純粋な電気自動車のバッテリーの種類は何ですか？

大きなカテゴリーから、電気自動車用のバッテリーには、バッテリーと燃料電池の2つの主要なタイプがあります。このバッテリーは、鉛蓄電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ナトリウム硫黄電池、二次リチウム電池、空気電池などの純粋な電気自動車に適しています。その中で、鉛蓄電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池は比較的早く登場しており、一般的に廃止されている種類の電池でもあります。今日、主流の純粋な電気自動車は基本的にリチウム電池であり、主にテスラ製品などのコバルト酸リチウム電池が含まれています。トヨタプリウス、日産リーフなどのリチウムマンガン酸化物電池。 BYD製品、ZINORO1Eなどのリン酸鉄リチウム電池。

鉛蓄電池は、最も一般的に使用されている新エネルギー車のバッテリーです。鉛蓄電池のプレートは鉛合金製のグリッドで、電解液は希硫酸で、両方のプレートは硫酸鉛で覆われています。ただし、充電後、正極板の硫酸鉛は二酸化鉛に変換され、負極の硫酸鉛は金属鉛に変換されます。放電すると、逆方向の化学反応が起こります。鉛蓄電池のメリットは、放電時の起電力が比較的安定していることと、比エネルギーが小さく、環境が腐食していることです。

ニッケル水素電池は、ハイブリッド新エネルギー車に幅広い用途があります。エネルギー密度比が大きく、車両の走行時間を効果的に延長できます。さらに、ニッケル水素電池は、安定した放電特性、滑らかな放電曲線、および低発熱を備えています。量が多すぎて汚染があります。

リチウムイオン電池は、鉛蓄電池やニッケル電池と比較して、動作電圧が高く、比エネルギーが大きく、体積が小さく、軽量で、サイクル寿命が長く、自己放電率が低く、メモリー効果がなく、汚染がないなどの利点があります。水素電池。より多くの自動車メーカーが、純粋な電気自動車のパワーバッテリーとしてリチウムイオンバッテリーを使用することを選択しています。

リチウムイオン電池には、コバルト酸リチウム電池、酸化リチウムマンガン電池、リン酸鉄リチウム電池の3種類があります。コバルト酸リチウム電池は、高効率、大放電電流、高速充電速度、軽量です。しかし、不利な点は、安定性が比較的低いことです。そのため、このバッテリー技術は大容量バッテリーセルの製造が困難です。マンガン酸リチウム電池は、コストがやや低く、コバルト酸リチウムほど過激ではなく、低温性能が良く、寒冷地での使用に適していますが、高温安定性が十分ではなく、簡単です。膨らむと、サイクル寿命がより速く減衰します。

リン酸鉄リチウム電池は、コバルト酸リチウム電池や酸化マンガンリチウム電池に比べて、特に高温での安定性が安定していることから、最も安全な車両用電池技術と呼ばれています。多くの場合、予期しない状況での火災などの事故の可能性も低くなります。ただし、リン酸鉄リチウム電池は、上記の2つの電池技術ほど効率的ではありません。同じエネルギーを蓄えるのに必要な重量は、コバルト酸リチウム電池の約2倍です。この新しいバッテリー技術が高性能の電気スポーツカーになるのが難しいのも不思議ではありません。

現在市場で使用されている電気自動車用バッテリーの種類によって、鉛蓄電池、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池に大別できます。しかし、現在、電気自動車分野では多くの密閉型鉛蓄電池が使用されており、リチウム電池もその容量によるものです。小型で長寿命で柔軟な充電方法も大多数のユーザーに好まれていますが、価格が高いため、多くの顧客はそれを避けています。

鉛蓄電池は最低価格で安全性が高く、最も一般的に使用されています。中国は鉛蓄電池の世界最大の生産国です。汚染されていない成分が含まれており、リサイクル可能です。欠点は、ボリュームが小さいことです。つまり、同じ容量で、バッテリーは重くてかさばります。コロイド電池は、鉛蓄電池の開発分類です。最も簡単な方法は、硫酸にゲル化剤を加えて、硫酸を電気油圧式にしてコロイド状態にすることです。電気油圧式がコロイド状である電池は、しばしばコロイド電池と呼ばれます。大まかに言えば、コロイド電池と従来の鉛蓄電池の違いは、電気油圧式がゼラチン状に変更されていることだけではありません。たとえば、固化していない水性コロイドは、電気化学的分類の構造と特性から、同じコロイド電池です。

