Prihodnji razvojni trendi tehnologije in materialov baterij za električna vozila

Načrt tehnologije električnih vozil

Električna vozila so vozila, ki kot vir energije uporabljajo predvsem baterije in jih v celoti ali delno poganjajo elektromotorji. So visokotehnološki izdelki, ki vključujejo več disciplin, kot so mehanika, elektronika, elektrika in mikroračunalniški nadzor. Glede na trenutno tehnično stanje in načela vožnje lahko električna vozila razdelimo na tri vrste: hibridna električna vozila, čisto električna vozila in električna vozila na gorivne celice. S tehnološkim napredkom in razvojem aplikacij bo tudi klasifikacija električnih vozil deležna novih sprememb. Na primer, priključna električna vozila kot veja postopoma širijo svoj vpliv in bodo kmalu postala pomembna sila v zgodovini razvoja električnih vozil.

1. Hibridno električno vozilo (HEV)

V zadnjih desetih letih so se hibridna električna vozila zaradi razmeroma zrele tehnologije in očitnih učinkov na varčevanje z energijo in okoljevarstvo hitro razvila in ob spodbujanju preferencialne politike v različnih državah postopoma prešla v fazo komercialne promocije in uporabe. . Japonski modeli hibridnih električnih vozil, ki jih predstavljata Prius in Civic, imajo absolutno prednost na trgu in zavzemajo prevladujoč položaj v tehnologiji in na trgu. V zadnjih letih so veliki evropski in ameriški proizvajalci avtomobilov lansirali tudi hibridna vozila s svojimi značilnostmi. Vzorec, v katerem prevladujejo Japonci, se ruši. Pričakovati je, da bodo hibridna električna vozila v 2 do 3 letih postopoma postala glavni tok večjih avtomobilskih podjetij. Konkurenčni modeli.

Hibridna električna vozila se v glavnem nanašajo na vozila, ki tradicionalnemu vozilu z motorjem z notranjim zgorevanjem dodajo pomožni napajalni sistem, sestavljen iz elektromotorja in napajalne baterije, sistem pa izvaja uravnoteženje moči, spajanje, regeneracijo in shranjevanje energije ter druge funkcije. Odvisno od stopnje elektromehanske sklopke, strategije krmiljenja in pogojev cestnega prometa se stopnja prihranka goriva giblje od 10 % do 40 %.

2. Priključno hibridno električno vozilo (PHEV)

Električna vozila s priključkom se imenujejo tudi hibridna električna vozila z zunanjim polnjenjem. Vozilo polni baterijo, ki je vgrajena v sistem, s priklopom na gospodinjski napajalnik (110V/220V) ali namenski napajalnik (380V/500V). Po polnjenju lahko le. Električni motor na baterijski pogon se uporablja za pogon električnega vozila v povsem električnem načinu. Ko se porabi preostala moč polnilne baterije, lahko avtomobil zažene motor z notranjim zgorevanjem in vozi v paralelnem ali serijsko hibridnem načinu. PHEV predstavlja pravi bencinsko-električni hibrid, ki ga je mogoče "točiti" ali "polniti". Lahko doseže vožnjo brez emisij z daljšo kilometrino in je čistejši od običajnega hibridnega pogona.

PHEV upošteva prednosti povsem električnih vozil in običajnih HEV. To je čisto, energetsko varčno in za uporabo enostavno vozilo, ki je na tej stopnji izvedljivo. Gre za prehodno tehnično rešitev iz HEV v BEV. Izhodišče za priključna hibridna vozila je vožnja v povsem električnem načinu.

3. Električno vozilo (na kratko EV)

Čisto električno vozilo se imenuje tudi baterijsko električno vozilo (BEV). Njegov napajalni sistem je v glavnem sestavljen iz napajalne baterije in elektromotorja. Napaja se iz električnega omrežja (ali nadomešča baterijo) in prek napajalne baterije zagotavlja električno energijo elektromotorju. Vozi avto.

