Nuolat tobulėjant naujoms energijos transporto priemonėms, vis daugiau dėmesio skiriama ir akumuliatoriams. Akumuliatorius, variklis ir elektros valdymo sistema yra trys pagrindiniai naujų energijos transporto priemonių komponentai, iš kurių akumuliatorius yra svarbiausia dalis, galima sakyti, kad jis yra naujų energijos transporto priemonių „širdis“. Į kokias kategorijas skirstomi naujų energijos transporto priemonių akumuliatoriai?
1, švino rūgšties akumuliatorius
Švino rūgšties akumuliatorius (VRLA) – tai akumuliatorius, kurio elektrodai daugiausia pagaminti iš švino ir jo oksidų, o elektrolitas yra sieros rūgšties tirpalas. Teigiamo elektrodo pagrindinis komponentas yra švino dioksidas, o neigiamo elektrodo – švinas. Iškrovimo būsenoje abiejų elektrodų pagrindinis komponentas yra švino sulfatas. Vieno elemento švino rūgšties akumuliatoriaus nominali įtampa yra 2,0 V, jis gali išsikrauti iki 1,5 V, įkrauti iki 2,4 V; taikomosiose programose 6 vieno elemento švino rūgšties akumuliatoriai dažnai jungiami nuosekliai, kad sudarytų 12 V, 24 V, 36 V, 48 V ir t. t. nominalią švino rūgšties akumuliatorių.
Nikelio-kadmio akumuliatorius (dažnai sutrumpintai NiCd, tariamas „nye-cad“) yra populiarus akumuliatorių tipas. Baterijoje elektros energijai gaminti naudojamas nikelio hidroksidas (NiOH) ir kadmio metalas (Cd). Nors jų našumas yra geresnis nei švino rūgšties akumuliatorių, juose yra sunkiųjų metalų ir, panaudojus, jie teršia aplinką.
Nikelio-kadmio akumuliatorius gali būti įkraunamas ir iškraunamas daugiau nei 500 kartų, todėl yra ekonomiškas ir patvarus. Jo vidinė varža yra maža, todėl jį galima greitai įkrauti, bet ir tiekti didelę srovę apkrovai, o įtampos pokytis iškraunant yra labai mažas, todėl tai yra labai idealus nuolatinės srovės maitinimo šaltinis. Palyginti su kitų tipų akumuliatoriais, nikelio-kadmio akumuliatoriai gali atlaikyti perkrovą arba per didelį iškrovimą.
Nikelio-metalo hidrido baterijos sudarytos iš vandenilio jonų ir nikelio, jų energijos rezervas yra 30 % didesnis nei nikelio-kadmio baterijų, jos lengvesnės nei nikelio-kadmio baterijos, tarnauja ilgiau ir neteršia aplinkos, tačiau jų kaina yra daug didesnė nei nikelio-kadmio baterijų.
Ličio baterija yra ličio metalo arba ličio lydinio klasė, kurioje neigiamas elektrodas naudojamas ne vandeniniame elektrolito tirpale. Ličio baterijas galima suskirstyti į dvi kategorijas: ličio metalo baterijas ir ličio jonų baterijas. Ličio jonų baterijose nėra ličio metalinėje būsenoje ir jos yra įkraunamos.
Ličio metalo baterijos paprastai yra baterijos, kuriose teigiamas elektrodas yra mangano dioksidas, neigiamas elektrodas – ličio metalas arba jo lydinys, o elektrolitai – ne vandeniniai tirpalai. Ličio baterijos sudėtis daugiausia yra: teigiamas elektrodas, neigiamas elektrodas, diafragma ir elektrolitas.
Tarp katodo medžiagų dažniausiai naudojamos ličio kobaltatas, ličio manganatas, ličio geležies fosfatas ir trijų komponentų medžiagos (nikelio-kobalto-mangano polimerai). Teigiamo elektrodo medžiaga užima didelę dalį (teigiamo ir neigiamo elektrodo medžiagų masės santykis yra 3:1 ~ 4:1), nes teigiamo elektrodo medžiagos veikimas tiesiogiai veikia ličio jonų akumuliatoriaus veikimą, o jo kaina tiesiogiai lemia akumuliatoriaus kainą.
Tarp neigiamų elektrodų medžiagų dabartinės neigiamų elektrodų medžiagos daugiausia yra natūralus grafitas ir dirbtinis grafitas. Tiriamos anodų medžiagos yra nitridai, PAS, alavo oksidai, alavo lydiniai, nano-anodų medžiagos ir kai kurie kiti tarpmetaliniai junginiai. Kaip vienas iš keturių pagrindinių ličio baterijų komponentų, neigiamų elektrodų medžiagos atlieka svarbų vaidmenį gerinant baterijų talpą ir ciklo našumą, ir yra ličio baterijų pramonės vidurio etapo pagrindas.
Kuro elementas yra nedegimo proceso metu veikiantis elektrocheminis energijos konversijos įrenginys. Vandenilio (kito kuro) ir deguonies cheminė energija nuolat paverčiama elektra. Veikimo principas yra toks, kad H2, veikiant anodo katalizatoriui, oksiduojamas į H+ ir e-, H+ pasiekia teigiamą elektrodą per protonų mainų membraną, reaguoja su O2 ir katode sudaro vandenį, o e- pasiekia katodą per išorinę grandinę, ir nuolatinė reakcija generuoja srovę. Nors kuro elementas vadinamas „akumuliatoriumi“, tradicine prasme jis nėra energijos kaupimo įrenginys, o elektros energijos gamybos įrenginys, ir tai yra didžiausias skirtumas tarp kuro elementų ir tradicinių baterijų.
Terminio šoko bandymo kamera: ši kamera imituoja staigius temperatūros pokyčius, su kuriais gali susidurti baterijos veikimo metu. Veikdami baterijas dideliais temperatūros svyravimais, pavyzdžiui, staigiu perėjimu iš aukštos į žemą temperatūrą, galime įvertinti jų veikimą ir patikimumą esant temperatūros svyravimams.
Ksenoninių lempų senėjimo bandymų kamera: ši įranga atkuria saulės šviesos sąlygas, veikdama baterijas intensyvia ksenoninių lempų šviesos spinduliuote. Ši modeliavimas padeda įvertinti baterijos veikimo pablogėjimą ir ilgaamžiškumą, kai ji ilgai veikiama šviesos.
UV senėjimo bandymų kamera: ši kamera imituoja ultravioletinės spinduliuotės aplinką. Veikdami baterijas UV šviesa, galime imituoti jų veikimą ir ilgaamžiškumą ilgalaikio UV poveikio sąlygomis.
Naudojant šių bandymų įrangą kartu, galima atlikti išsamius akumuliatorių nuovargio ir tarnavimo laiko bandymus. Svarbu atkreipti dėmesį, kad prieš atliekant šiuos bandymus, labai svarbu laikytis atitinkamų saugos gairių ir griežtai laikytis bandymų įrangos naudojimo instrukcijų, kad būtų užtikrintos tikslios ir saugios bandymų procedūros.
Įrašo laikas: 2023 m. rugsėjo 12 d.
