電気自動車のバッテリーのカテゴリーはいくつありますか？

電気自動車のバッテリーには、バッテリーと燃料電池の2つのカテゴリーがあります。このバッテリーは、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、ナトリウム硫黄電池、二次リチウムイオン電池、空気電池などの純粋な電気自動車に適しています。

燃料電池は、アルカリ燃料電池（AFC）、リン酸燃料電池（PAFC）、溶融炭酸燃料電池（MCFC）、固体酸化物燃料電池（SOFC）、プロトン交換膜燃料電池（PEMFC）などの燃料電池電気自動車専用です。 、直接メタノール燃料電池（DMFC）。

電気自動車の種類によって若干の違いがあります。バッテリーのみを搭載した純粋な電気自動車では、バッテリーは車両駆動システムの唯一の電源として機能します。従来のエンジン（または燃料電池）とバッテリーを搭載したハイブリッド車では、バッテリーが車両駆動システムの主電源の役割を果たし、補助電源として機能することができます。低速および始動時には、バッテリーが車両駆動システムの主電源の役割を果たしていることがわかります。完全にロードされると、補助電源として機能します。通常の運転中または減速およびブレーキ時にエネルギーを蓄えるように機能します。キャラクター。

燃料は燃料電池を陽極酸化し、酸化剤は陰極で還元されます。ガス燃料（水素）がアノード（つまり、外部回路のアノード、燃料電極とも呼ばれる）に継続的に供給される場合。また、陰極（すなわち、空気電極とも呼ばれる外部回路の陽極）に連続的に供給される酸素（または空気）により、電極上の電気化学反応を連続的に反応させて電流を発生させることができる。これは、燃料電池と従来の電気が

プールとは異なり、その燃料と酸化剤はバッテリーに貯蔵されませんが、バッテリーの外部の貯蔵タンクに貯蔵されます。それが機能するとき（電流を出力して機能するとき）、反応生成物を放電しながら、燃料と酸化剤をバッテリーに継続的に入力する必要があります。したがって、動作モードからは、従来のガソリンまたはディーゼル発電機に似ています。燃料電池は、運転中に燃料と酸化剤がバッテリーに継続的に供給されるため、燃料電池で使用される燃料と酸化剤は両方とも流体（気体または液体）です。最も一般的に使用される燃料は、純粋な水素、さまざまな水素に富むガス（改質ガスなど）、および特定の液体（水性メタノールなど）です。一般的に使用される酸化剤は、純粋な酸素、清浄な空気、およびその他のガス（過酸化など）です。水素、硝酸等の水溶液）。

燃料電池アノードの役割は、燃料と電解質に共通のインターフェースを提供し、反応で生成された電子を外部回路または集電体に転送し、次に外部に転送しながら、燃料の酸化を触媒することです。回路。カソード（酸素電極）の役割は、酸素と電解質の間に共通の界面を提供し、酸素の還元を触媒し、外部回路から酸素電極の反応部位に電子を輸送することです。電極上で発生する反応のほとんどは多相界面反応であるため、反応速度を上げるために、電極は一般に多孔質材料でできており、電極触媒でコーティングされています。

電解質の役割は、電極反応で燃料電極と酸素電極によって生成されたイオンを輸送し、電極が真っ直ぐになるのを防ぐことです。

電子を転送します。

膜の役割は、イオンを伝導し、電子が電極間を直接通過するのを防ぎ、酸化剤を還元剤から分離することです。したがって横隔膜

電解質の腐食や絶縁に耐性があり、濡れ性に優れている必要があります。

電池

電気自動車のバッテリーパックは、複数のバッテリーを直列に積み重ねたものです。一般的なバッテリーパックには約96個のバッテリーがあります。 4.2Vに充電されたリチウムイオンバッテリーの場合、このようなバッテリーパックは400Vを超える合計電圧を生成できます。自動車の電源システムはバッテリーパックを単一の高電圧バッテリーとして扱い、バッテリーパック全体を毎回充電および放電しますが、バッテリー制御システムは各バッテリーの状態を個別に考慮する必要があります。バッテリーパックの1つが他のバッテリーよりわずかに容量が少ない場合、充電状態は複数の充電/放電サイクルの後に他のバッテリーから徐々に逸脱します。このバッテリーの充電状態が他のセルと定期的にバランスが取れていない場合、最終的には深放電状態になり、損傷を引き起こし、最終的にバッテリーパックの故障を引き起こします。これを防ぐには、各バッテリーの電圧を監視して充電状態を判断する必要があります。さらに、これらのバッテリーの充電状態のバランスをとるために、バッテリーを個別に充電または放電できるようにするデバイスが必要です。

