Welche Batterietypen werden üblicherweise in Elektrofahrzeugen verwendet?

Blei-Säure-Batterien und lithium-batterien.

Unter diesen sind Blei-Säure-Batterien die billigsten, aber sie sind groß, schwer und von kurzer Lebensdauer.

Lithiumbatterien können auch in zwei Typen unterteilt werden. Die Monomerspannung beträgt 3,7 V bzw. 3,2 V, von denen 3,2 V-Polymerbatterien sicherer sein sollen als die anderen.

Der Nachteil von Lithiumbatterien besteht darin, dass sie teuer sind, aber ein geringes Gewicht, eine geringe Größe und eine lange Lebensdauer haben (nach meinem Verständnis sollte die Lebensdauer von Blei-Säure-Batterien nicht geringer sein als die von Lithium).

Es gibt auch Forschungskondensatoren. Seine Lebensdauer ist relativ unbegrenzt, aber selbst bei einer großen Kapazität von Superkondensatoren sind Volumen und Gewicht um ein Vielfaches größer als die von Blei-Säure-Batterien, und Einzelpersonen halten dies für grundsätzlich unmöglich.

Elektrofahrzeugbatterien werden in zwei Kategorien unterteilt: Batterien und Brennstoffzellen. Die Batterie ist für reine Elektrofahrzeuge geeignet, einschließlich Blei-Säure-Batterien, Nickel-Wasserstoff-Batterien, Natrium-Schwefel-Batterien, sekundäre Lithiumbatterien und Luftbatterien.

Brennstoffzellen sind für Brennstoffzellen-Elektroautos vorgesehen, einschließlich alkalischer Brennstoffzellen (AFC), Phosphatbrennstoffzellen (PAFC), geschmolzener Carbonatbrennstoffzellen (MCFC), Festoxidbrennstoffzellen (SOFC), Protonenaustauschmembranbrennstoffzellen (PEMFC), Direktmethanol-Brennstoffzellen (DMFC).

Je nach Art des Elektroautos. Bei reinen Elektrofahrzeugen, die nur mit Batterien ausgestattet sind, ist die Rolle der Batterie die einzige Stromquelle für das Autoantriebssystem. In Hybridfahrzeugen, die mit herkömmlichen Motoren (oder Brennstoffzellen) und Batterien ausgestattet sind, können Batterien sowohl die Rolle der Hauptstromquelle des Autoantriebssystems als auch die Rolle der Hilfsstromquelle spielen. Es ist ersichtlich, dass bei niedriger Geschwindigkeit und beim Starten die Batterie die Rolle der Hauptstromquelle des Autoantriebssystems spielt; Wenn die Volllast beschleunigt wird, fungiert sie als Hilfsenergiequelle. Es ist die Aufgabe, Energie zu speichern, wenn Sie normal fahren, bremsen oder bremsen.

Die Brennstoffzelle wird an der Anode durch den Brennstoff oxidiert und das Oxidationsmittel an der Kathode reduziert. Wenn der Anode (dh der negativen Elektrode des äußeren Stromkreises, auch als Brennstoffelektrode bekannt) kontinuierlich gasförmiger Brennstoff (Wasserstoff) zugeführt wird und der Kathode (dh der positiven Elektrode von) kontinuierlich Sauerstoff (oder Luft) zugeführt wird Im äußeren Stromkreis (auch als Luftpol bekannt) können elektrochemische Reaktionen kontinuierlich an der Elektrode auftreten und elektrische Ströme erzeugen. Es ist ersichtlich, dass im Gegensatz zu herkömmlichen Batterien Kraftstoff und Oxidationsmittel nicht in der Batterie gespeichert sind, sondern in Lagertanks außerhalb der Batterie. Wenn es funktioniert (Ausgangsstrom und Arbeit), muss es kontinuierlich menschlichen Kraftstoff und Oxidationsmittel zur Batterie transportieren und gleichzeitig das Reaktionsprodukt ausstoßen. In Bezug auf die Arbeitsmethoden ähnelt es daher herkömmlichen Benzin- oder Dieselgeneratoren. Da Brennstoffzellen während des Betriebs kontinuierlich mit Brennstoff und Oxidationsmitteln gespeist werden, sind der in Brennstoffzellen verwendete Brennstoff und die Oxidationsmittel Flüssigkeiten (Gase oder Flüssigkeiten). Die am häufigsten verwendeten Kraftstoffe sind reiner Wasserstoff, verschiedene wasserstoffreiche Gase (wie Reformiergas) und bestimmte Flüssigkeiten (wie wässrige Methanollösungen). Häufig verwendete Oxidationsmittel sind reiner Sauerstoff, gereinigte Luft und andere Gase sowie bestimmte Flüssigkeiten (wie Wasserstoffperoxid und Salpetersäure. Wasserlösung usw.).

