Kas ir strāvas akumulators? Kāda ir atšķirība starp strāvas akumulatoru un parasto akumulatoru?
Akumulatoru tehnoloģija ir lielisks izgudrojums ar brīnišķīgu un ilgu vēsturi. Angļu"Battery" akumulators pirmo reizi parādījās 1749. gadā. To pirmo reizi izmantoja amerikāņu izgudrotājs Bendžamins Franklins, kad viņš izmantoja virkni kondensatoru, lai veiktu elektriskus eksperimentus. . Viņš izmantoja atšķaidītu sērskābi kā elektrolītu, lai atrisinātu akumulatora polarizācijas problēmu, un izgatavoja pirmo nepolarizēto cinka-vara akumulatoru, kas var uzturēt līdzsvarotu strāvu, kas pazīstams arī kā"Daniel akumulators."
1860. gadā Francija's Plante izgudroja akumulatoru ar svinu kā elektrodu, kas bija arī akumulatora priekštecis; tajā pašā laikā Francija's Recrans izgudroja oglekļa-cinka akumulatoru, ieviešot akumulatoru tehnoloģiju sauso akumulatoru jomā.
Akumulatoru tehnoloģiju komerciāla izmantošana sākās ar sausajām baterijām. To izgudroja brits Hellersons 1887. gadā un masveidā ražoja ASV 1896. gadā. Tajā pašā laikā Tomass Edisons 1890. gadā izgudroja uzlādējamo dzelzs-niķeļa akumulatoru, kas arī tika realizēts 1910. gadā. Komercializēta masveida ražošana.
Kopš tā laika, pateicoties komercializācijai, akumulatoru tehnoloģija ir ievadījusi straujas attīstības ēru. Tomass Edisons izgudroja sārma baterijas 1914. gadā, Šlehts un Akermans izgudroja saķepinātās plāksnes niķeļa-kadmija baterijām 1934. gadā, un Neimans 1947. gadā izstrādāja hermētisku niķeli. Kadmija baterijas, Lew Urry (Energizer) izstrādāja mazas sārma baterijas 1949. gadā, mūsu ērā. sārma baterijas.
Pēc ienākšanas 1970. gados akumulatoru tehnoloģiju ietekmēja enerģētikas krīze un pakāpeniski attīstījās fiziskās jaudas virzienā. Papildus nepārtrauktai saules bateriju tehnoloģiju attīstībai, kas parādījās 1954. gadā, pakāpeniski tika izgudrotas un komercializētas litija baterijas un niķeļa-metāla hidrīda baterijas.
Kas ir strāvas akumulators? Atšķirība starp to un parastajām baterijām
Jaunu enerģijas transportlīdzekļu enerģijas avots galvenokārt ir balstīts uz akumulatoriem. Strāvas akumulators faktiski ir sava veida enerģijas avots, kas nodrošina enerģijas avotu transportēšanai. Galvenās atšķirības starp to un parastajām baterijām ir:
1. Dažādi pēc būtības
Jaudas akumulators attiecas uz akumulatoru, kas nodrošina enerģiju transportēšanai, parasti salīdzinājumā ar mazo akumulatoru, kas nodrošina enerģiju pārnēsājamām elektroniskām iekārtām; savukārt parastais akumulators ir sava veida litija metāls vai litija sakausējums kā negatīvā elektroda materiāls, izmantojot neūdens elektrolīta šķīdumu. Primārais akumulators atšķiras no uzlādējamā litija jonu akumulatora un litija jonu polimēra akumulatora.
Otrkārt, akumulatora jauda ir atšķirīga
Jaunu akumulatoru gadījumā izmantojiet izlādes mērītāju, lai pārbaudītu akumulatora ietilpību. Parasti jaudas akumulatoru jauda ir aptuveni 1000-1500 mAh; kamēr parasto akumulatoru jauda ir lielāka par 2000 mAh, un daži var sasniegt 3400 mAh.
Treškārt, izlādes jauda ir atšķirīga
4200mAh jaudas akumulators var izlādēt strāvu tikai dažu minūšu laikā, bet parastie akumulatori to nespēj'un vispār, tāpēc parasto akumulatoru izlādes jauda ir pilnīgi nesalīdzināma ar jaudas akumulatoriem. Lielākā atšķirība starp jaudas akumulatoru un parastu akumulatoru ir tā lielā izlādes jauda un augsta īpatnējā enerģija. Tā kā strāvas akumulatoru galvenokārt izmanto transportlīdzekļa enerģijas padevei, tam ir lielāka izlādes jauda nekā parastajiem akumulatoriem.