Glavne prednosti povsem električnih vozil so: ničelne emisije, nizke vibracije in hrup, visoka energetska učinkovitost in možnost uporabe poceni "izven konic" električne energije iz električnega omrežja za polnjenje ponoči, kar ima vlogo pri izravnavanju konic. in dolinske razlike v električnem omrežju. Glavne pomanjkljivosti povsem električnih vozil: prvič, družbeni stroški naložb v polnilno infrastrukturo so visoki, popularizacija polnilnih postaj pa zahteva veliko naložb družbenega kapitala; drugič, doseg je kratek, napajalna baterija je draga, izboljšati pa je treba tudi zmogljivost baterije in življenjsko dobo.

Trenutno so popolnoma električna vozila komercialno promovirana in uporabljena v Združenih državah, na Japonskem, v Evropi in drugih državah ter regijah, s poudarkom na posebnih komunalnih vozilih (vozila za poštni promet, sanitarna vozila itd.), avtobusih s fiksno linijo, uradnem voznem parku vozila in osebni avtomobili ter druga področja. Trenutno je Francija v svetovnem vrhu po priljubljenosti in lastništvu električnih vozil.

Tehnično gledano sodobna čisto električna vozila kažejo naslednje trende: integracija elektroenergetskega sistema in tehnologija optimizacije se še naprej izboljšujeta, učinki varčevanja z energijo pa so pomembni; visokozmogljive litij-ionske baterije in nikelj-vodikove baterije nadomeščajo tradicionalne svinčeno-kislinske baterije; učinkoviti integrirani električni pogonski sistemi nadomeščajo tradicionalne enosmerne motorje; razširjena uporaba električnih pomožnih sistemov je izboljšala učinkovitost izrabe energije in zmogljivost celotnega vozila; uporaba omrežnih sistemov je spodbudila modularizacijo in inteligenco električnih vozil; lahka tehnologija in električna strukturna varnostna tehnologija sta bili sistemski aplikaciji.

Od leta 2009 je Kitajska začela vzpon na področju raziskav in razvoja povsem električnih vozil. Od čisto električnih mini avtomobilov do čisto električnih limuzin, čisto električnih avtobusov in čisto električnih posebnih vozil, prototipi izdelkov so bili predstavljeni drug za drugim. Tradicionalni proizvajalci avtomobilov se pripravljajo na preobrazbo. Električna lahka vozila, podjetja za avtomobilske dele in celo druga podjetja, ki niso povezana z avtomobilsko industrijo, pogosto vlagajo na desetine ali celo stotine milijonov juanov, predstavitve čisto električnih vozil pa se izvajajo na različnih mestih. Industrializacija čisto električnih vozil je na Kitajskem začela pomlad.

4. Električno vozilo na gorivne celice (FCEV)

Električno vozilo na gorivne celice je vozilo, ki uporablja vodik in kisik v zraku za ustvarjanje električne energije z elektrokemično reakcijo v gorivni celici pod delovanjem katalizatorja in služi kot glavni vir energije za pogon vozila. Njegov sistem napajanja je v glavnem sestavljen iz motorja na gorivne celice, rezervoarja za gorivo (jeklenke za vodik), električnega motorja/generatorja, napajalne baterije itd. Kot glavni vir energije uporablja proizvodnjo energije iz gorivnih celic in poganja vozilo prek motorja .

Glavne značilnosti električnih vozil na gorivne celice: visoka učinkovitost pretvorbe energije. Učinkovitost pretvorbe energije gorivnih celic je lahko kar 60 % do 80 %, kar je 2- do 3-krat več kot pri motorjih z notranjim zgorevanjem; brez emisij in brez onesnaževanja okolja. Gorivo gorivne celice je vodik in kisik, produkt pa čista voda; vodikovo gorivo prihaja iz številnih virov in ga je mogoče pridobiti iz obnovljivih virov energije ter ni odvisno od naftnega goriva.

Raziskovalni in razvojni model vozil na gorivne celice trenutno izvajajo industrija, akademije in raziskovalni inštituti pod vodstvom vlade, nadnacionalno sodelovanje pa se aktivno izvaja po vsem svetu. Izvajanje velikih nacionalnih raziskovalnih načrtov in projektov sodelovanja v raziskavah in razvoju je močno spodbudilo raziskovalni in razvojni proces globalnih gorivnih celic in vozil na gorivne celice. Pred kratkim so na novo predstavljena vozila na gorivne celice v svetu pokazala odlične zmogljivosti in dosegla velik napredek pri zanesljivosti vozil, nadzoru stroškov in drugih vidikih.