Μελλοντικές τάσεις ανάπτυξης τεχνολογίας και υλικών μπαταριών ηλεκτρικών οχημάτων

Οδικός χάρτης τεχνολογίας ηλεκτρικών οχημάτων

Τα ηλεκτρικά οχήματα είναι οχήματα που χρησιμοποιούν κυρίως μπαταρίες ως πηγή ενέργειας και κινούνται εξ ολοκλήρου ή εν μέρει από ηλεκτρικούς κινητήρες. Είναι προϊόντα υψηλής τεχνολογίας που περιλαμβάνουν πολλαπλούς κλάδους όπως η μηχανική, η ηλεκτρονική, η ηλεκτρική ενέργεια και ο έλεγχος μικροϋπολογιστών. Σύμφωνα με την τρέχουσα τεχνική κατάσταση και τις αρχές οδήγησης οχημάτων, τα ηλεκτρικά οχήματα μπορούν να χωριστούν σε τρεις τύπους: υβριδικά ηλεκτρικά οχήματα, αμιγώς ηλεκτρικά οχήματα και ηλεκτρικά οχήματα κυψελών καυσίμου. Με την τεχνολογική πρόοδο και την ανάπτυξη εφαρμογών, η ταξινόμηση των ηλεκτρικών οχημάτων θα υποστεί επίσης νέες αλλαγές. Για παράδειγμα, τα plug-in ηλεκτρικά οχήματα ως κλάδος επεκτείνουν σταδιακά την επιρροή τους και σύντομα θα γίνουν μια σημαντική δύναμη στην ιστορία της ανάπτυξης ηλεκτρικών οχημάτων.

1. Υβριδικό ηλεκτρικό όχημα (HEV)

Τα τελευταία δέκα χρόνια, λόγω της σχετικά ώριμης τεχνολογίας και των προφανών επιπτώσεων εξοικονόμησης ενέργειας και προστασίας του περιβάλλοντος, τα υβριδικά ηλεκτρικά οχήματα έχουν αναπτυχθεί γρήγορα και, με την ενθάρρυνση προτιμησιακών πολιτικών σε διάφορες χώρες, έχουν εισέλθει σταδιακά στο στάδιο της εμπορικής προώθησης και εφαρμογής. . Τα ιαπωνικά μοντέλα υβριδικών ηλεκτρικών οχημάτων, που εκπροσωπούνται από την Prius και τη Civic, έχουν απόλυτα πλεονεκτήματα στην αγορά και κατέχουν κυρίαρχη θέση στην τεχνολογία και την αγορά. Τα τελευταία χρόνια, μεγάλοι Ευρωπαίοι και Αμερικανοί κατασκευαστές αυτοκινήτων έχουν επίσης λανσάρει υβριδικά οχήματα με τα δικά τους χαρακτηριστικά. Το μοτίβο που κυριαρχεί η Ιαπωνία σπάει. Είναι προβλέψιμο ότι τα υβριδικά ηλεκτρικά οχήματα θα γίνουν σταδιακά το κύριο ρεύμα των μεγάλων αυτοκινητοβιομηχανιών σε 2 έως 3 χρόνια. Ανταγωνιστικά μοντέλα.

Τα υβριδικά ηλεκτρικά οχήματα αναφέρονται κυρίως σε οχήματα που προσθέτουν ένα βοηθητικό σύστημα ισχύος που αποτελείται από έναν ηλεκτροκινητήρα και μια μπαταρία ισχύος σε ένα παραδοσιακό όχημα κινητήρα εσωτερικής καύσης και το σύστημα εκτελεί εξισορρόπηση ισχύος, σύζευξη, αναγέννηση και αποθήκευση ενέργειας και άλλες λειτουργίες. Ανάλογα με τον βαθμό ηλεκτρομηχανικής ζεύξης, τη στρατηγική ελέγχου και τις συνθήκες οδικής κυκλοφορίας, το ποσοστό εξοικονόμησης καυσίμου κυμαίνεται από 10% έως 40%.

2. Plug-in Hybrid Electric Vehicle (PHEV)

Τα plug-in ηλεκτρικά οχήματα ονομάζονται επίσης εξωτερικά επαναφορτιζόμενα υβριδικά ηλεκτρικά οχήματα. Το όχημα φορτίζει την μπαταρία ισχύος που είναι εξοπλισμένη στο σύστημα συνδέοντας σε οικιακή παροχή ρεύματος (110V/220V) ή αποκλειστική παροχή ρεύματος (380V/500V). Μετά τη φόρτιση, μπορεί μόνο Ο ηλεκτροκινητήρας με μπαταρία χρησιμοποιείται για την οδήγηση του ηλεκτρικού οχήματος σε καθαρή ηλεκτρική λειτουργία. Αφού εξαντληθεί η εναπομένουσα ισχύς της επαναφορτιζόμενης μπαταρίας, το αυτοκίνητο μπορεί να ξεκινήσει τον κινητήρα εσωτερικής καύσης και να κινηθεί σε παράλληλη ή σειριακή υβριδική λειτουργία. Η PHEV υλοποιεί ένα πραγματικό υβριδικό βενζινοηλεκτρικό, το οποίο μπορεί να «ανεφοδιαστεί» ή να «φορτιστεί». Μπορεί να επιτύχει οδήγηση με μηδενικές εκπομπές ρύπων με μεγαλύτερη απόσταση σε μίλια και είναι καθαρότερο από τη συμβατική υβριδική ισχύ.