リチウムイオン電池の比容積は、ニッケル水素電池の比容積よりも優れています。同じ容量の鉛蓄電池の場合、リチウムイオン電池の重量はラップトップと同等であるため、老若男女を問わず使用できます。ただし、爆発や燃焼の可能性があり、リチウムイオン電池で解決する必要があります。

ニッケル水素電池の比容積は、鉛蓄電池よりもはるかに優れています。単電池の寿命も長く、鉛蓄電池よりも大電流充放電特性が優れています。問題は、ニッケル水素電池シリーズには多くの管理上の問題があるということです。充電が行われると、シングルセルセパレーターの溶融の問題が形成され、バッテリー全体が急速に故障します。したがって、国産ニッケル水素電池の重要な技術的問題は、充電器と電池管理システムの問題であり、この問題は電池メーカーとメーカーの十分な注目を集めていません。したがって、ニッケル水素電池の開発には大きな制約があります。

電気自動車のバッテリーには、鉛蓄電池、ニッケル水素バッテリー、ニッケルカドミウムバッテリー、リチウムイオンバッテリー、ポリマーリチウムバッテリー、空気亜鉛バッテリー、および燃料電池が含まれます。その中で、バッテリーは、バルブ制御鉛蓄電池のメンテナンスフリーバッテリー、コロイド状鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池に分けられます。

鉛蓄電池とリチウム電池の主な用途である鉛蓄電池は扱いにくいですが、価格が安く、性能が安定しており、技術が比較的成熟しています。リチウム電池は価格が高くなりますが、使用時間は長く、持ち運びに便利です。去年の4月にDaoyixingMallからTianneng鉛蓄電池を購入しました。今でもいい気がします。バッテリーはまだメンテナンスが必要です。

電気自動車のバッテリーは、電気自動車の電源です。現在の電気自動車のほとんどは鉛蓄電池を搭載しています。鉛蓄電池は低コストで費用効果が高いです。この電池は充電が可能で繰り返し使用できることから「鉛蓄電池」と呼ばれています。

1860年、フランスのPlanteは、鉛蓄電池の前駆体である鉛を電極として使用する電池を発明しました。 、

電気自転車で使用できるパワーバッテリーは、バルブ調整式鉛蓄電池、コロイダル鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池の4種類です。

鉛蓄電池

鉛蓄電池は、その低価格、豊富な材料源、高い比出力、成熟した技術と製造プロセス、および高い資源回収率のために、さまざまな国のさまざまな電気自動車によって広く使用され、広く研究されています。省力化、便利、高速、快適、安価、ゼロエミッションの自家用車として、電動自転車は関連する州の部門によって広く受け入れられ、評価されてきました。国家評議会開発研究センター、国家発展改革委員会、建設省、科学技術省が参加した軽電気自動車産業の開発戦略に関する研究グループが報告書を提出した。 「軽電気自動車産業の発展戦略に関する研究」について。国内の電動自転車の数は3000万台を超えています。電動自転車の95％以上がVRLAバッテリーを使用しています。

商用電動自転車の大部分は密閉型鉛蓄電池であり、頻繁に補充する必要がなく、メンテナンスフリーです。主な化学反応は次のとおりです。PbO2+ 2H2SO4 + Pb ←充電、放電→ 2PbSO4 + 2H2O

