¿Qué tipos de baterías se utilizan habitualmente en los vehículos eléctricos?

Baterías de plomo-ácido y baterías de iones de litio

Las baterías de plomo-ácido son más baratas, pero voluminosas, pesadas y de corta duración.

Las baterías de iones de litio también se pueden dividir en dos tipos, con voltajes individuales de 3,7 V y 3,2 V respectivamente, de los cuales se dice que las baterías de polímero de 3,2 V son más seguras que las otras.

La desventaja de la batería de litio es que el precio es caro, pero liviano, de pequeño volumen y con una vida útil más larga (hasta donde yo sé, la batería de plomo-ácido se usa a diario después de la prótesis, la vida útil no debe ser menor que la de la electricidad de litio).

Investigación sobre condensadores: su vida es relativamente ilimitada, pero incluso la gran capacidad del supercondensador, su volumen y peso en comparación con las baterías de plomo-ácido son varias veces mayores, creo que es casi imposible.

Los vehículos eléctricos son la fuente de energía de las baterías de vehículos eléctricos, ahora la mayoría de los vehículos eléctricos son baterías de plomo-ácido, baterías de plomo-ácido de bajo costo y alto rendimiento. La batería se llama batería de plomo-ácido porque se puede recargar y utilizar repetidamente.

En 1860, Prantet de Francia inventó la batería con electrodo de plomo, que es el predecesor de la batería de plomo-ácido.

Las que pueden ser utilizadas por bicicletas eléctricas tienen las siguientes cuatro baterías de energía, a saber, batería libre de mantenimiento de plomo-ácido controlada por válvula, batería de plomo-ácido coloidal, batería de hidruro metálico de níquel y batería de iones de litio.

Batería de ácido sólido

Debido a su bajo precio, abundantes fuentes de materiales, alta potencia específica, tecnología madura y tecnología de fabricación y alta recuperación de recursos, la batería de plomo se ha utilizado y estudiado ampliamente en varios vehículos eléctricos en todo el mundo. La bicicleta eléctrica como ahorro de energía, conveniente, rápida, cómoda, barata, con cero emisiones de transporte personal, ha sido ampliamente aceptada y se ha puesto en conocimiento de los departamentos estatales pertinentes. Por el centro de investigación de desarrollo del consejo de estado, la comisión nacional de desarrollo y reforma, el ministerio de construcción, el ministerio de ciencia y tecnología y otros ministerios involucrados en el grupo de investigación de estrategia de desarrollo de la industria de vehículos eléctricos ligeros, el grupo de investigación presentó un informe de "investigación de estrategia de desarrollo de la industria de vehículos eléctricos ligeros" . La bicicleta eléctrica de propiedad nacional ha ascendido a más de 30 millones de vehículos. Más del 95% de las bicicletas eléctricas con baterías de plomo-ácido controladas por válvula. [1]

Tener la gran mayoría de la comercialización de la bicicleta eléctrica es el uso de batería sellada de plomo-ácido, no es necesario complementar la humedad, a menudo en uso sin mantenimiento. La principal reacción química es: PbO2 + 2 - h2so4 -> 2 + PB recarga y descarga pbso4 + 2 h2o

Cuando se carga la batería de plomo-ácido, el plomo esponjoso en los polos positivo y negativo del sulfato de plomo libera los componentes de ácido sulfúrico fijados en el electrolito, que se convierte respectivamente en plomo esponjoso y óxido de plomo. La concentración de ácido sulfúrico en el electrolito sigue aumentando. De lo contrario, descargue óxido de plomo en el ánodo y la placa del cátodo de plomo esponjoso reaccionará con ácido sulfúrico en el electrolito en sulfato de plomo, y la concentración de ácido sulfúrico en el electrolito bajará. Cuando la batería de plomo-ácido tiene poca carga, el sulfato de plomo de las placas positiva y negativa no se puede convertir completamente en plomo esponjoso y óxido de plomo. Si la batería no se carga durante mucho tiempo, se producirá la cristalización de sulfato de plomo, lo que sulfurará las placas y empeorará la calidad de la batería. Por el contrario, si la batería está sobrecargada, la cantidad de oxígeno generado por el electrodo positivo es mayor que la capacidad de adsorción del cátodo, lo que aumenta la presión interna de la batería, provocando un desbordamiento de gas, reduciendo el electrolito y también puede conducir al ablandamiento o desprendimiento del material activo, acortando en gran medida la vida útil de la batería.