バッテリーパック監視システムにおける重要な考慮事項は、通信インターフェースです。プリント基板内の通信の場合、一般的なオプションには、シリアルペリフェラルインターフェイス（SPI）バスとI2Cバスがあり、それぞれ低干渉環境向けの通信オーバーヘッドが低くなっています。もう1つのオプションは、自動車アプリケーションで広く使用されているコントローラーエリアネットワーク（CAN）バスです。 CANバスは、エラー検出とフォールトトレランス特性を備えた非常に優れていますが、通信オーバーヘッドが大きく、材料費が高くなります。バッテリーシステムから車のメインCANバスへの接続は価値がありますが、バッテリーパック内でSPIまたはI2C通信を使用することは有利です。

性能の異なる化学電池にはさまざまな種類があります。その性能を特徴づけるために一般的に使用される指標は、電気的特性、機械的特性、貯蔵特性などであり、性能や経済的コストを含むこともあります。主にその電気的特性と保存性能を紹介します。電気的特性には、起電力、定格電圧、開回路電圧、動作電圧、終端電圧、充電電圧、内部抵抗、容量、比エネルギーと比電力、貯蔵性能と自己放電、および寿命が含まれます。ストレージのパフォーマンスは、主にバッテリーの自己放電サイズに依存します。

起電力

バッテリーの起電力は、バッテリーの標準電圧または理論電圧とも呼ばれ、バッテリーが切断されたときの正極と負極の間の電位差です。

定格電圧

定格電圧（または公称電圧）は、電気化学システムのバッテリーの動作に対して認識されている標準電圧です。

開回路電圧

バッテリーの開回路電圧は、無負荷のバッテリー電圧です。開回路電圧はバッテリーの起電力と等しくありません。熱力学的関数から計算されたバッテリーの起電力と、バッテリーの開回路電圧が実際に測定されていることを指摘しておく必要があります。

動作電圧

負荷がかかった状態でのバッテリーの実際の放電電圧を指し、通常は電圧範囲を指します。

（5）終端電圧

負荷と使用要件に応じて、放電終了時の電圧を指します。

充電電圧

外部回路のDC電圧がバッテリーを充電する電圧を指します。一般的な充電電圧は、バッテリーの開回路電圧よりも高く、通常は特定の範囲内です。

内部抵抗

バッテリーの内部抵抗には、正極板と負極板の抵抗、電解液の抵抗、セパレーターの抵抗、およびコネクターの抵抗が含まれます。

正と負の抵抗

現在、一般的に使用されている鉛蓄電池の正極板と負極板は、鉛ビスマス合金または鉛カルシウム合金のグリッドと活物質からなるペースト型です。したがって、プレート抵抗もグリッド抵抗と活物質抵抗で構成されます。グリッドは活物質の内層にあり、充電および放電中に化学変化を受けないため、その抵抗はグリッドの固有の抵抗です。活物質の電気抵抗は、電池の充電状態や放電状態によって異なります。

バッテリーが放電すると、プレートの活物質が硫酸鉛（PbSO4）に変換され、硫酸鉛の含有量が多いほど抵抗が大きくなります。バッテリーが充電されると、硫酸鉛は鉛（Pb）に還元され、硫酸鉛の含有量が少ないほど抵抗は小さくなります。

電解液抵抗

電気抵抗は濃度によって異なります。特定の濃度が指定された濃度範囲を選択すると、電解液の抵抗は充電と放電の程度によって変化します。電池を充電すると、電極板の活物質が減少する一方で電解質の濃度が増加し、その電気抵抗が減少します。電池が放電すると、電極板の活物質が硫酸化する一方で電解液の濃度が低下し、その抵抗が増加します。

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