Schlüsseltechnologie des 48-V-Lithiumbatteriesystems

Vor kurzem hat Hitachi einen 48-V-Lithium-Ionen-Akku entwickelt, der für Fahrzeuge mit kleinem Hubraum für Hybridfahrzeuge geeignet ist. Es wird erwartet, dass es in China und Europa wegen seiner guten Systemleistung bei der Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der hohen Kosten beliebt ist. Derzeit wird das auf dem Markt befindliche 48-V-System hauptsächlich für Mikro-Hybrid- und schwach-Hybrid-Fahrzeuge verwendet. Der von Hitachi entwickelte Lithium-Ionen-Akku hat die Anwendung des 48-V-Systems im Bereich der Hybridfahrzeuge weiterentwickelt.

Das Konzept des 48V-Systems

Um Energie effektiver zu sparen, Emissionen zu reduzieren und den Kraftstoffverbrauch zu senken, haben die Menschen ein neues System zwischen der Umgestaltung des Motors selbst und dem Ersatz eines neuen Antriebssystems gefunden, bei dem es sich um ein Hybridsystem handelt. Es wird heute üblicherweise in Hybridsystemen verwendet, dh im Auto der Dampfmaschine und einem Elektromotor arbeiten die beiden Motoren zusammen. Das anfängliche Mikromischsystem war mit einem riemengetriebenen Anlaufmotor (BSG) an einem herkömmlichen Anlaufmotor für Verbrennungsmotoren (normalerweise 12 V) ausgestattet, bei dem es sich um einen integrierten Station-Start-Motor handelt, der zur Steuerung des Motors verwendet wird. Start und Stopp, dies eliminiert die Leerlaufdrehzahl des Motors und reduziert den Kraftstoffverbrauch und die Emissionen. Dies wird als 12-V-Mikromischsystem bezeichnet und hat die Funktion des automatischen Starts und Stopps.

Das 48-V-System ist eine Verbesserung des automatischen 12-V-Mikrohybrid-Start- und Stoppsystems. Das System hat eine Spannung von 48V. Die leistungsstarke Lithium-Ionen-Batterie mit einer Energie von weniger als einem Grad wird anstelle der herkömmlichen Blei-Säure-Batterie verwendet, und der BSG-Motor wird anstelle des herkömmlichen Anlaufmotors und Generators verwendet. Entspricht einer erweiterten Version des automatischen Start- und Stoppsystems, zusätzlich zur automatischen Start- und Stoppfunktion, kann aber bei Bedarf auch Hilfsenergie bereitstellen.

Quelle des 48V-Systems

Das Konzept des 48-V-Systems wurde 2011 erstmals von mehreren deutschen Fahrzeugherstellern abgeleitet, darunter Audi, BMW, Daimler, Porsche und Volkswagen, und entwickelte den LV 148-Standard. Im Juni 2013 genehmigte die EU die CO2-Emissionsnorm 2020, wonach die durchschnittliche CO2-Emission von Neuwagen bis 2020 auf 95 g / km geregelt werden muss. Europäische Automobilhersteller müssen mit Bußgeldern von bis zu 95 Euro pro Gramm und Fahrzeug rechnen, wenn sie die CO2-Emissionsbeschränkungen künftig nicht einhalten. Diese verbindliche Norm hat Fahrzeughersteller und Zulieferer dazu veranlasst, den Kraftstoffverbrauch von Fahrzeugen auf verschiedenen technischen Wegen zu senken. Das 48-V-System ist aufgrund seiner Vorteile bei der Erhöhung der begrenzten Kosten zur Energieeinsparung und Emissionsreduzierung zum Schwerpunkt der Branche geworden.

Vorteile und Schlüsseltechnologien des 48V-Systems

Yingfeiling glaubt, dass die Entwicklung des 48-V-Systems auf folgenden Punkten basiert:

Obwohl der 12-V-Start kostengünstig ist, ist die Reduzierung der CO2-Emissionen begrenzt.

Reduzierung der Hochdruck-Hybridleistung, aber die Systemkosten stiegen weiter an;

48 V, um den Kosten des 12 V-Startsystems nahe zu kommen;

Bieten Sie Leistung in der Nähe der Hochdruck-Hybridtechnologie.

Reduzierung der CO2-Emissionen um bis zu 15 Prozent oder mehr;

Das Systemkostenziel liegt unter 1.000 Euro;

Für fortschrittlichere und energieeffizientere Konstruktionen können andere Lasten als Stromversorgungssysteme bereitgestellt werden.

Im Vergleich zum Vorteil des 12-V-Mikromischsystems gab uns Hongyinglin, Manager für neue Energieprodukte im asiatisch-pazifischen Raum von Delphi Parker, ein Beispiel: "Wenn beispielsweise ein traditionelles Auto auf ein rotes Licht wartet, ist das Der Motor läuft im Leerlauf und der riemengetriebene Klimakompressor kann weiterarbeiten. Die Klimaanlage ist noch gekühlt. Bei einem Auto mit Stoppfunktion muss jedoch auf eine elektrische Klimaanlage umgeschaltet werden, wenn auf ein rotes Licht gewartet wird. Andernfalls müssen die Fahrgäste die Umgebung ohne Klimaanlage aushalten, wenn sie auf eine rote Ampel oder einen Stau warten. Ein elektrischer Klimakompressor hat eine Mindestleistung von 2,5 kW. Wenn er mit 12 V betrieben wird, ist das Stromnetz unerträglich 48V wird es kein Problem geben. Darüber hinaus kann die 48V-Seite auch aktive Federung, elektrische Lenkung, elektrischen warmen Wind usw. mit Strom versorgen. "