El rendimiento integral se ha mejorado enormemente

En los últimos 10 años, se ha mejorado enormemente el rendimiento integral de la batería de plomo controlada por válvula para bicicletas eléctricas. Tome la batería 6-dzm-10 como ejemplo. En 1997, la capacidad de este tipo de batería era insuficiente y la capacidad de descarga de velocidad de 2 h (5 A) era inferior a 10 Ah. La energía específica es baja y la energía específica de la tasa de 2 h es inferior a 30Wh / kg; Vida corta, el ciclo de vida del 100% de profundidad de descarga es de solo 50 ~ 60 veces (antes de que la capacidad caiga a 8 Ah; lo siguiente es lo mismo), la vida útil de solo 3 a 5 meses y otros problemas.

En 2003, 2 h de capacidad de descarga de velocidad (5 a) 11 ~ 13 ah; Tasa de 2 h que la energía alcanzó 33 ~ 36wh / kg; 100% de profundidad de descarga del ciclo de vida de 250 ~ 300 veces, la vida útil puede alcanzar más de 12 meses. Bicicletas eléctricas con problemas de batería de plomo-ácido controlados por válvula resueltos básicamente.

El rendimiento de ciclo de vida profundo de este tipo de batería es nuevo y revolucionario. El espectáculo principal es: 2 h de velocidad de descarga (5 a) capacidad inicial de 14 ah; Tasa de 2 h que energía 38wh / kg; 100% de profundidad de vida útil del ciclo de descarga de más de 400 veces, envió una capacidad total de 4500 Ah, el kilometraje total correspondiente de aproximadamente 18000 km (con 4 km / Ah, lo mismo a continuación). La vida de ciclo profundo de más de 600 veces, envió una capacidad total de 6151 ah, el kilometraje total correspondiente de aproximadamente 24600 km. Si la capacidad es inferior a la bandera de fin de vida de 7 ah, la vida útil de ciclo profundo de 943 ciclos, envió una capacidad total de 8710 ah, el kilometraje total correspondiente de aproximadamente 34800 km. Si de acuerdo con la vida útil de ciclo profundo de 250 veces o fuera de una capacidad total de 2250 ah, el kilometraje total correspondiente de 9000 km de la batería se puede utilizar con garantía de 1 año. [1]

Dale importancia a que coincida con el cargador

En años de práctica, todos los fabricantes de vehículos y fabricantes de baterías de bicicletas eléctricas se han dado cuenta gradualmente de la importancia de hacer coincidir la batería con el equipo relevante del sistema de propulsión eléctrica, especialmente el cargador. La calidad de fabricación es la premisa de la calidad de la batería, pero solo en el uso de su cargador correspondiente se puede reproducir una batería de alta calidad que debe tener un rendimiento superior; de lo contrario, la batería de alta calidad no puede reproducir plenamente su potencial rendimiento superior. [1]

Diferentes fabricantes de baterías en la fórmula, estructura, concentración de ácido y otras diferencias, los parámetros de carga apropiados son diferentes. Por ejemplo, en nuestro estudio, encontramos que la carga de la batería de diferentes fabricantes en la etapa de parámetros de presión constante puede variar de 1,5 V a 2,0 V (batería de 36 V). Los requisitos básicos de los parámetros de carga adecuados son: garantizar que la batería pueda estar llena de, no debido a la capacidad de carga de la batería de atenuación normal; Y asegúrese de que la batería durante toda su vida útil no sea causada por la carga de la batería, una pérdida severa de agua y una fuga térmica. [1]

Baterías de plomo-ácido para vehículos eléctricos puros

La apertura temprana de las baterías de plomo-ácido del tipo de vehículo eléctrico puro adoptó el plan "8 · 5" durante la investigación, ha puesto a disposición de la experiencia exitosa de 19 meses (120000 km), la clave se acumula un buen control de los métodos de carga, la profundidad de descarga, el agua de llenado a tiempo, un sistema que coincide con la experiencia laboral y la experiencia de mantenimiento cuidadoso. En los últimos años, el desarrollo de vehículos de cuatro ruedas (incluidos automóviles turísticos, automóviles, carritos de golf, automóviles de carretera corta, etc.) pronto, el automóvil que más UTILIZA son las baterías de plomo-ácido de tipo abierto. Los modelos de batería correspondientes obtienen el favor de los fabricantes de baterías. [1]

Coche eléctrico utiliza una batería de plomo-ácido sellada tipo control de válvula de nuevos productos, su rendimiento es: la tasa de 3 h 55 ah de capacidad; Tasa de 3 h bajo energía específica para 33 84wh / kg y WH / L; el 75% de la profundidad del ciclo de descarga alcanzó más de 400 veces. Si cree que la experiencia exitosa de la bicicleta eléctrica con baterías de plomo-ácido controladas por válvulas puede extenderse a baterías de plomo-ácido puramente controladas por válvulas para vehículos eléctricos, el rendimiento mejorará aún más. [1]

