May 23, 2019 ページビュー:327
バッテリー技術は、長く素晴らしい歴史を持つ素晴らしい発明です。英語の「バッテリー」は1749年に初めて登場しました。これは、発明者のベンジャミン・フランクリンによって初めて使用されました。当時、彼は電気実験に直列コンデンサのセットを使用していました。
1786年、イタリアの解剖学者ガルバニックは、カエルの解剖を行ったときに、生体電気を発見し、1800年に、銅、スズ、塩水を材料として使用したガルバニックカエルの実験に触発されたボルトを学術界に発表し、1836年にボルタセルの発明に成功しました。 、英国のダニエルは「ボルト電気パイル」を再設計しました。
彼は電解質として希硫酸を使用し、電池の分極の問題を解決し、最初の分極を生成し、電流のバランスをとることができます─銅亜鉛電池、再び「ダニエル電池」と言います。
1860年の工場で、フランス人は電池の電極に鉛を使用することを発明しました。これは電池の前身でもあります。同時に、フランスの湖沼地帯は、乾電池の分野に電池技術である亜鉛炭素電池を発明しました。
乾電池技術で商業化が始まり、1887年に英国のヘラー発明で構成され、1896年に米国で大量生産され、同時に1890年の充電式電池でトーマス・エジソンの鉄ニッケル、1910年に商業生産されました。 。
それ以来、商用ドライブにより、バッテリー技術は急速な時代の到来を告げ、トーマス・エジソンは1914年に発明し、アルカリ電池、シュレヒトとアケルマンは1934年に発明しました。焼結プレートニッケルカドミウム電池、ノイマン、1947年に開発された密閉型ニッケルカドミウム電池、LewUrry (エナジャイザー)1949年にアルカリ乾電池の時代である小型アルカリ乾電池を開発。
1970年代以降、電池技術はエネルギー危機の影響を受け、物理的な電源開発の方向に段階的に進んでいます。1954年の太陽電池技術に加えて、リチウム電池やニッケル水素電池も徐々に進歩しています。発明された商用アプリケーション。
パワーバッテリーとは何ですか?
それと一般的なバッテリーの違い
新エネルギー車の電源は、平均して主な電源バッテリーです。パワーバッテリーは、実際には輸送ツール用であり、電源の電源を提供します。それと一般的なバッテリーの主な違いは次のとおりです。
まず、異なる性質
パワーバッテリーとは、輸送用のバッテリー駆動ツールを指し、一般に、携帯型電子機器用の小型バッテリーにエネルギーを供給することに関連しています。また、通常の電池は、リチウム金属またはリチウム合金のアノード材料の一種であり、電池、リチウムイオン二次電池として非水電解液、リチウムイオンポリマー電池を使用しています。それは同じではありません。
第二に、バッテリー容量が異なります
バッテリーが新品で構成され、すべてのテストバッテリー容量を入れるために使用される条件下では、一般的なパワーバッテリーの容量は約1000〜1500mAhです。また、バッテリー容量は2000 mAhを超え、一部は3400mAhです。
3つの異なる放電電力
4200 mAhのパワーバッテリーは、数分の短いスパンでライト缶に電力を供給しますが、バッテリーはそれを完全に行うことができないため、バッテリーの放電能力をパワーバッテリーと完全に比較することはできません。パワーバッテリーとバッテリーの最大の違いは、その放電電力、高い比エネルギーにあります。エネルギー供給に電力を供給する自動車用バッテリーの主な目的は、通常のバッテリーと比較して、より高い放電電力を持っているためです。
第四に、異なるアプリケーション
電気自動車の駆動用パワーバッテリーはパワーバッテリーと呼ばれ、従来の鉛酸バッテリー、ニッケル金属水素化物バッテリー、新しいリチウムイオンパワーリチウムバッテリーを含み、パワータイプパワーバッテリータイプパワーバッテリー(ハイブリッド)とエネルギー(純粋な電気自動車)に分けられます。 ;携帯電話、ラップトップ、その他の一般にリチウム電池と呼ばれる家電製品、電気自動車用のパワー電池と区別するために使用されるリチウムイオン電池。
パワーバッテリー既存の主なタイプ
現在市場に出回っている主流の技術は、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウム電池であり、燃料電池技術が優先されています。
鉛蓄電池
鉛蓄電池のアプリケーションで最も長い歴史、最も成熟した技術は、最低のコスト、バッテリーの価格であり、大量生産を達成しています。バルブ制御型密閉型鉛酸電池(VRLA)は、ヨーロッパやアメリカの多くの自動車会社で、それぞれ90年代と1980年代に開発された一般的なEVとHEVの開発に使用される重要な車両用パワーバッテリーになりました。車など。
