Budoucí vývojové trendy technologie a materiálů baterií pro elektromobily
Dec 08, 2023
Plán technologie elektrických vozidel
Elektromobily jsou vozidla, která jako zdroj energie využívají hlavně baterie a jsou zcela nebo částečně poháněna elektromotory. Jsou to high-tech produkty zahrnující více oborů, jako je mechanika, elektronika, elektřina a mikropočítačové řízení. Podle aktuálního technického stavu a principů řízení vozidel lze elektrická vozidla rozdělit do tří typů: hybridní elektrická vozidla, čistě elektrická vozidla a elektrická vozidla s palivovými články. S technologickým pokrokem a vývojem aplikací projde klasifikace elektrických vozidel také novými změnami. Například plug-in elektromobily jako odvětví postupně rozšiřují svůj vliv a brzy se stanou důležitou silou v historii vývoje elektromobilů.
1. Hybridní elektrické vozidlo (HEV)
V posledních deseti letech se díky relativně vyspělé technologii a zjevným účinkům na úsporu energie a ochranu životního prostředí rychle vyvíjela hybridní elektrická vozidla a s podporou preferenčních politik v různých zemích postupně vstoupila do fáze komerční propagace a aplikace. . Japonské hybridní modely elektromobilů, zastoupené Prius a Civic, mají na trhu absolutní výhody a zaujímají dominantní postavení v technologii a na trhu. V posledních letech uvedli přední evropští a američtí výrobci automobilů na trh také hybridní vozidla s vlastními charakteristikami. Vzorec ovládaný Japonci je narušován. Dá se předpokládat, že hybridní elektrická vozidla se během 2 až 3 let postupně stanou hlavním proudem velkých automobilových společností. Konkurenční modely.
Hybridní elektrická vozidla označují především vozidla, která k tradičnímu vozidlu se spalovacím motorem přidávají pomocný napájecí systém skládající se z elektromotoru a napájecí baterie a systém provádí vyrovnávání výkonu, spojování, regeneraci a ukládání energie a další funkce. V závislosti na stupni elektromechanické vazby, strategii řízení a podmínkách silničního provozu se míra úspory paliva pohybuje od 10 % do 40 %.
2. Plug-in Hybrid Electric Vehicle (PHEV)
Plug-in elektrická vozidla se také nazývají externě dobíjecí hybridní elektrická vozidla. Vozidlo nabíjí napájecí baterii vybavenou v systému připojením k domácímu napájení (110V/220V) nebo vyhrazenému zdroji napájení (380V/500V). Po nabití může pouze Elektromotor na baterie slouží k pohonu elektromobilu v čistě elektrickém režimu. Po vyčerpání zbývající energie dobíjecí baterie může vůz nastartovat spalovací motor a jezdit v paralelním nebo sériovém hybridním režimu. PHEV realizuje skutečný benzin-elektrický hybrid, který lze „tankovat“ nebo „nabíjet“. Dokáže dosáhnout jízdy s nulovými emisemi s delším kilometrovým proběhem a je čistší než konvenční hybridní pohon.
PHEV zohledňuje výhody čistě elektrických vozidel a konvenčních HEV. Je to čisté, energeticky úsporné a snadno použitelné vozidlo, které je v této fázi proveditelné. Jde o přechodné technické řešení z HEV na BEV. Výchozím bodem pro plug-in hybridní vozidla je jízda v čistě elektrickém režimu.
3. Elektrické vozidlo (zkráceně EV)
Čistě elektrické vozidlo se také nazývá bateriové elektrické vozidlo (BEV). Jeho napájecí systém se skládá hlavně z napájecí baterie a elektromotoru. Získává energii z elektrické sítě (nebo nahrazuje baterii) a dodává elektrickou energii elektromotoru prostřednictvím napájecí baterie. Řídit auto.
