Що таке силовий акумулятор?
Технологія батареї - це чудовий винахід з чудовою і довгою історією. Англійська"Battery" батареї вперше з'явилася в 1749 році. Вперше її використав американський винахідник Бенджамін Франклін, коли він використав серію конденсаторів для проведення електричних експериментів. . Він використав розбавлену сірчану кислоту як електроліт для вирішення проблеми поляризації батареї і створив першу неполяризовану цинково-мідну батарею, яка може підтримувати збалансований струм, також відому як акумулятор"Daniel."
У 1860 році Франція&Плант винайшов акумулятор, який використовує свинець як електрод, який також є попередником акумуляторної батареї; в той же час, французький's Lakeland винайшов вуглецево-цинкову батарею, перенісши технологію акумуляторів у сферу сухих батарей.
Комерційне використання технології акумуляторів почалося з сухих батарей. Він був винайдений британцем Хеллерсоном у 1887 році і масово випущений у США в 1896 році. У той же час Томас Едісон винайшов акумуляторну залізо-нікелеву батарею в 1890 році, яка також була реалізована в 1910 році. Комерційне масове виробництво.
З тих пір, завдяки комерціалізації, акумуляторна технологія відкрила еру швидкого розвитку. Томас Едісон винайшов лужні батареї в 1914 році, Шлехт і Акерманн винайшли спечені пластини для нікель-кадмієвих батарей у 1934 році, а Нойманн розробив герметичні нікелеві батареї в 1947 році. лужні батареї.
Після настання 1970-х років акумуляторна технологія зазнала впливу енергетичної кризи і поступово розвивалася в напрямку фізичної енергії. На додаток до безперервного розвитку технології сонячних батарей, що з’явилася в 1954 році, поступово винайшли і комерціалізували літієві батареї та нікель-металгідридні батареї.
Що таке силовий акумулятор? Різниця між ним і звичайними батарейками
Джерело живлення нових енергетичних транспортних засобів, як правило, в основному базується на батареях. Акумуляторна батарея насправді є різновидом джерела живлення, яке забезпечує джерело живлення для транспортування. Основні відмінності між ним і звичайними батарейками:
1. Різні за своєю природою
Акумулятор живлення відноситься до батареї, яка забезпечує живлення для транспортування, як правило, відносно маленької батареї, яка забезпечує енергію для портативного електронного обладнання; у той час як звичайна батарея є різновидом металу літію або літієвого сплаву як матеріал негативного електрода з використанням неводного розчину електроліту. Основна батарея відрізняється від літій-іонної та літій-іонної полімерної батареї.
По-друге, ємність акумулятора різна
У разі нових акумуляторів використовуйте вимірювач розряду, щоб перевірити ємність акумулятора. Як правило, ємність акумуляторів становить близько 1000-1500 мАг; в той час як ємність звичайних акумуляторів перевищує 2000 мАг, а деякі можуть досягати 3400 мАг.
По-третє, потужність розряду різна
Акумулятор ємністю 4200 мАг може розрядити енергію всього за кілька хвилин, але звичайні батареї не можуть' це зробити взагалі, тому ємність розряду звичайних акумуляторів абсолютно непорівнянна з батареями живлення. Найбільша відмінність батареї від звичайної батареї полягає в її великій потужності розряду та високої питомої енергії. Оскільки акумуляторна батарея в основному використовується для енергопостачання транспортного засобу, вона має більшу потужність розряду, ніж звичайні акумулятори.
Чотири, різні програми
Акумулятори, які забезпечують енергію електромобілів, називаються електричними батареями, включаючи традиційні свинцево-кислотні батареї, нікель-метал-гідридні акумулятори та новітні літій-іонні батареї, які поділяються на батареї силового типу (гібридні транспортні засоби) та енергетичні батареї (чисті електромобілі); Літієві батареї, які використовуються в споживчих електронних виробах, таких як мобільні телефони та ноутбуки, зазвичай називають літієвими батареями, щоб відрізняти їх від батарей, що використовуються в електромобілях.
Сучасні основні типи акумуляторів
Технологія свинцево-кислотних акумуляторів, технологія нікель-водневих акумуляторів, технологія паливних елементів і технологія літієвих акумуляторів досі є основними технологіями на ринку.
Свинцево-кислотні акумулятори
Свинцево-кислотний акумулятор має найдовшу історію застосування та найзрілішу технологію. Це батарея з найнижчою вартістю і ціною, і вона досягла масового виробництва. Серед них герметична свинцево-кислотна батарея з клапанним регулюванням (VRLA) колись стала важливою акумуляторною батареєю транспортних засобів, яка використовувалася в електромобілях та HEV, розроблених багатьма європейськими та американськими автомобільними компаніями, такими як Saturn і EVI, розроблені GM в 1980-х і 1990-х років відповідно. Електромобілі тощо.
Однак свинцево-кислотні акумулятори мають низьку питому енергію, короткий термін служби батареї, високу швидкість саморозряду та низький термін служби; їх основною сировиною є свинець, і під час виробництва та переробки може виникнути забруднення навколишнього середовища важкими металами. Тому в даний час свинцево-кислотні акумулятори використовуються в основному для пристроїв запалювання при запуску автомобілів і дрібного обладнання, наприклад, електровелосипедів.