Derzeit ist der Mainstream auf dem japanischen Markt ein starkes Hybridfahrzeug, das mit einer Hochvoltbatterie von 100 V oder höher ausgestattet ist. Das wiederaufladbare Lithium-Ionen-Batteriemodul mit 100 V oder mehr wird verwendet, und obwohl das Hybridfahrzeug (HEV) die Kraftstoffeffizienz erheblich verbessern kann, ist die spezielle Komponente und die Druckkomponente teuer. Die Verwendung eines 48-V-Systems erhöht ebenfalls die Kosten, aber im Vergleich zu den Kosten eines reinen Elektroautos oder eines starken Hybridautos kann das 48-V-System 40% bis 60% einsparen, und das wiederaufladbare 48-V-Lithium-Ionen-Batteriemodul kann ebenfalls 10% erhöhen bis 15%. Kraftstoffeffizienz.

Einer der Schlüssel zu den 48-V-Systemspezifikationen ist die Lithium-Ionen-Batterietechnologie, die eine höhere (3-fache) Energiedichte, Größe, Gewicht und andere Reduzierungen als chemische Blei-Säure-Batterien bieten kann. Der 48-V-Lithium-Ionen-Akku bietet eine bessere Ladeleistung und kann die Bremsenergie des Fahrzeugs effizienter speichern. Dadurch wird mehr Strom für die zunehmende Anzahl elektronischer Lasten im Auto bereitgestellt (z. B. Heizung des Vordersitzes, Windschutzscheibe heizen, Stoßdämpfer hinten).

Ein Anwendungsstatus des 48-V-Lithium-Ionen-Batteriesystems

Einer der Schlüssel zum 48-V-System ist die Lithium-Ionen-Batterietechnologie. Lithium-Ionen-Batterien haben eine höhere Energiedichte und eine bessere Lade- und Entladeleistung als Blei-Säure-Batterien und Nickel-Metall-Wasserstoff-Batterien. Lithium-Ionen-Zellen haben eine einzelne Spannung von bis zu 3,7 V. Um die in Elektrofahrzeugen verwendeten Spannungsanforderungen zu erfüllen, müssen einzelne Zellen in Reihe geschaltet werden, um batterien parallel zu bilden, um die erforderlichen Bedingungen für hohe Energie und hohe Leistung zu erfüllen für Elektrofahrzeuge. Unter normalen Umständen betrachtet das Kfz-Stromversorgungssystem den Akku als eine einzelne Zelle. Während des Fahrens und Anhaltens des Fahrzeugs wird der gesamte Akku häufig geladen und entladen. Der Akku besteht aus Monomeren und kann die absolute Konsistenz des Zellmonomers vor Werk nicht garantieren. Wenn eine Zelle im Akkupack mehrere Lade- / Entladezyklen durchläuft, kann ihr Ladezustand nicht periodisch mit anderen Zellen ausgeglichen werden. Schließlich wird es in einen Tiefentladungszustand versetzt, was zu Schäden und schließlich zu einem Batterieausfall führt. Daher benötigen wir ein Batterieerkennungssystem (BMS: Battery Management System), um die Gesamtsituation der Batterie und einzelner Zellen, einschließlich Spannung, Strom, Ladezustand usw., zu überwachen und zu messen. Ersetzen Sie einzelne Zellen rechtzeitig, um die Batterielebensdauer zu verlängern und Lebensdauer.

Der neu entwickelte 48-V-Lithium-Ionen-Akku von Hitachi ist ein BMS-Substrat, ein Batteriemonomer, ein Relais und eine Sicherungsgruppe, die in derselben Box geladen sind. Es kann hoch montiert und zuverlässig sein. Dieser Akku kann in Fahrzeugen beschleunigen und verzögern. Neben der Energierückgewinnung beim Bremsen unterstützt es den effizienten Betrieb von Hybridmotor und -motor.

Gegenwärtig besteht der auf dem Markt befindliche 48-V-Lithium-Ionen-Akku im Allgemeinen aus 12 bis 13 Monomerzellen, die hauptsächlich im Bereich kleiner reiner Elektrofahrzeuge wie Elektrofahrräder, Elektromotorräder, Elektroradräder und Elektrowerkzeuge eingesetzt werden. Die Haupthersteller von Lithium-Ionen-Batterien für Fahrzeuge sind AVIC Lithium sowie CITIC UNITA Guli und Wanxiang Group.

Im Bereich der Hybridfahrzeuge wird das 48-V-Lithium-Ionen-Batteriesystem hauptsächlich in Mikromisch- oder schwachen Hybridantriebssystemen eingesetzt und befindet sich auf der Ebene von Forschung und Entwicklung und begrenzter Produktion. Unter den Anforderungen der Entwicklung energieeffizienterer Automobilprodukte entwickelt der Autogigant Automobilprodukte, die das automatische 48-V-Start- und Stoppsystem verwenden. Bis 2025 werden 48-V-Lichthybride mehr als die Hälfte aller Hybride ausmachen, und 95% der Lichthybride werden das 48-V-Schema verwenden, so ein Bericht von IHS, dem weltweit führenden Forschungsinstitut der Branche.

Der von Hitachi entwickelte 48-V-Lithium-Ionen-Akku kann auf mäßig hybride Elektrofahrzeuge mit höherer Eingangs- und Ausgangsleistung angewendet werden. Das Batteriemonomer weist eine hervorragende Leistung bei niedrigen Temperaturen auf und die Ausgangsdichte beträgt das 1,5-fache der von Hitachi Batteriemonomer., Die Kombination aus gutem Effekt der Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und hoher Kostenleistung hat eine Rolle bei der Förderung der Popularität von China und Europa gespielt.

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