Baterías de plomo-ácido para vehículos eléctricos híbridos

El vehículo eléctrico híbrido se divide en tres categorías: básico ahora híbrido suave (es decir, el sistema eléctrico se utiliza principalmente para el reciclaje de energía de arranque y frenado, la promoción del sistema eléctrico de 42 V en todos los automóviles pertenecen a este tipo), híbrido moderado (es decir, el sistema eléctrico se utiliza para arrancar, reciclar energía de frenado y conducir, corto), híbrido severo (es decir, sistema eléctrico utilizado para arrancar, reciclar energía de frenado y conducción de distancias relativamente largas, también conocido como "plug-in"). [1]

Se ha especificado en los documentos nacionales y extranjeros: en un automóvil eléctrico híbrido suave, las baterías de plomo-ácido controladas por válvula tienen ventajas, principalmente debido a su bajo costo, tecnología madura y rendimiento confiable. Coche eléctrico híbrido suave con baterías de plomo-ácido controladas por válvula, ALABC (consorcio avanzado de baterías de plomo-ácido) está organizando el desarrollo, la preparación y la batería MH - Ni para un mercado de automóviles eléctricos híbridos suaves, ahora se ha lanzado y la prueba del vehículo enrollando el oído bipolar baterías y batería TMF (película metálica). En el campo de los vehículos eléctricos híbridos pesados, la baja energía específica de la batería de plomo no puede satisfacer el requisito del sistema eléctrico es una unidad relativamente larga. [1]

Batería de almacenamiento coloidal

Es una mejora de la batería de plomo-ácido ordinaria con electrolito líquido. Utiliza electrolito de gel, no hay líquido libre en el interior, en el mismo volumen de capacidad de electrolito, capacidad térmica, la capacidad de disipación térmica es fuerte, puede evitar que la batería general sea fácil de producir el fenómeno de fuga térmica; Baja concentración de electrolitos, corrosión débil de la placa; Concentración uniforme, sin fenómeno de estratificación ácida.

Batería de hidruro metálico de níquel （ Ni-MH ）

La batería Ni-MH es una familia de baterías que surgió en los noventa y se desarrolló rápidamente. La reacción del electrodo de la batería Ni-MH es:

El positivo: Ni (OH) 2 + OH - = NiOOH + H2O + e -

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

Esta y la batería de níquel-cadmio pertenecen a la batería alcalina, solo para ocultar la absorción de hidrógeno del material de aleación (MH) en lugar de los materiales del ánodo de la batería de níquel-cadmio de CD de cadmio, la fuerza electromotriz es de 1,32 V. Tiene todas las excelentes propiedades de la batería de níquel cadmio y la densidad de energía es más alta que la de la batería de níquel cadmio. Las principales ventajas son: alta energía específica (una carga única puede ejercitar a larga distancia); Más alto que el poder, cuando el trabajo de corriente grande también puede suavizar la descarga (capacidad de escalada acelerada buena); El rendimiento de descarga a baja temperatura es bueno; Ciclo de vida largo; Mantenimiento seguro, confiable y gratuito; Sin efecto memoria; No hay ningún problema de contaminación al medio ambiente, uso renovable, cumple con el concepto de desarrollo sostenible. Sin embargo, la batería Ni MH: el costo es demasiado alto, demasiado caro.

baterías de iones de litio

La batería de iones de litio es un nuevo tipo de batería de alta energía que SONY introdujo por primera vez en el mercado en 1990. Su ventaja es mayor que la energía, es la corriente que la batería de almacenamiento de energía más alta. Ha ganado la popularización y aplicación en productos de información portátiles.

Generalmente se considera que las baterías de iones de litio tienen las siguientes ventajas: más grandes que la energía; Más alto que el poder; Uniformidad; Sin efecto memoria; Buenas características de ciclo; Se descarga rápidamente y la alta eficiencia; Amplio rango de temperatura de trabajo. Sin contaminación ambiental y así sucesivamente, por lo tanto, se espera que ingrese a la mejor fuente de energía en el siglo XXI. Se espera que en el período 2006 ~ 2012, cuando el mayor desarrollo de las baterías de iones de litio, la cuota de mercado de las baterías MH / Ni se reducirá. Se ampliará la cuota de mercado de iones de litio. Las bicicletas eléctricas con baterías de iones de litio ya están a la venta.