NiMH батареї
Ni/MH акумулятори мають хорошу стійкість до перезаряду та перерозряду. Немає проблеми із забрудненням важкими металами, а також не буде збільшення або зменшення електроліту під час робочого процесу, що може досягти герметичної конструкції та не потребує обслуговування. Порівняно зі свинцево-кислотними і нікель-кадмієвими батареями, нікель-водневі акумулятори мають більш високу питому енергію, питому потужність і термін служби.
Недоліком є те, що акумулятор має поганий ефект пам’яті, і з ходом циклу заряду та розряду сплав для накопичення водню поступово втрачає свою каталітичну здатність, а внутрішній тиск батареї буде поступово збільшуватися, що впливає на використання акумулятора. акумулятор. Крім того, дорога ціна металу нікелю також призводить до підвищення витрат.
З точки зору ключових матеріалів, нікель-метал-гідридні акумулятори в основному складаються з позитивного електрода, негативного електрода, сепаратора та електроліту. Позитивним електродом є нікелевий електрод (Ni(OH)2); негативний електрод зазвичай використовує гідрид металу (MH); електроліт переважно рідкий, а основним компонентом є водень. Оксид калію (KOH). В даний час дослідження нікель-водневої батареї зосереджено в основному на матеріалах позитивних і негативних електродів, а її технологічні дослідження та розробки є відносно зрілими.
Ni-MH акумулятори для транспортних засобів масово виробляються та використовуються, і вони є найбільш широко використовуваним типом автомобільних акумуляторів при розробці гібридних транспортних засобів. Найбільш типовим представником є Toyota Prius, яка на даний момент є найбільшим серійним гібридним транспортним засобом. PEVE, спільне підприємство між Toyota та Panasonic, наразі є найбільшим у світі'виробником нікель-водневих акумуляторів.
Тепер, коли нікель-метал-гідридні батареї вийшли з рядів основних батарей, чому Toyota дотримується нікель-метал-гідридних акумуляторів?
Це має говорити про найбільшу перевагу Ni-MH акумулятора: надзвичайну міцність!
Колись відомі американські автомобільні ЗМІ провели порівняльний тест на Prius першого покоління, який використовувався протягом десяти років. Результати тестів показують, що після 10 років проїзду 330 000 кілометрів для моделі Prius першого покоління з нікель-метал-гідридними акумуляторами, порівнюючи її з даними нового автомобіля, показники споживання палива та потужності залишаються на одному рівні. Гібридна система і акумулятор Ni-MH все ще працюють нормально.
Крім того, навіть проїхавши 330 000 кілометрів за десять років використання, цей Prius першого покоління ніколи не мав проблем з нікель-метал-гідридним акумулятором. Десять років тому люди сумнівалися в тому, що зниження ємності акумулятора сильно вплине на споживання палива та потужність. Він' також не з'явився. З цієї точки зору японці, які завжди були суворими та консервативними, мають свої унікальні причини для своєї любові до нікель-водневих акумуляторів.
Паливний елемент
Паливний елемент — це пристрій для виробництва електроенергії, який безпосередньо перетворює хімічну енергію палива та окислювача в електричну. Паливо і повітря подаються в паливний елемент окремо, і виробляється електроенергія. Зовні він має позитивні та негативні електроди та електроліти тощо, як акумулятор, але насправді він не може"зберігати" але"електростанція".
У порівнянні зі звичайними хімічними батареями, паливні елементи можуть доповнювати паливо, як правило, водень. Деякі паливні елементи можуть використовувати метан і бензин як паливо, але вони зазвичай обмежуються промисловим застосуванням, таким як електростанції та вилкові навантажувачі. Основним принципом роботи водневого паливного елемента є зворотна реакція електролізу води. Водень і кисень подаються на анод і катод відповідно. Після того, як водень дифундує через анод і вступає в реакцію з електролітом, електрони викидаються на катод через зовнішнє навантаження.
Принцип роботи водневого паливного елемента полягає в подачі газоподібного водню на анодну пластину (негативний електрод) паливного елемента. Після дії каталізатора (платини) електрон в атомі водню відокремлюється, а іон водню (протон), який втратив електрон, проходить через протон. Обмінна мембрана досягає катодної пластини (позитивного електрода) паливного елемента, а електрони не можуть пройти крізь протонообмінну мембрану. Цей електрон може пройти тільки через зовнішній ланцюг, щоб досягти катодної пластини паливного елемента, таким чином генеруючи струм у зовнішньому ланцюзі.
Після того як електрони досягають катодної пластини, вони рекомбінуються з атомами кисню та іонами водню, утворюючи воду. Оскільки кисень, що подається на катодну пластину, можна отримати з повітря, доки до анодної пластини безперервно подається водень, до катодної пластини подається повітря, а водяна пара з часом забирається, електрична енергія може бути безперервно надається.
Електрика, що виробляється паливним елементом, подається до електродвигуна через інвертори, контролери та інші пристрої, а потім колеса приводять в обертання через систему трансмісії, ведучу вісь тощо, щоб транспортний засіб міг рухатися по дорозі. У порівнянні з традиційними транспортними засобами ефективність перетворення енергії в транспортних засобах на паливних елементах досягає 60-80%, що в 2-3 рази більше, ніж у двигунів внутрішнього згоряння.
Паливом паливного елемента є водень і кисень, а продуктом - чиста вода. Він не утворює чадний газ і вуглекислий газ, а також не виділяє сірку та частки. Таким чином, транспортні засоби на водневих паливних елементах є справді транспортними засобами з нульовими викидами та нульовим забрудненням, а водневе паливо є ідеальним джерелом енергії для транспортних засобів!