ただし、低比エネルギー鉛蓄電池、電池寿命は短く、自己放電率が高く、サイクル寿命は短い。その主な材料である鉛の重量は大きく、環境の重金属汚染の生産とリサイクルの過程で生産される可能性があります。そのため、現在、鉛蓄電池は、自動車の発進時の点火装置や電動自転車などの小型機器に主に使用されています。
Ni-Mh電池
ニッケル水素電池(Ni / MH電池は過充電、放電容量に優れ、重金属汚染の問題がなく、電解液の増減現象の作業過程に現れず、シールの設計と保守を実現できます鉛酸電池やニッケル水素電池と比較して、ニッケル水素電池は高エネルギー、比出力、サイクル寿命があります。
その欠点は、バッテリーのメモリー効果が低く、水素吸蔵合金の充放電サイクルが徐々に触媒能力を失うと、バッテリーの内圧が徐々に上昇し、バッテリーの使用に影響を与えることです。また、ニッケル金属は高価であり、コストも高くなります。
主要な材料では、ニッケル水素電池は主に正と負、ダイアフラムと電解質の組成で構成され、非常にニッケル電極(Ni(OH)2)です;カソードは一般的に金属水素化物(MH)を使用します;主に液体電解質、成分は水酸化カリウム(KOH)です。ニッケル水素電池の研究の重点は、主にアノード材料であり、その技術はかなり成熟しています。
車両Ni-Mhバッテリーは、量産と使用を実現しており、車載バッテリータイプを採用したハイブリッドカーです。現在のハイブリッド生産規模最大のトヨタプリウスの最も典型的な代表。トヨタはパナソニック社とPEVE合弁会社を設立しました。現在、Ni-Mhパワーバッテリーの世界最大のメーカーです。
現在、Ni-Mhバッテリーは主流の現在の電力バッテリーから脱落しているのに、なぜトヨタもNi-Mhバッテリーのキャンプに意見を述べるのでしょうか。
これはニッケル水素電池に言わなければならないでしょう:超耐久性の最大の利点!
かつてアメリカで最も有名な自動車メディアの消費者は、プリウスの第一世代がコントラストテストを実施してから10年後に報告しました。テスト結果は、330000 kmから10年後の第1世代プリウスモデルのニッケル水素電池が、燃費性能と動的性能が同じレベルに保たれているかどうかにかかわらず、新しいデータの対比で、ハイブリッドシステムとNi- Mhバッテリーパックはまだ正常に動作します。
また、10年ぶりに330000キロ走行した初代プリウス、ニッケル水素電池パックを10年前に使用した場合でも、電池容量の減衰についての疑問は、燃費のダイナミクス性能に大きく影響します。表示されませんでした。このように、愛するニッケル水素電池に対する常に厳格で保守的な日本人には、独特の理由があります。
燃料電池
燃料電池は、燃料と酸化剤の化学エネルギーに直接存在する一種の電気エネルギー発電装置です。燃料と空気が燃料電池に送られ、電気が生成されます。外から見ると、電池のように陰極や電解質などがありますが、本質的には「貯蔵」ではなく「発電所」です。
通常の化学電池と比較して、燃料電池は燃料を補給することができ、水素がしばしば追加されます。一部の燃料電池は、メタンとガスを燃料として使用できますが、通常、発電所やフォークリフトなどの工業地域の使用に制限されています。水素燃料電池の基本原理は、水の逆反応電気分解、それぞれアノードとカソードの水素と酸素の供給、電解質の外向き拡散と反応後のアノード内の水素、カソードへの外部負荷によって電子を励起することです。
水素燃料電池の動作原理は次のとおりです。水素燃料電池のアノード(カソード)に、触媒(プラチナ)の役割を介して、水素原子内の電子が分離され、プロトン交換膜を介して電子水素イオン(プロトン)を失い、燃料電池に陰極板(陽極)であり、電子はプロトン交換膜を通過せず、電子は外部回路を介してのみ燃料電池陰極板に到達し、外部回路に電流を発生させる。
陰極板への電子機器、水用の酸素および水素イオンとの組み合わせ。陰極板に酸素を供給するため、空気から得ることができ、水素陽極板を常に供給し、空気陰極板を供給し、水蒸気を迅速に取り込む限り、継続的に電力を供給することができます。
燃料電池電気、インバーター、コントローラーおよびその他の機器、モーターへの電力供給、そしてトランスミッションシステムおよびドライブアクスルドライブホイールの回転を介して、道路上の車両を作ることができます。従来の車両と比較して、燃料電池車のエネルギー変換効率は60〜80%と高く、内燃機関の2〜3倍です。
燃料電池は水素であり、酸素燃料製品はきれいな水であり、作業自体は一酸化炭素と二酸化炭素、硫黄と粒子状の排気ガスを生成しません。したがって、水素燃料電池車はゼロエミッション、ゼロ汚染車という言葉の本当の意味であり、水素燃料は完璧な車のエネルギーです!