Το PHEV λαμβάνει υπόψη τα πλεονεκτήματα των αμιγώς ηλεκτρικών οχημάτων και των συμβατικών HEV. Είναι ένα καθαρό, εξοικονόμηση ενέργειας και εύχρηστο όχημα που είναι εφικτό σε αυτό το στάδιο. Είναι μια μεταβατική τεχνική λύση από HEV σε BEV. Το σημείο εκκίνησης για τα plug-in υβριδικά οχήματα είναι η οδήγηση σε αμιγώς ηλεκτρική λειτουργία.

3. Ηλεκτρικό όχημα (EV για συντομία)

Ένα αμιγώς ηλεκτρικό όχημα ονομάζεται επίσης ηλεκτρικό όχημα με μπαταρία (BEV). Το σύστημα τροφοδοσίας του αποτελείται κυρίως από μια μπαταρία ισχύος και έναν ηλεκτρικό κινητήρα. Λαμβάνει ρεύμα από το ηλεκτρικό δίκτυο (ή αντικαθιστά την μπαταρία) και παρέχει ηλεκτρική ενέργεια στον ηλεκτροκινητήρα μέσω της μπαταρίας ισχύος. Οδήγησε το αμάξι.

Τα κύρια πλεονεκτήματα των αμιγώς ηλεκτρικών οχημάτων είναι: μηδενικές εκπομπές ρύπων, χαμηλοί κραδασμοί και θόρυβος, υψηλή ενεργειακή απόδοση και η δυνατότητα χρήσης φθηνής «ισχύς εκτός αιχμής» από το ηλεκτρικό δίκτυο για φόρτιση τη νύχτα, η οποία παίζει ρόλο στην εξομάλυνση της αιχμής και διαφορές κοιλάδων στο ηλεκτρικό δίκτυο. Τα κύρια μειονεκτήματα των αμιγώς ηλεκτρικών οχημάτων: πρώτον, το κοινωνικό κόστος της επένδυσης σε υποδομές φόρτισης είναι υψηλό και η εκλαΐκευση των σταθμών φόρτισης απαιτεί μεγάλη επένδυση κοινωνικού κεφαλαίου. Δεύτερον, η εμβέλεια οδήγησης είναι μικρή, η μπαταρία ισχύος είναι ακριβή και η χωρητικότητα και η διάρκεια ζωής της μπαταρίας πρέπει επίσης να βελτιωθούν.

Επί του παρόντος, τα αμιγώς ηλεκτρικά οχήματα έχουν προωθηθεί και εφαρμοστεί εμπορικά στις Ηνωμένες Πολιτείες, την Ιαπωνία, την Ευρώπη και άλλες χώρες και περιοχές, εστιάζοντας σε ειδικά δημοτικά οχήματα (οχήματα ταχυδρομικών μεταφορών, οχήματα υγιεινής κ.λπ.), λεωφορεία σταθερής γραμμής, επίσημο στόλο οχήματα και Ιδιωτικά αυτοκίνητα και άλλα πεδία. Επί του παρόντος, η Γαλλία κατατάσσεται μεταξύ των κορυφαίων στον κόσμο όσον αφορά τη δημοτικότητα και την ιδιοκτησία ηλεκτρικών οχημάτων.

Τεχνικά, τα σύγχρονα αμιγώς ηλεκτρικά οχήματα παρουσιάζουν τις ακόλουθες τάσεις: η τεχνολογία ενοποίησης και βελτιστοποίησης συστημάτων ισχύος συνεχίζει να βελτιώνεται και τα αποτελέσματα εξοικονόμησης ενέργειας είναι σημαντικά. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου υψηλής απόδοσης και οι μπαταρίες νικελίου-υδρογόνου αντικαθιστούν τις παραδοσιακές μπαταρίες μολύβδου-οξέος. αποδοτικά ολοκληρωμένα συστήματα ηλεκτροκίνησης αντικαθιστούν τους παραδοσιακούς κινητήρες συνεχούς ρεύματος. Η ευρεία εφαρμογή ηλεκτρικών βοηθητικών συστημάτων έχει βελτιώσει την αποδοτικότητα χρήσης ενέργειας και την απόδοση του οχήματος ολόκληρου του οχήματος. Η εφαρμογή συστημάτων δικτύου προώθησε τη διαμόρφωση και ευφυΐα των ηλεκτρικών οχημάτων. Η ελαφριά τεχνολογία και η τεχνολογία ηλεκτρικής δομικής ασφάλειας είναι εφαρμογή συστήματος.

