Elektrisko transportlīdzekļu akumulatoru tehnoloģiju un materiālu nākotnes attīstības tendences

Elektrisko transportlīdzekļu tehnoloģiju ceļvedis

Elektriskie transportlīdzekļi ir transportlīdzekļi, kas galvenokārt izmanto akumulatorus kā enerģijas avotu un kurus pilnībā vai daļēji darbina elektromotori. Tie ir augsto tehnoloģiju produkti, kas ietver vairākas disciplīnas, piemēram, mehāniku, elektroniku, elektrību un mikrodatoru vadību. Saskaņā ar pašreizējo tehnisko stāvokli un transportlīdzekļa vadīšanas principiem elektriskos transportlīdzekļus var iedalīt trīs veidos: hibrīdelektriskie transportlīdzekļi, tīri elektriskie transportlīdzekļi un degvielas šūnu elektriskie transportlīdzekļi. Līdz ar tehnoloģiju attīstību un lietojumprogrammu attīstību jaunas izmaiņas tiks veiktas arī elektrisko transportlīdzekļu klasifikācijā. Piemēram, plug-in elektriskie transportlīdzekļi kā nozare pakāpeniski paplašina savu ietekmi un drīzumā kļūs par nozīmīgu spēku elektrisko transportlīdzekļu attīstības vēsturē.

1. Hibrīdais elektriskais transportlīdzeklis (HEV)

Pēdējo desmit gadu laikā salīdzinoši nobriedušās tehnoloģijas un acīmredzamās enerģijas taupīšanas un vides aizsardzības ietekmes dēļ hibrīdelektriskie transportlīdzekļi ir strauji attīstījušies un, vairākās valstīs veicinot preferenciālu politiku, pakāpeniski nonākuši komerciālās popularizēšanas un izmantošanas stadijā. . Japānas hibrīdo elektrisko transportlīdzekļu modeļiem, kurus pārstāv Prius un Civic, ir absolūtas priekšrocības tirgū un tie ieņem dominējošu stāvokli tehnoloģijā un tirgū. Pēdējos gados lielākie Eiropas un Amerikas automobiļu ražotāji ir laiduši klajā arī hibrīdautomobiļus ar savām īpašībām. Japāņu dominējošais modelis tiek lauzts. Paredzams, ka hibrīdelektriskie transportlīdzekļi pakāpeniski kļūs par galveno automobiļu uzņēmumu galveno virzienu 2–3 gadu laikā. Konkurējošie modeļi.

Hibrīdie elektriskie transportlīdzekļi galvenokārt attiecas uz transportlīdzekļiem, kas tradicionālajam iekšdedzes dzinēja transportlīdzeklim pievieno papildu barošanas sistēmu, kas sastāv no elektromotora un jaudas akumulatora, un sistēma veic jaudas balansēšanas, sakabes, enerģijas reģenerācijas un uzglabāšanas un citas funkcijas. Atkarībā no elektromehāniskās sakabes pakāpes, vadības stratēģijas un ceļu satiksmes apstākļiem degvielas ietaupījuma līmenis svārstās no 10% līdz 40%.

2. Plug-in Hybrid Electric Vehicle (PHEV)

Plug-in elektriskos transportlīdzekļus sauc arī par ārēji uzlādējamiem hibrīdelektriskajiem transportlīdzekļiem. Automašīna uzlādē sistēmā aprīkoto jaudas akumulatoru, pieslēdzoties mājsaimniecības barošanas avotam (110V/220V) vai speciālam barošanas avotam (380V/500V). Pēc uzlādes tas var tikai Ar akumulatoru darbināms elektromotors tiek izmantots, lai vadītu elektrisko transportlīdzekli tīrā elektriskā režīmā. Kad uzlādējamā akumulatora atlikušā jauda ir iztērēta, automašīna var iedarbināt iekšdedzes dzinēju un braukt paralēlā vai sērijveida hibrīda režīmā. PHEV realizē īstu benzīna-elektrisko hibrīdu, ko var "uzpildīt" vai "uzlādēt". Tas var sasniegt nulles izmešu braukšanu ar lielāku nobraukumu, un tas ir tīrāks par parasto hibrīda jaudu.

PHEV ņem vērā tīro elektrisko transportlīdzekļu un parasto HEV priekšrocības. Tas ir tīrs, enerģiju taupošs un viegli lietojams transportlīdzeklis, kas šajā posmā ir iespējams. Tas ir pārejas posma tehniskais risinājums no HEV uz BEV. Pieslēdzamo hibrīdautomobiļu sākumpunkts ir braukšana tīri elektriskā režīmā.

3. Elektriskais transportlīdzeklis (īsumā EV)

Tīri elektrisku transportlīdzekli sauc arī par akumulatoru elektrisko transportlīdzekli (BEV). Tās energosistēma galvenokārt sastāv no barošanas akumulatora un elektromotora. Tas iegūst enerģiju no elektrotīkla (vai nomaina akumulatoru) un nodrošina elektroenerģiju elektromotoram, izmantojot strāvas akumulatoru. Brauciet ar mašīnu.