Hlavní výhody čistě elektrických vozidel jsou: nulové emise, nízké vibrace a hlučnost, vysoká energetická účinnost a možnost využívat k nočnímu nabíjení levný „mimošpičkový výkon“ z elektrické sítě, což hraje roli při zmírňování špiček. a údolní rozdíly v elektrické síti. Hlavní nevýhody čistě elektrických vozidel: za prvé, společenské náklady na investice do nabíjecí infrastruktury jsou vysoké a popularizace nabíjecích stanic vyžaduje velké sociální kapitálové investice; za druhé, dojezd je krátký, napájecí baterie je drahá a také je třeba zlepšit kapacitu a životnost baterie.
V současné době jsou čistě elektrická vozidla komerčně propagována a používána ve Spojených státech, Japonsku, Evropě a dalších zemích a regionech se zaměřením na speciální komunální vozidla (vozidla poštovní přepravy, sanitační vozidla atd.), autobusy pevných linek, oficiální vozový park vozidla a Soukromá auta a další obory. V současné době patří Francie mezi světovou špičku z hlediska oblíbenosti a vlastnictví elektrických vozidel.
Technicky vykazují současná čistě elektrická vozidla následující trendy: technologie integrace a optimalizace energetického systému se neustále zlepšuje a efekty úspory energie jsou významné; vysoce výkonné lithium-iontové baterie a nikl-vodíkové baterie nahrazují tradiční olověné baterie; účinné integrované elektrické pohonné systémy nahrazují tradiční stejnosměrné motory; rozšířené používání elektrických pomocných systémů zlepšilo účinnost využití energie a výkon celého vozidla; aplikace síťových systémů podpořila modularizaci a inteligenci elektrických vozidel; lehká technologie a elektrická konstrukční bezpečnostní technologie byly systémové aplikace.
Od roku 2009 Čína zahájila vzestup ve výzkumu a vývoji čistě elektrických vozidel. Od čistě elektrických mini aut po čistě elektrické sedany, čistě elektrické autobusy a čistě elektrická speciální vozidla, prototypy produktů byly uvedeny na trh jeden za druhým. Tradiční výrobci automobilů se připravují na transformaci. Elektrická lehká vozidla, společnosti vyrábějící autodíly a dokonce i další společnosti, které nesouvisejí s automobilovým průmyslem, často investují desítky nebo dokonce stovky milionů jüanů a demonstrace čistě elektrických vozidel se široce provádějí na různých místech. Industrializace čistě elektrických vozidel zahájila v Číně jaro.
4. Elektrické vozidlo s palivovými články (FCEV)
Elektrické vozidlo s palivovými články je vozidlo, které využívá vodík a kyslík ve vzduchu k výrobě elektrické energie prostřednictvím elektrochemické reakce v palivovém článku za působení katalyzátoru a slouží jako hlavní zdroj energie pro pohon vozidla. Jeho energetický systém se skládá hlavně z motoru s palivovými články, palivové nádrže (vodíkové láhve), elektrického motoru/generátoru, napájecí baterie atd. Využívá výrobu energie z palivových článků jako hlavní zdroj energie a pohání vozidlo prostřednictvím motoru .
Hlavní rysy elektromobilů s palivovými články: vysoká účinnost přeměny energie. Účinnost přeměny energie palivových článků může dosahovat až 60 % až 80 %, což je 2 až 3krát více než u spalovacích motorů; nulové emise a žádné znečištění životního prostředí. Palivem palivového článku je vodík a kyslík a produktem je čistá voda; vodíkové palivo pochází z široké škály zdrojů a lze jej získat z obnovitelných zdrojů energie a nespoléhá se na ropné palivo.
Výzkumný a vývojový model vozidel s palivovými články je v současné době prováděn průmyslem, akademickou obcí a výzkumnými ústavy pod vedením vlády a nadnárodní spolupráce je aktivně prováděna po celém světě. Implementace hlavních národních výzkumných plánů a kooperativních výzkumných a vývojových projektů značně podpořila proces výzkumu a vývoje globálních palivových článků a vozidel s palivovými články. Nově uvedená vozidla s palivovými články ve světě nedávno prokázala vynikající výkon a udělala velký pokrok ve spolehlivosti vozidel, kontrole nákladů a dalších aspektech.