Бъдещи тенденции в развитието на технологиите и материалите за батерии за електрически превозни средства
Dec 08, 2023
Пътна карта на технологиите за електрически превозни средства
Електрическите превозни средства са превозни средства, които използват основно батерии като източник на енергия и се задвижват изцяло или частично от електрически двигатели. Те са високотехнологични продукти, включващи множество дисциплини като механика, електроника, електричество и микрокомпютърно управление. Според текущото техническо състояние и принципите на управление на превозното средство електрическите превозни средства могат да бъдат разделени на три типа: хибридни електрически превозни средства, чисто електрически превозни средства и електрически превозни средства с горивни клетки. С технологичния напредък и развитието на приложенията класификацията на електрическите превозни средства също ще претърпи нови промени. Например електрическите превозни средства със зареждане като клон постепенно разширяват своето влияние и скоро ще се превърнат във важна сила в историята на развитието на електрическите превозни средства.
1. Хибридно електрическо превозно средство (HEV)
През последните десет години, поради сравнително зрялата технология и очевидните ефекти за спестяване на енергия и опазване на околната среда, хибридните електрически превозни средства се развиха бързо и, с насърчаването на преференциалните политики в различни страни, постепенно навлязоха в етапа на търговско насърчаване и приложение . Японските хибридни модели електрически превозни средства, представени от Prius и Civic, имат абсолютни предимства на пазара и заемат доминираща позиция в технологиите и пазара. През последните години големите европейски и американски производители на автомобили също пуснаха хибридни превозни средства със свои собствени характеристики. Доминираният от Япония модел се нарушава. Може да се предвиди, че хибридните електрически превозни средства постепенно ще се превърнат в основния поток на големите автомобилни компании след 2 до 3 години. Конкурентни модели.
Хибридните електрически превозни средства се отнасят главно до превозни средства, които добавят спомагателна система за захранване, състояща се от електрически мотор и захранваща батерия към традиционно превозно средство с двигател с вътрешно горене, и системата изпълнява балансиране на мощността, свързване, регенериране и съхранение на енергия и други функции. В зависимост от степента на електромеханично свързване, стратегията за управление и условията на движение по пътищата, процентът на икономия на гориво варира от 10% до 40%.
2. Plug-in хибридно електрическо превозно средство (PHEV)
Plug-in електрическите превозни средства се наричат още хибридни електрически превозни средства с външно зареждане. Превозното средство зарежда захранващата батерия, оборудвана в системата, като се свързва към домакинско захранване (110V/220V) или специално захранване (380V/500V). След зареждане може само Електрическият мотор, задвижван от батерия, се използва за задвижване на електрическото превозно средство в чисто електрически режим. След като се изчерпи оставащата мощност на акумулаторната батерия, автомобилът може да стартира двигателя с вътрешно горене и да се движи в паралелен или сериен хибриден режим. PHEV реализира истински бензиново-електрически хибрид, който може да се „зарежда“ или „зарежда“. Той може да постигне шофиране с нулеви емисии с по-дълъг пробег и е по-чист от конвенционалната хибридна мощност.
PHEV взема предвид предимствата на чисто електрическите превозни средства и конвенционалните HEV. Това е чисто, енергоспестяващо и лесно за използване превозно средство, което е осъществимо на този етап. Това е преходно техническо решение от HEV към BEV. Отправната точка за plug-in хибридните превозни средства е шофирането в чисто електрически режим.
3. Електрическо превозно средство (накратко EV)
Чисто електрическото превозно средство се нарича още електрическо превозно средство с батерии (BEV). Неговата захранваща система се състои главно от захранваща батерия и електрически мотор. Той получава енергия от електрическата мрежа (или замества батерията) и осигурява електрическа енергия на електрическия мотор чрез захранващата батерия. Карай колата.