Die Brennstoffzellenanode hat die Aufgabe, eine gemeinsame Schnittstelle für Brennstoff und Elektrolyte bereitzustellen und die Oxidation von Brennstoff zu katalysieren. Gleichzeitig werden die bei der Reaktion erzeugten Elektronen auf den externen Stromkreis übertragen oder auf die Montageplatte übertragen, bevor sie auf den externen Stromkreis übertragen werden. Die Rolle der Kathode (Sauerstoffelektrode) besteht darin, eine gemeinsame Grenzfläche für Sauerstoff und Elektrolyte bereitzustellen, die Reduktion von Sauerstoff zu katalysieren und Elektronen vom externen Stromkreis zum Reaktionsort der Sauerstoffelektrode zu übertragen. Da die Reaktion auf der Elektrode meist eine mehrphasige Grenzflächenreaktion ist, verwendet die Elektrode im Allgemeinen ein poröses Material, um die Reaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen, und ist mit einem elektrischen Katalysator beschichtet.

Die Rolle des Elektrolyten besteht darin, die durch die Reaktion der Brennstoffelektrode und der Sauerstoffelektrode in der Elektrode erzeugten Ionen zu transportieren und den direkten Elektronentransfer zwischen den Elektroden zu verhindern.

Die Rolle der Membran besteht darin, Ionen zu leiten, zu verhindern, dass Elektronen direkt zwischen den Elektroden übertragen werden, und Oxidationsmittel und Reduktionsmittel abzutrennen. Daher muss die Membran beständig gegen Elektrolytkorrosion und Isolierung sein und eine gute Feuchtigkeitsbeständigkeit aufweisen.

Batterien

Elektrofahrzeugbatterien bestehen aus mehreren Zellen in Reihe. Ein typischer Akku hat etwa 96 Zellen, und für Lithium-Ionen-Zellen, die auf 4,2 V aufgeladen sind, können solche Batterien eine Gesamtspannung von mehr als 400 V erzeugen und jedes Mal, wenn die gesamte Batterie entladen wird, muss das Zellensteuerungssystem die Situation jeder Zelle unabhängig berücksichtigen. Wenn eine Zelle in der Batterie eine etwas geringere Kapazität als die anderen Zellen hat, weicht der Ladezustand nach mehreren Lade- / Entladezyklen allmählich von den anderen Zellen ab. Wenn der Ladezustand des Akkus nicht regelmäßig mit anderen Zellen ausgeglichen wird, tritt er schließlich in einen Tiefentladungszustand ein, was zu einer Beschädigung und schließlich zu einem Batterieausfall führt. Um dies zu verhindern, muss die Spannung jeder Batterie überwacht werden, um den Ladezustand zu bestimmen. Darüber hinaus muss ein Gerät vorhanden sein, mit dem der Akku separat geladen oder entladen werden kann, um den Ladezustand dieser Akkus auszugleichen.

Ein wichtiger Gesichtspunkt für Batterieüberwachungssysteme ist die Kommunikationsschnittstelle. Zu den häufig verwendeten Optionen für die Kommunikation innerhalb der PC-Karte gehören ein SPI-Bus (Serial Peripheral Interface) und ein I2C-Bus. Jeder Bus hat einen geringen Kommunikationsaufwand und ist für Umgebungen mit geringen Störungen geeignet. Eine weitere Option ist der CAN-Bus (Controller LAN), der in Automobilanwendungen weit verbreitet ist. Der CAN-Bus ist sehr gut, mit Fehlererkennungs- und Fehlertoleranzmerkmalen, aber seine Kommunikationskosten sind sehr hoch, die Materialkosten sind ebenfalls hoch. Obwohl die Verbindung vom Batteriesystem zum CAN-Bus des Autobesitzers wünschenswert ist, bietet die Verwendung der SPI- oder I2C-Kommunikation im Batteriepack Vorteile.

