Wraz z ciągłym rozwojem nowych pojazdów energetycznych, coraz większą uwagę poświęca się również akumulatorom napędowym. Akumulator, silnik i elektryczny układ sterowania to trzy kluczowe elementy pojazdów nowych źródeł energii, z których akumulator napędowy jest najbardziej krytyczną częścią i można powiedzieć, że jest „sercem” pojazdów nowych źródeł energii, a następnie akumulator napędowy pojazdów nowych źródeł energii dzieli się na jakie kategorie?
1, akumulator kwasowo-ołowiowy
Akumulator kwasowo-ołowiowy (VRLA) to akumulator, którego elektrody składają się głównie z ołowiu i jego tlenków, a elektrolitem jest roztwór kwasu siarkowego. Głównym składnikiem elektrody dodatniej jest dwutlenek ołowiu, a głównym składnikiem elektrody ujemnej jest ołów. W stanie rozładowania głównym składnikiem elektrod dodatnich i ujemnych jest siarczan ołowiu. Napięcie nominalne jednoogniwowego akumulatora kwasowo-ołowiowego wynosi 2,0 V, można go rozładować do 1,5 V, można ładować do 2,4 V; W zastosowaniach 6 jednoogniwowych akumulatorów kwasowo-ołowiowych często łączy się szeregowo, tworząc nominalny akumulator kwasowo-ołowiowy o napięciu 12 V, a także 24 V, 36 V, 48 V i tak dalej.
Bateria niklowo-kadmowa (często w skrócie NiCd, wymawiane „nye-cad”) to popularny typ baterii. Bateria wykorzystuje wodorotlenek niklu (NiOH) i kadm metaliczny (Cd) jako substancje chemiczne do wytwarzania energii elektrycznej. Chociaż wydajność jest lepsza niż akumulatory kwasowo-ołowiowe, zawierają one metale ciężkie i po porzuceniu zanieczyszczają środowisko.
Akumulator niklowo-kadmowy można powtarzać ponad 500 razy podczas ładowania i rozładowywania, jest ekonomiczny i trwały. Jego rezystancja wewnętrzna jest niewielka, nie tylko rezystancja wewnętrzna jest mała, można ją szybko naładować, ale także może zapewnić duży prąd dla obciążenia, a zmiana napięcia jest bardzo mała podczas rozładowywania, jest to bardzo idealny akumulator prądu stałego. W porównaniu z innymi typami akumulatorów, akumulatory niklowo-kadmowe są odporne na przeładowanie lub nadmierne rozładowanie.
Akumulatory niklowo-metalowo-wodorkowe składają się z jonów wodoru i niklu metalicznego, rezerwa mocy jest o 30% większa niż akumulatory niklowo-kadmowe, są lżejsze niż akumulatory niklowo-kadmowe, mają dłuższą żywotność i brak zanieczyszczeń dla środowiska, ale cena jest znacznie droższe niż akumulatory niklowo-kadmowe.
Bateria litowa to klasa litu metalicznego lub stopu litu jako materiału elektrody ujemnej, wykorzystująca niewodny roztwór elektrolitu w akumulatorze. Baterie litowe można ogólnie podzielić na dwie kategorie: baterie litowo-metalowe i baterie litowo-jonowe. Baterie litowo-jonowe nie zawierają litu w postaci metalicznej i można je ładować.
Baterie litowo-metalowe to zazwyczaj baterie, w których dwutlenek manganu jest materiałem elektrody dodatniej, metaliczny lit lub jego stop jako materiał elektrody ujemnej i wykorzystują niewodne roztwory elektrolitów. Skład materiałowy baterii litowej to głównie: materiał elektrody dodatniej, materiał elektrody ujemnej, membrana, elektrolit.
Wśród materiałów katodowych najczęściej stosowanymi materiałami są kobaltan litu, manganian litu, fosforan litu i żelaza oraz materiały trójskładnikowe (polimery niklowo-kobaltowo-manganowe). Materiał elektrody dodatniej zajmuje dużą część (stosunek mas materiałów elektrody dodatniej i ujemnej wynosi 3:1 ~ 4:1), ponieważ wydajność materiału elektrody dodatniej wpływa bezpośrednio na wydajność akumulatora litowo-jonowego i jego koszt bezpośrednio określa koszt baterii.
Wśród materiałów elektrod ujemnych obecnymi materiałami elektrod ujemnych są głównie grafit naturalny i grafit sztuczny. Badane materiały anodowe to azotki, PAS, tlenki cyny, stopy cyny, materiały nanoanodowe i niektóre inne związki międzymetaliczne. Jako jeden z czterech głównych składników akumulatorów litowych, materiały elektrod ujemnych odgrywają ważną rolę w poprawie pojemności akumulatorów i wydajności cykli, a także stanowią rdzeń środkowego sektora przemysłu akumulatorów litowych.
Ogniwo paliwowe to urządzenie do elektrochemicznej konwersji energii bez spalania. Energia chemiczna wodoru (innych paliw) i tlenu jest w sposób ciągły przekształcana w energię elektryczną. Zasada działania jest taka, że H2 utlenia się do H+ i e- pod działaniem katalizatora anodowego, H+ dociera do elektrody dodatniej przez membranę do wymiany protonów, reaguje z O2 tworząc wodę na katodzie, a e- dociera do katody poprzez membranę obwód zewnętrzny, a ciągła reakcja generuje prąd. Chociaż ogniwo paliwowe ma słowo „bateria”, nie jest to urządzenie magazynujące energię w tradycyjnym znaczeniu, ale urządzenie wytwarzające energię, co stanowi największą różnicę między ogniwami paliwowymi a tradycyjnymi akumulatorami.
Komora do badania szoku termicznego: Komora ta symuluje szybkie zmiany temperatury, które mogą wystąpić podczas pracy akumulatorów. Wystawiając akumulatory na ekstremalne zmiany temperatury, takie jak szybkie przejście z wysokich do niskich temperatur, możemy ocenić ich wydajność i niezawodność w przypadku wahań temperatury.
Komora do badania starzenia lamp ksenonowych: Sprzęt ten odtwarza warunki światła słonecznego, wystawiając akumulatory na intensywne promieniowanie świetlne lamp ksenonowych. Symulacja ta pomaga ocenić spadek wydajności i trwałości akumulatora pod wpływem długotrwałego narażenia na światło.
Komora do badania starzenia UV: Komora ta naśladuje środowisko promieniowania ultrafioletowego. Poddając akumulatory działaniu światła UV, możemy symulować ich wydajność i trwałość w warunkach długotrwałej ekspozycji na promieniowanie UV.
Zastosowanie kombinacji tych urządzeń badawczych pozwala na kompleksowe badanie zmęczenia i żywotności akumulatorów. Należy pamiętać, że przed przeprowadzeniem tych testów istotne jest przestrzeganie odpowiednich wytycznych bezpieczeństwa i ścisłe przestrzeganie instrukcji obsługi sprzętu testującego, aby zapewnić dokładne i bezpieczne procedury testowe.
Czas publikacji: 12 września 2023 r