鉛蓄電池を充電すると、硫酸鉛となるイットリウムヤン極の海綿状鉛が、そこに固定されている硫酸成分を電解液に放出し、それぞれスポンジ鉛と酸化鉛になり、硫酸濃度は電解質は継続的に増加します。放電中の陽極の酸化鉛と陰極板の海綿状鉛が電解液中の硫酸と反応して硫酸鉛になり、電解液中の硫酸濃度が連続的に低下します。鉛蓄電池が完全に充電されていない場合、陰陽プレートの硫酸鉛を完全に海綿状の鉛と酸化鉛に変換することはできません。バッテリーが長期間不足すると、硫酸鉛が結晶化し、プレートが加硫され、バッテリーの品質が低下します。バッテリーが過充電されると、アノードで生成される酸素の量がカソードの吸着容量よりも大きくなるため、バッテリーの内圧が上昇し、ガスがオーバーフローし、電解質が減少し、活物質が軟化する可能性があります。または脱落し、バッテリーの寿命が大幅に短くなります。

総合的なパフォーマンスが大幅に向上しました

過去10年間で、電動自転車用のバルブ制御鉛バッテリーの総合性能が大幅に向上しました。例として6-DZM-10バッテリーを取り上げます。 1997年、このタイプのバッテリーの容量は不十分でした。 2時間レート（5A）の放電容量は10Ah未満です。比エネルギーが低く、2時間率の比エネルギーが30Wh / kg未満です。寿命は短く、100％放電深さのサイクル寿命はわずか50〜60倍（容量が8Ahに低下する前、以下と同じ）、耐用年数はわずか3〜5ヶ月です。

2003年までに、2時間率（5A）の放電容量は11〜13Ahに達しました。 2時間率の比エネルギーは33〜36Wh / kgに達しました。 100％放電深度サイクル寿命は250〜300回に達し、耐用年数は12か月以上に達する可能性があります。電動自転車用のバルブ制御鉛蓄電池の問題は基本的に解決されました。

このタイプのバッテリーのディープサイクル寿命性能には、新しく画期的なものがあります。主な性能は次のとおりです。2hレート（5A）の初期放電容量は14Ahに達します。 2時間レートの比エネルギーは38Wh / kgに達します。 100％の排出深度は400倍以上のサイクル寿命を持ち、総排出容量は4500Ahであり、対応する累積走行距離は約18000km（〜4km）/ Ahであり、以下と同じです）。最高のディープサイクル寿命は600倍以上で、総排出容量は6151 Ahであり、対応する累積走行距離は約24,600kmです。容量が寿命マークとして7Ah未満の場合、ディープサイクル寿命は943サイクル、総排出容量は8710Ah、対応する累積走行距離は約34800kmです。 250回のディープサイクル寿命を押すか、2250Ahの総容量を解放すると、それに対応する9000kmの累積走行距離が1年間保証されます。

充電器との一致に注意してください

長年の使用の中で、電動自転車の自動車メーカーやバッテリーメーカー全体が、バッテリーと電気駆動システム関連機器のマッチング、特に充電器とのマッチングの重要性を徐々に認識してきました。製造品質はバッテリー品質の前提条件ですが、高品質バッテリーの優れた性能を達成するために、対応する充電器とのみ使用できます。そうでない場合、高品質バッテリーは潜在的な優れた性能を十分に発揮できません。

配合、構造、酸濃度などの違いにより、メーカーによって電池の保管パラメータが異なります。たとえば、定電圧段階でのさまざまなメーカーのバッテリーの充電パラメーターは、1.5〜2.0V（36Vバッテリーパックの場合）異なる可能性があることが調査でわかりました。適切な充電パラメータの基本的な要件は次のとおりです。バッテリを完全に充電できること、および充電不足によってバッテリ容量が減衰しないことを確認すること。また、バッテリーが深刻な脱水状態になり、寿命全体にわたって過充電が原因で熱的に制御不能にならないようにするため。

純粋な電気自動車の鉛蓄電池

初期の純電気自動車に使用されていたオープンリード蓄電池は、「8月5日」の計画期間中に研究結果を採用し、19ヶ月（12万km）の成功体験を達成しました。重要なのは、制御充電モードと放電深度を蓄積することです。そして、タイムリーな水分補給と他のシステムマッチングの仕事の経験と細心のメンテナンスの経験。近年、四輪ミニチュア電気自動車（ツアーバス、パトカー、ゴルフカート、近距離道路車両など）が急速に発展し、使用される自動車のほとんどは鉛蓄電池です。対応するモデルのバッテリーは、バッテリーメーカーによって支持されています。