Tīri elektrisko transportlīdzekļu galvenās priekšrocības ir: nulles emisija, zema vibrācija un troksnis, augsta energoefektivitāte un iespēja nakts uzlādei izmantot lētu "ārpus maksimuma jaudu" no elektrotīkla, kam ir nozīme pīķa izlīdzināšanā. un ieleju atšķirības elektrotīklā. Tīri elektrisko transportlīdzekļu galvenie trūkumi: pirmkārt, sociālās izmaksas, investējot uzlādes infrastruktūrā, ir augstas, un uzlādes staciju popularizēšana prasa lielu sociālā kapitāla ieguldījumu; otrkārt, braukšanas diapazons ir īss, strāvas akumulators ir dārgs, kā arī jāuzlabo akumulatora jauda un kalpošanas laiks.

Pašlaik tīri elektriskie transportlīdzekļi ir komerciāli reklamēti un izmantoti Amerikas Savienotajās Valstīs, Japānā, Eiropā un citās valstīs un reģionos, koncentrējoties uz īpašiem komunālajiem transportlīdzekļiem (pasta transporta līdzekļiem, sanitārajiem transportlīdzekļiem utt.), fiksēto līniju autobusiem, oficiālajiem autoparkiem. transportlīdzekļi un privātās automašīnas un citas jomas. Pašlaik Francija ir viena no pirmajām vietām pasaulē pēc elektrisko transportlīdzekļu popularitātes un īpašumtiesībām.

Tehniski mūsdienu tīri elektriskie transportlīdzekļi uzrāda šādas tendences: energosistēmu integrācijas un optimizācijas tehnoloģija turpina uzlaboties, un enerģijas taupīšanas efekti ir būtiski; augstas veiktspējas litija jonu akumulatori un niķeļa-ūdeņraža akumulatori aizstāj tradicionālās svina-skābes akumulatorus; efektīvas integrētās elektriskās piedziņas sistēmas aizstāj tradicionālos līdzstrāvas motorus; elektrisko palīgsistēmu plaši izplatītā izmantošana ir uzlabojusi visa transportlīdzekļa enerģijas izmantošanas efektivitāti un transportlīdzekļa veiktspēju; tīkla sistēmu pielietojums ir veicinājis elektrisko transportlīdzekļu modularizāciju un inteliģenci; Vieglas tehnoloģijas un elektriskās konstrukcijas drošības tehnoloģijas ir sistēmas pielietojums.

Kopš 2009. gada Ķīna ir sākusi uzplaukumu tīri elektrisko transportlīdzekļu pētniecībā un attīstībā. No tīri elektriskiem mini automobiļiem līdz tīriem elektriskiem sedaniem, tīri elektriskiem autobusiem un tīri elektriskiem speciālajiem transportlīdzekļiem viens pēc otra ir laisti klajā produktu prototipi. Tradicionālie automobiļu ražotāji gatavojas pārveidot. Elektriskie vieglie transportlīdzekļi, auto detaļu uzņēmumi un pat citi uzņēmumi, kas nav saistīti ar automobiļu nozari, bieži vien iegulda desmitiem vai pat simtiem miljonu juaņu, un tīri elektrisko transportlīdzekļu demonstrācijas tiek plaši rīkotas dažādās vietās. Tīri elektrisko transportlīdzekļu industrializācija Ķīnā ir ievadījusi pavasari.

4. Degvielas elementu elektriskais transportlīdzeklis (FCEV)

Kurināmā elementu elektriskais transportlīdzeklis ir transportlīdzeklis, kas izmanto ūdeņradi un skābekli gaisā, lai ražotu elektroenerģiju elektroķīmiskas reakcijas ceļā degvielas šūnā katalizatora iedarbībā, un kalpo kā galvenais enerģijas avots transportlīdzekļa vadīšanai. Tās energosistēma galvenokārt sastāv no kurināmā elementa dzinēja, degvielas tvertnes (ūdeņraža pudeles), elektromotora/ģeneratora, jaudas akumulatora utt. Tā izmanto kurināmā elementu enerģijas ražošanu kā galveno enerģijas avotu un virza transportlīdzekli caur motoru. .

Kurināmā elementu elektrisko transportlīdzekļu galvenās iezīmes: augsta enerģijas pārveidošanas efektivitāte. Kurināmā elementu enerģijas pārveidošanas efektivitāte var būt pat 60% līdz 80%, kas ir 2 līdz 3 reizes lielāka nekā iekšdedzes dzinējiem; nulles emisijas un nav vides piesārņojuma. Kurināmā elementa degviela ir ūdeņradis un skābeklis, un produkts ir tīrs ūdens; ūdeņraža degviela nāk no dažādiem avotiem, un to var iegūt no atjaunojamiem enerģijas avotiem, un tā nav atkarīga no naftas degvielas.

Kurināmā elementu transportlīdzekļu izpētes un attīstības modeli šobrīd valdības vadībā veic rūpniecība, akadēmiskās aprindas un pētniecības institūti, un visā pasaulē tiek aktīvi īstenota starpvalstu sadarbība. Lielu valsts pētniecības plānu un sadarbības pētniecības un attīstības projektu īstenošana ir ievērojami veicinājusi globālo kurināmā elementu un kurināmā elementu transportlīdzekļu pētniecības un izstrādes procesu. Nesen pasaulē jaunizveidotie degvielas elementu transportlīdzekļi ir uzrādījuši izcilu veiktspēju un ir panākuši lielu progresu transportlīdzekļu uzticamības, izmaksu kontroles un citos aspektos.