水素燃料電池の特徴:
1、汚染なし、燃料電池環境への汚染なし。これは、燃焼(ガソリンとディーゼル油)やエネルギー貯蔵(バッテリー)ではなく、電気化学反応によるもので、最も一般的な従来のバックアップ電源ソリューションです。燃焼は、COx、NOx、SOx、ガスやほこりなどの汚染物質のように放出されます。上記のように、燃料電池は水と熱のみを生成します。水素が再生可能エネルギーによって生成される場合、サイクルが完了しても有害物質の排出プロセスは発生しません。
2、ノイズなし、燃料電池の静かな動作、ノイズは約55デシベル、人々の通常の会話のレベルで。これにより、燃料電池は屋内設置に適しているか、屋外での騒音に制限があります。
3、高効率、燃料電池の発電効率は、燃料電池の変換特性によって決定される50%以上に達する可能性があり、化学エネルギーを電気エネルギーに直接変換し、熱エネルギーと機械エネルギーが(発電機)を作るために必要です変革の真っ只中。
4、水素燃料電池車の長所は間違いなく、短所は明らかです。科学技術の進歩に伴い、セキュリティなどの水素燃料電池の開発が進むと、水素貯蔵技術などの問題は徐々に改善されてきましたが、コストの問題は依然として開発を妨げる最大のボトルネックです。水素燃料電池車。
水素燃料電池の価格は通常のガソリンエンジンの100倍で、この価格が市場です。背後にあるもう1つの給油所は、サポートとしての水素エネルギー生産および輸送ネットワークのセットであり、世界の大多数の国は、一般的に使用されていない種類の体系化されたものを開発するためにエネルギーとスペースを意図していませんでした。
特に水素エネルギー変換率は低く、エネルギー生産に汚染を引き起こします。一方、建設要件とコストが非常に高いため、ガソリンスタンドでは低温でのエネルギー貯蔵のニーズを満たすために専用の機器が必要です。現在、カリフォルニアには日本、韓国、米国だけがガソリンスタンドを増やしており、これも実際には数十年です。
2017年には、元々、燃料電池自動車市場の一部が突然回復したかのように沈黙していました。
一方では、純粋な電気自動車のバッテリー技術のアップグレードが継続的にボトルネックに直面していることを常に強く望んでいます。また、航続距離が短すぎて充電時間が長すぎるため、この2つの要因が新エネルギー車の見通しを制限しています。
一方、燃料電池自動車の分野では複数の価格が上昇しています。
もともと高燃料電池車は、生産コストの急激な低下を経験しています。高級純粋な電気自動車の競争状態と比較して、5分で燃料がいっぱいになり、500km以上の走行距離はもちろん魅力的です。
リチウムイオン電池
自動車用リチウムイオン電池は、使い捨てリチウム電池をベースに開発されており、現在、純粋な電気自動車用電池の研究開発の主な方向性を担っています。リチウムイオン電池は、メモリがなく、自己放電率が低く、環境保護があり、比エネルギーなどの多くの利点があります。比電力はNi-Mh電池に次ぐもので、R&Dや自動車メーカーの車載電池で最も人気のある可能性があります。
リチウムイオン電池の特性
1、電圧プラットフォーム
アノード材料としてのリチウムイオン電池は異なり、そのモノマー電池電圧は3.7〜4 vの範囲であり、より大きなリン酸鉄リチウムモノマー電池電圧の適用は3.2vであり、Ni-Mh電池の3倍、鉛酸です。電池2回
2、エネルギーよりも大きい
リチウムイオンパワーバッテリーのエネルギー密度の現在の乗用車は200wh / kgに近く、2020年には300wh / kgに達すると予想されています
3、短いバッテリー寿命
電気化学材料の特性の制限により、リチウムイオン電池のサイクルは突破口がありません。リン酸鉄リチウムの場合、モノマーの電池サイクルは、グループの後に1000回以上しか到達できません。
4、環境へのより大きな影響
リチウムイオン電池は軽金属リチウムを使用していますが、水銀、鉛、有害な重金属は含まれていませんが、環境への汚染が少ないグリーン電池と考えられています。
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