Batterien für Elektrofahrzeuge sind unterteilt in:

A. Alkalibatterien. Das heißt, der Elektrolyt ist eine alkalische wässrige Lösung der Batterie;

B. Säurebatterien. Das heißt, der Elektrolyt ist eine saure wässrige Lösung der Batterie;

C. Neutrale Batterien. Das heißt, der Elektrolyt ist eine neutrale wässrige Lösung der Batterie;

D. Batterien mit organischer Elektrolytlösung. Das heißt, der Elektrolyt ist eine Batterie einer organischen Elektrolytlösung.

Entsprechend der Existenzweise des Wirkstoffs wird er unterteilt in:

A. Wirkstoffe werden auf Elektroden gespeichert. Kann in Primärbatterien (nicht erneuerbar, Primärbatterien) und Sekundärbatterien (regenerativ, Batterien) unterteilt werden;

B. Kontinuierliche Zufuhr von Wirkstoffen zu Elektroden. Kann in nicht erneuerbare Brennstoffzellen und erneuerbare Brennstoffzellen unterteilt werden.

Entsprechend bestimmten Eigenschaften der Batterie ist sie unterteilt in:

A. Batterien mit hoher Kapazität;

B. Wartungsfreie Batterien;

C. Versiegelte Batterien;

D. Flammenbatterien;

E. explosionsgeschützte batterien;

F. Knopfbatterien, rechteckige Batterien, zylindrische Batterien usw.

Obwohl es aufgrund der Vielzahl chemischer Energiequellen, des breiten Anwendungsbereichs und der großen Unterschiede im Erscheinungsbild schwierig ist, die obigen Klassifizierungsmethoden zu vereinheitlichen. Je nach Art ihrer Arbeit und Aufbewahrungsmethoden werden sie jedoch im Allgemeinen in vier Kategorien unterteilt:

Eine Primärbatterie, auch als "Primärbatterie" bezeichnet, ist eine Batterie, die durch Laden nach dem Entladen nicht wiederhergestellt werden kann. Mit anderen Worten, die Batterie kann nur einmal verwendet werden, und die Batterie kann nur nach dem Entladen verlassen werden. Der Grund, warum solche Batterien nicht aufgeladen werden können, ist entweder, dass die Batteriereaktion selbst irreversibel ist oder dass die Bedingungen begrenzt sind, um die reversible Reaktion schwierig zu machen. Sowie:

Zn-Mn-Trockenbatterie Zn│NH4Cl · ZnCl2│MnO2 (C)

Zinkquecksilberbatterie Zn│KOH│HgO

Silber Zink Batterie Zn│KOH│Ag2O

Eine Sekundärbatterie, auch als "Batterie" bekannt, ist ein Batterietyp, der nach dem Entladen wieder aufgeladen und aufgeladen werden kann, um das aktive Material wiederherzustellen. Er kann immer wieder entladen und wiederholt wiederverwendet werden. Dieser Batterietyp ist eigentlich ein chemischer energiespeicher. Der Akku ist mit Gleichstrom voll aufgeladen. Zu diesem Zeitpunkt wird elektrische Energie in Form von chemischer Energie in der Batterie gespeichert. Beim Entladen wird chemische Energie in elektrische Energie umgewandelt. Sowie:

Blei-Säure-Batterie Pb│H2SO4│PbO2

Nickel-Cadmium-Batterie Cd│KOH│NiOOH

Nickel-Metallhydrid-Batterie H2│KOH│NiOOH

Lithium-Ionen-Batterie LiCoO2│ organisches Lösungsmittel│6C

Zinkluftbatterie Zn│KOH│O2 (Luft)

Speicherbatterien, auch als "Aktivierungsbatterien" bezeichnet, sind Batterien, die nicht in direktem Kontakt mit positiven und negativen Wirkstoffen und Elektrolyten stehen, vor der Verwendung vorübergehend mit Elektrolyten injiziert oder durch andere Methoden aktiviert werden. Die chemische Verschlechterung oder Selbstentladung von positiven und negativen Wirkstoffen in solchen Batterien wird im Wesentlichen durch die Isolierung vom Elektrolyten beseitigt, wodurch die Batterie über einen langen Zeitraum gelagert werden kann. Sowie:

Magnesiumsilberbatterie Mg│MgCl2│AgCl

Calcium-Wärmebatterie Ca│LiCl-KCl│CaCrO4 (Ni)

Die Seite enthält den Inhalt der maschinellen Übersetzung.