. Тому потужність і економічність гібридних транспортних засобів взимку істотно не змінюються.

Нарешті, Ni-MH акумулятори є більш екологічними, оскільки не містять високотоксичних речовин. Важливими компонентами нікель-металгідридних акумуляторів є нікель і рідкоземельні елементи, які мають високу відновну цінність (залишкова вартість) і низьку складність відновлення. В основному все можна переробити та повторно використати для реалізації сталого розвитку матеріалів. Відомий як найбільш екологічно чистий акумулятор.

З іншого боку, літієві батареї складніше переробляти. Хімічна активність самої літієвої батареї робить технічний шлях її переробки дуже складним. Батарея повинна бути попередньо оброблена, включаючи розряд, розбирання, дроблення та сортування. Розібраний пластиковий і металевий корпус можна переробити, але вартість висока: залишкова напруга все ще становить кілька сотень вольт (не входить в комплект) і небезпечна; корпус акумулятора безпечний, упаковка саморозбірна, відкривається значне зусилля; крім того, катод літієвої батареї Матеріали також різні, з високим попитом на кислотні та лужні розчини для відновлення. За сучасних технологій переробка літієвих батарей є збитковим бізнесом.

Крім перерахованих вище переваг, Ni-MH акумулятори також мають переваги стабільних характеристик розряду, плавних кривих розряду та низької теплотворної здатності. Тому до великого прориву в технології акумуляторів цей Ni-MH акумулятор з відносно низькою щільністю залишається найкращим партнером для гібридних автомобілів, які не потребують високої потужності акумулятора. Плата друкованої плати, яка об’єднує такі модулі керування, як прилади, кондиціонер, аудіо та розумні кнопки, також є інтегрованим рішенням. Важливо зменшити вагу, заощадити витрати (включаючи зменшення кількості деталей, скорочення процесів складання, зменшення джгутів електропроводки автомобіля тощо) та зменшення простору. На даний момент функції кожної частини автомобіля реалізуються за допомогою власних незалежних модулів, таких як розумні кнопки, кондиціонер, аудіо, приладова панель, радар, контроль тиску в шинах тощо. Ці модулі незалежні один від одного і реалізують свою власні функції. Інтеграція низьковольтних електроприладів не тільки значно знижує вартість електроприладів, але й зменшує витрати на діагностику продукції, виробництво, тестування, модифікацію та післяпродажне обслуговування, оптимізує систему легкового автомобіля та вигідно для легких. всього транспортного засобу. Інтегрована ЄЕЗ також є основою для виробників автомобілів, щоб оволодіти своєю конкурентоспроможністю.