電気自動車は、新しいバルブ制御の密閉型鉛蓄電池を採用しています。そのパフォーマンスは次のとおりです。3時間のレート容量55Ah。比エネルギーは3時間で33Wh / kgと84Wh / Lです。 75％の放電深さのサイクル寿命は400倍以上です。電動自転車用のバルブ制御鉛蓄電池の成功体験は、純粋な電気自動車用のバルブ制御鉛蓄電池にまで拡張でき、性能はさらに向上すると考えられています。

ハイブリッド電気自動車用鉛バッテリー

ハイブリッド電気自動車は現在、3つのカテゴリーに分類されています：軽度のハイブリッド（つまり、電気システムは主にブレーキエネルギーの始動と回復に使用されます、すべての車で促進される42V電気システムはこのタイプに属します）、中程度の混合（つまり電気）システムは、始動、ブレーキエネルギーの回復、中距離および短距離の移動に使用されます）、ヘビーハイブリッド（つまり、始動、ブレーキエネルギーの回復、および長距離走行用の電気システム、「プラグイン」とも呼ばれます）。

国内外の文献で、軽度混合電気自動車では、主に低コスト、成熟した技術、信頼性の高い性能のために、バルブ制御鉛蓄電池が有利であることが明らかになっています。中混合電気自動車用のバルブ制御鉛蓄電池。 ALABC（Advanced Lead-Acid Battery Complex）は、MH-Niバッテリーを搭載した中程度のハイブリッド電気自動車の市場に備えるために開発されています。ロールオンバイポーラバッテリーとTMF（金属）が導入され、車両にテストされています。薄膜）バッテリー;高度に混合された電気自動車の分野では、鉛バッテリーは比エネルギーが低く、長距離の電気システムの運転要件を満たすことができません。

コロイダルバッテリー

通常の液体電解質用鉛蓄電池の改良版です。ゼラチン状の電解液を採用しており、内部に遊離液がありません。同量で電解液容量が大きく、熱容量が大きく、放熱能力が高いため、一般電池で発生しやすい熱暴走現象を回避できます。電解液濃度が低く、プレートの腐食が弱いです。濃度は均一で、酸の層化はありません。

ニッケル水素電池

（Ni-MH）

ニッケル水素電池は、1990年代に登場し、急速に成長している電池ファミリーの新製品です。 Ni-MHバッテリーの電極反応は次のとおりです。

正極：Ni（OH）2 + OH- = NiOOH + H2O + e-

負極：M + H2O + e = MHab + OH-Ni（OH）2 + M = NiOOH + MHab

ニッケルカドミウム電池と同じアルカリ乾電池です。ニッケルカドミウム電池の負極材料のカドミウムcdを水素吸蔵合金材料（MH）に置き換えるだけで、起電力は1.32vのままです。ニッケルカドミウム電池の優れた特性をすべて備えており、エネルギー密度はニッケルカドミウム電池よりも高くなっています。主な利点は次のとおりです。より高い比エネルギー（1回の充電でより長い距離）。より高い比出力、大電流動作中のスムーズな放電（上昇を加速する優れた能力）;良好な低温放電性能;長いサイクル寿命;安全で信頼性が高く、メンテナンスフリー。メモリー効果なし。環境への汚染問題はなく、再生可能で、持続可能な開発の概念と一致しています。ただし、Ni-MHバッテリーは非常に高価です。

リチウムイオン電池

リチウムイオン電池は、1990年にソニー株式会社から初めて市場に投入された新しい高エネルギー電池です。比エネルギーが高く、現在の電池の中で最もエネルギーが高いという利点があります。ポータブル情報製品で宣伝され、適用されています。