Основните предимства на изцяло електрическите превозни средства са: нулеви емисии, ниски вибрации и шум, висока енергийна ефективност и възможност за използване на евтина „извън пикова мощност“ от електрическата мрежа за зареждане през нощта, което играе роля за изглаждане на пика и разликите в долините в електрическата мрежа. Основните недостатъци на чисто електрическите превозни средства: първо, социалните разходи за инвестиране в инфраструктура за зареждане са високи и популяризирането на станциите за зареждане изисква голямо количество социални капиталови инвестиции; второ, обхватът на шофиране е малък, захранващата батерия е скъпа, а капацитетът и продължителността на живота на батерията също трябва да бъдат подобрени.
Понастоящем изцяло електрическите превозни средства са рекламирани и прилагани в търговската мрежа в Съединените щати, Япония, Европа и други страни и региони, като се фокусира върху специални общински превозни средства (пощенски транспортни средства, санитарни превозни средства и др.), автобуси с фиксирана линия, официален автопарк превозни средства и лични автомобили и други области. В момента Франция се нарежда сред първите в света по отношение на популярността и притежаването на електрически превозни средства.
Технически, съвременните изцяло електрически превозни средства показват следните тенденции: технологията за интегриране и оптимизиране на енергийната система продължава да се подобрява и ефектите от спестяването на енергия са значителни; високоефективни литиево-йонни батерии и никел-водородни батерии заместват традиционните оловно-киселинни батерии; ефективните интегрирани системи за електрическо задвижване заместват традиционните постояннотокови двигатели; широко разпространеното приложение на електрически спомагателни системи подобри ефективността на използване на енергията и ефективността на превозното средство на цялото превозно средство; прилагането на мрежови системи насърчи модулирането и интелигентността на електрическите превозни средства; олекотената технология и технологията за електрическа структурна безопасност са приложение на системата.
От 2009 г. насам Китай започна подем в изследванията и развитието на чисто електрически превозни средства. От чисто електрически миниавтомобили до чисто електрически седани, чисто електрически автобуси и чисто електрически специални превозни средства, прототипите на продукта бяха пуснати един след друг. Традиционните производители на автомобили се готвят за трансформация. Електрически леки превозни средства, компании за авточасти и дори други компании, които не са свързани с автомобилната индустрия, често инвестират десетки или дори стотици милиони юани, а демонстрациите на чисто електрически превозни средства се провеждат широко на различни места. Индустриализацията на чисто електрически превозни средства постави началото на пролетта в Китай.
4. Електрическо превозно средство с горивни клетки (FCEV)
Електрическо превозно средство с горивни клетки е превозно средство, което използва водород и кислород във въздуха за генериране на електрическа енергия чрез електрохимична реакция в горивна клетка под действието на катализатор и служи като основен източник на енергия за задвижване на превозното средство. Неговата енергийна система се състои главно от двигател с горивни клетки, резервоар за гориво (бутилка с водород), електрически мотор/генератор, захранваща батерия и т.н. Той използва генериране на енергия от горивни клетки като основен източник на енергия и задвижва превозното средство чрез двигателя .
Основните характеристики на електрическите превозни средства с горивни клетки: висока ефективност на преобразуване на енергия. Ефективността на преобразуване на енергията на горивните клетки може да достигне до 60% до 80%, което е 2 до 3 пъти по-висока от тази на двигателите с вътрешно горене; нулеви емисии и никакво замърсяване на околната среда. Горивото на горивната клетка е водород и кислород, а продуктът е чиста вода; водородното гориво идва от широк набор от източници и може да бъде получено от възобновяеми енергийни източници и не разчита на петролно гориво.
Моделът за изследване и развитие на превозни средства с горивни клетки в момента се провежда от индустрията, академичните среди и изследователските институти под ръководството на правителството, а транснационалното сътрудничество се осъществява активно по целия свят. Изпълнението на големи национални изследователски планове и съвместни проекти за научноизследователска и развойна дейност значително насърчи процеса на изследване и развитие на глобалните горивни клетки и превозни средства с горивни клетки. Наскоро пуснатите на пазара превозни средства с горивни клетки в света показаха отлична производителност и постигнаха голям напредък в надеждността на превозните средства, контрола на разходите и други аспекти.