Από το 2009, η Κίνα έχει προκαλέσει μια έξαρση στην έρευνα και ανάπτυξη αμιγώς ηλεκτρικών οχημάτων. Από αμιγώς ηλεκτρικά μίνι αυτοκίνητα μέχρι αμιγώς ηλεκτρικά σεντάν, αμιγώς ηλεκτρικά λεωφορεία και αμιγώς ηλεκτρικά ειδικά οχήματα, τα πρωτότυπα προϊόντων έχουν λανσαριστεί το ένα μετά το άλλο. Οι παραδοσιακοί κατασκευαστές αυτοκινήτων ετοιμάζονται να μεταμορφωθούν. Τα ηλεκτρικά ελαφρά οχήματα, οι εταιρείες ανταλλακτικών αυτοκινήτων και ακόμη και άλλες εταιρείες που δεν σχετίζονται με την αυτοκινητοβιομηχανία συχνά επενδύουν δεκάδες ή και εκατοντάδες εκατομμύρια γιουάν και οι επιδείξεις αμιγώς ηλεκτρικών οχημάτων πραγματοποιούνται ευρέως σε διάφορα μέρη. Η εκβιομηχάνιση των αμιγώς ηλεκτρικών οχημάτων εγκαινίασε την άνοιξη στην Κίνα.

4. Ηλεκτρικό όχημα κυψελών καυσίμου (FCEV)

Ένα ηλεκτρικό όχημα κυψελών καυσίμου είναι ένα όχημα που χρησιμοποιεί υδρογόνο και οξυγόνο στον αέρα για να παράγει ηλεκτρική ενέργεια μέσω ηλεκτροχημικής αντίδρασης σε κυψέλη καυσίμου υπό τη δράση ενός καταλύτη και χρησιμεύει ως η κύρια πηγή ενέργειας για την οδήγηση του οχήματος. Το σύστημα ισχύος του αποτελείται κυρίως από έναν κινητήρα κυψελών καυσίμου, μια δεξαμενή καυσίμου (μπουκάλι υδρογόνου), έναν ηλεκτρικό κινητήρα/γεννήτρια, μια μπαταρία ισχύος κ.λπ. Χρησιμοποιεί την παραγωγή ενέργειας κυψελών καυσίμου ως κύρια πηγή ενέργειας και οδηγεί το όχημα μέσω του κινητήρα .

Τα κύρια χαρακτηριστικά των ηλεκτρικών οχημάτων κυψελών καυσίμου: υψηλή απόδοση μετατροπής ενέργειας. Η απόδοση μετατροπής ενέργειας των κυψελών καυσίμου μπορεί να είναι τόσο υψηλή όσο 60% έως 80%, δηλαδή 2 έως 3 φορές μεγαλύτερη από αυτή των κινητήρων εσωτερικής καύσης. μηδενικές εκπομπές και καμία περιβαλλοντική ρύπανση. Το καύσιμο της κυψέλης καυσίμου είναι υδρογόνο και οξυγόνο και το προϊόν είναι καθαρό νερό. Το καύσιμο υδρογόνου προέρχεται από ένα ευρύ φάσμα πηγών και μπορεί να ληφθεί από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και δεν βασίζεται σε καύσιμα πετρελαίου.

Το μοντέλο έρευνας και ανάπτυξης των οχημάτων κυψελών καυσίμου διεξάγεται επί του παρόντος από τη βιομηχανία, τον ακαδημαϊκό χώρο και τα ερευνητικά ιδρύματα υπό την ηγεσία της κυβέρνησης και η διακρατική συνεργασία διεξάγεται ενεργά σε όλο τον κόσμο. Η εφαρμογή μεγάλων εθνικών ερευνητικών σχεδίων και συνεργατικών έργων Ε&Α έχει προωθήσει σε μεγάλο βαθμό τη διαδικασία έρευνας και ανάπτυξης παγκόσμιων κυψελών καυσίμου και οχημάτων κυψελών καυσίμου. Πρόσφατα, τα οχήματα κυψελών καυσίμου που κυκλοφόρησαν πρόσφατα στον κόσμο έχουν επιδείξει εξαιρετικές επιδόσεις και έχουν σημειώσει μεγάλη πρόοδο στην αξιοπιστία του οχήματος, τον έλεγχο του κόστους και άλλες πτυχές.