リチウムイオン電池には、一般的に次のような利点があると考えられています。比エネルギーが大きい。高い比出力;小さな自己放電;メモリー効果なし。良好なサイクル特性;急速放電、高効率;広い動作温度範囲;環境汚染等はありません。21世紀最高の電力供給に入ることが期待されています。リチウムイオン電池がさらに開発される2006年から2012年の期間中に、MH / Ni電池の市場シェアは縮小すると予想されます。リチウムイオンの市場シェアは拡大します。リチウムイオン電池を使用した電動自転車製品を販売しています。

安全性、サイクル性能、比容量の高い、新しく安価なカソード材料の開発により、電動自転車用のリチウムイオン電池は実用に近づいています。バッテリー管理システム（BMS）を備えた電動自転車用のリチウムイオンバッテリーがいくつかあります。リチウムイオン電池の製造を専門とする電動自転車メーカーもあります。著者は、電動自転車用のリチウムイオン電池が、自動車で最初に商品化された大容量のパワータイプの電池になると信じています。鉛蓄電池に次ぐ実用電池となり、ハイエンドの電動自転車用電池にも使用されます。純粋な電気自動車や電気バスの大型リチウムイオン電池や、ハイブリッド電気自動車の試験などが多く報告されています。リチウムイオン電池の現在の開発レベルと経験から、電動自転車用の48V10Ah電池パックの安全性は保証されていると考えられますが、商用電気自動車用の大型リチウムイオン電池の使用には、依然として多くの大変な作業です。主に、純粋な電気自動車と電気バス、ハイブリッド電気自動車、使用するバッテリーの数、システムが複雑、安全性がより難しい、信頼性と一貫性の要件が高い、価格が高すぎる。深センBYDは2005年に200台のタクシー車にリチウムイオン電池を電源として供給すると報じられている。2007年まで延期されている。

燃料電池

燃料電池は、化学エネルギーを電気エネルギーに直接変換して、車両を駆動するモーターに供給します。その主な利点は次のとおりです。高効率、燃料節約。ゼロエミッション;低騒音等、特に車両の電源に適しています。水素燃料電池車は、石油製品を燃料とする車の代替に最適です。

亜鉛ニッケル電池（Zn-Ni）

Zn-Niバッテリーは、推進すべき電気自動車用バッテリーと見なされてきました。 4年から5年の市場審査から、商用電気自動車にはほとんど使用されていません。これは主に、Zn-Ni電池の価格が高いためです（VAHあたり2.5〜4元、鉛蓄電池の4〜6倍）。サイクル中の初期容量減衰率は大きく、バッテリパックの実際の使用寿命に影響を与えます。さらに、リチウムイオン電池の急速な開発と値下げにより、電気自動車でのZn-Ni電池の競争力が低下しています。

空気亜鉛電池

空気亜鉛電池は一種の金属空気電池であり、半燃料電池のカテゴリーに属します。高エネルギー、豊富な原材料、低価格、無公害という利点があり、電気自動車用バッテリーの競争力のある候補と見なされています。

アメリカの中国人は、機械的に充電可能な亜鉛電池を製造するために上海にパワー亜鉛を設置し、デモンストレーションワークショップを構築しました。製造された電動自転車と電動二輪車には、走行距離試験用の空気亜鉛電池が搭載され、それぞれ150kmと250kmに達し、多くの宣伝と適用作業が行われ、上海に50の電池交換ポイントが設置されました。しかし、1年足らずで試運転の推進が止まり、市場スクリーニングの結果が利用者に受け入れられなかった。その後、一部の指導者の支援を得て、メーカー製の空気亜鉛電池を搭載した電気バスを電源として使用しました。しかし、空気亜鉛電池の出力性能が低いため、車両の始動および加速性能は大幅に悪化しました。電気自動車用の空気亜鉛電池の開発では、国内外で多くの研究が行われてきました。近年、中国での電気自動車用空気亜鉛電池の開発が再開されましたが、その慣行により空気亜鉛電池の優位性が確認され、亜鉛電極の交換など海外で報告されている問題もいくつか明らかになりました。サービスシステムと再生コスト、酸素電極の寿命、バッテリーの電解液の漏れ、漏れまたはオーバーフロー。

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