Impulsada por el desarrollo de materiales de ánodo nuevos y baratos con buena seguridad, buen rendimiento de ciclo y alta capacidad específica, la batería de iones de litio utilizada en bicicletas eléctricas es casi práctica. Varios ya ofrecen baterías de iones de litio más maduras para bicicletas eléctricas equipadas con sistemas de gestión de baterías (BMS). También hay fabricantes especializados en la producción de baterías de iones de litio para bicicletas eléctricas. El autor piensa que la batería de iones de litio utilizada en la bicicleta eléctrica será la primera batería de potencia que se utilizará comercialmente y en grandes cantidades en el vehículo. Será una gran proporción de baterías prácticas después de la batería de plomo, pero también para la batería de productos de bicicletas eléctricas de alta gama. Ha habido muchos informes sobre la prueba y demostración de grandes baterías de iones de litio en automóviles y autobuses eléctricos puros, así como en automóviles eléctricos híbridos. De acuerdo con el nivel actual de desarrollo y experiencia de baterías de iones de litio, esa bicicleta eléctrica con 48 v10ah por debajo de la seguridad del paquete de baterías está garantizada, pero las baterías de iones de litio grandes para usar en la comercialización de vehículos eléctricos también hacen mucho esfuerzo. Funciona, la razón principal es que los coches eléctricos puros y los autobuses eléctricos, además de utilizar la cantidad de baterías de vehículos eléctricos híbridos y un sistema complejo, la dificultad de seguridad es mayor, una mayor demanda de confiabilidad y consistencia, el precio es demasiado alto. Los informes de que BYD, una empresa con sede en Shenzhen, pondría en marcha una flota de 200 coches eléctricos alimentados por baterías de iones de litio en 2005 se han retrasado hasta 2007. [1]

Una pila de combustible

Las pilas de combustible convierten la energía química directamente en un motor de suministro de electricidad para impulsar el vehículo. Sus principales ventajas son: alta eficiencia y puede ahorrar combustible; Cero emisiones; Bajo nivel de ruido, etc., especialmente adecuado para suministro de energía de vehículos. El automóvil con celda de combustible de hidrógeno sería ideal y eventualmente reemplazaría los productos del petróleo por automóviles de combustible. [1]

Batería de zinc - níquel (zinc - Ni)

Una vez se consideró que la batería de Zn-Ni era la batería para vehículos eléctricos que debería promoverse. De cuatro a cinco años de evaluación del mercado, hay poco uso en vehículos eléctricos comerciales. Durante el ciclo, la tasa de atenuación de la capacidad inicial es grande, lo que afecta la vida útil real de la batería. Además, el rápido desarrollo y la reducción del precio de la batería de iones de litio hacen que la aplicación de la batería de zinc-Ni en vehículos eléctricos sea menos competitiva.

Batería de zinc-aire

La batería de zinc-aire es un tipo de batería de metal-aire, que pertenece a la categoría de celda de semi-combustible. Tiene las ventajas de alta energía específica, abundante materia prima, bajo precio y sin contaminación, y se considera un candidato competitivo para las baterías de vehículos eléctricos.

Los estadounidenses de origen chino han creado PowerZinc, una empresa en Shanghai que fabrica celdas vacías que se pueden cargar con zinc, y han construido talleres de demostración. La bicicleta eléctrica y la motocicleta eléctrica fabricadas por la empresa se han cargado con batería de zinc vacía para la prueba de kilometraje, alcanzando los 150 km y 250 km respectivamente, y se ha realizado una gran labor de promoción y aplicación. Se han establecido 50 puntos de reemplazo de baterías en Shanghai. Pero no más de un año, el trabajo de prueba de promoción se detuvo, porque no fue aceptado por los usuarios. Posteriormente, con el apoyo de algunos líderes, se construyó un autobús eléctrico con la batería vacía de zinc como fuente de energía. Sin embargo, limitado por el rendimiento de alta potencia de la batería sin zinc, el rendimiento de arranque y aceleración del autobús fue obviamente pobre. Se ha trabajado mucho en el desarrollo de baterías de zinc-aire para vehículos eléctricos en el país y en el extranjero. En los últimos años, el desarrollo de la batería vacía de zinc para vehículos eléctricos domésticos vuelve a funcionar. Sin embargo, la práctica demostró las ventajas de la batería vacía de zinc, pero también se han informado problemas expuestos en el extranjero, como el reemplazo del electrodo de zinc del sistema de servicio y el costo de regeneración y el electrodo de oxígeno, la vida útil de una batería, fuga de electrolito, fuga por fluencia o desbordamiento, etc.

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