Četri, dažādas lietojumprogrammas
Akumulatorus, kas nodrošina elektrisko transportlīdzekļu piedziņu, sauc par jaudas akumulatoriem, tostarp tradicionālajiem svina-skābes akumulatoriem, niķeļa-metāla hidrīda akumulatoriem un topošajiem litija jonu jaudas akumulatoriem, kurus iedala jaudas tipa jaudas akumulatoros (hibrīdautos) un enerģijas tipa jaudas akumulatori (tīri elektriskie transportlīdzekļi); Litija baterijas, ko izmanto plaša patēriņa elektroniskajos produktos, piemēram, mobilajos tālruņos un piezīmjdatoros, parasti tiek sauktas par litija baterijām, lai tās atšķirtu no strāvas akumulatoriem, ko izmanto elektriskajos transportlīdzekļos.
Pašreizējie galvenie barošanas bateriju veidi
Svina-skābes akumulatoru tehnoloģija, niķeļa-ūdeņraža akumulatoru tehnoloģija, degvielas šūnu tehnoloģija un litija akumulatoru tehnoloģija joprojām ir galvenās tehnoloģijas tirgū.
Svina-skābes akumulatori
Svina-skābes akumulatoram ir visilgākā lietošanas vēsture un visnobriedušākā tehnoloģija. Tas ir akumulators ar viszemākajām izmaksām un cenu, un tas ir sasniedzis masveida ražošanu. Tostarp ar vārstu regulējams noslēgtais svina-skābes akumulators (VRLA) savulaik kļuva par svarīgu transportlīdzekļa jaudas akumulatoru, ko izmantoja EV un HEV, ko izstrādāja daudzi Eiropas un Amerikas automobiļu uzņēmumi, piemēram, Saturn un EVI, ko izstrādāja GM gadā. attiecīgi astoņdesmitajos un deviņdesmitajos gados. Elektriskās automašīnas utt.
Tomēr svina-skābes akumulatoriem ir zema īpatnējā enerģija, īss akumulatora darbības laiks, augsts pašizlādes ātrums un zems cikla mūžs; to galvenā izejviela svins ir smagais, un ražošanas un pārstrādes laikā var rasties smago metālu vides piesārņojums. Tāpēc šobrīd svina-skābes akumulatorus galvenokārt izmanto aizdedzes ierīcēm, kad tiek iedarbinātas automašīnas, un mazām iekārtām, piemēram, elektriskajiem velosipēdiem.
NiMH akumulatori
Ni/MH akumulatoriem ir laba izturība pret pārlādēšanu un pārmērīgu izlādi. Nav smago metālu piesārņojuma problēmas, un darba procesā netiks palielināts vai samazināts elektrolītu līmenis, kas var sasniegt noslēgtu dizainu un bez apkopes. Salīdzinot ar svina-skābes akumulatoriem un niķeļa-kadmija akumulatoriem, niķeļa-ūdeņraža akumulatoriem ir lielāka īpatnējā enerģija, īpatnējā jauda un cikla kalpošanas laiks.
Trūkums ir tāds, ka akumulatoram ir vājš atmiņas efekts, un, turpinoties uzlādes un izlādes ciklam, ūdeņraža uzglabāšanas sakausējums pakāpeniski zaudē savu katalītisko spēju, un akumulatora iekšējais spiediens pakāpeniski palielināsies, kas ietekmē akumulatora lietošanu. akumulators. Turklāt dārgā niķeļa metāla cena rada arī lielākas izmaksas.
Runājot par galvenajiem materiāliem, niķeļa-metāla hidrīda baterijas galvenokārt sastāv no pozitīva elektroda, negatīva elektroda, separatora un elektrolīta. Pozitīvais elektrods ir niķeļa elektrods (Ni(OH)2); negatīvais elektrods parasti izmanto metāla hidrīdu (MH); elektrolīts galvenokārt ir šķidrs, un galvenā sastāvdaļa ir ūdeņradis. Kālija oksīds (KOH). Pašlaik niķeļa-ūdeņraža akumulatora pētniecība galvenokārt ir vērsta uz pozitīvajiem un negatīvajiem elektrodu materiāliem, un tā tehnoloģiju izpēte un attīstība ir salīdzinoši nobriedusi.
Transportlīdzekļu Ni-MH akumulatori ir ražoti un lietoti masveidā, un tie ir visplašāk izmantotais transportlīdzekļu akumulatoru veids hibrīdautomobiļu izstrādē. Tipiskākais pārstāvis ir Toyota Prius, kas šobrīd ir lielākais sērijveidā ražotais hibrīdauto. PEVE, Toyota un Panasonic kopuzņēmums, pašlaik ir pasaulē' lielākais niķeļa-ūdeņraža akumulatoru ražotājs.
Tagad, kad niķeļa-metāla hidrīda akumulatori ir izstājušies no galveno enerģijas akumulatoru rindām, kāpēc Toyota pieturas pie niķeļa-metāla hidrīda akumulatoru nometnes?
Jāsaka, ka lielākā Ni-MH akumulatoru priekšrocība: superizturība!
Reiz slavenie amerikāņu automobiļu mediji veica salīdzinošu testu pirmās paaudzes Priusam, kas tika izmantots desmit gadus. Testa rezultāti liecina, ka pēc 10 gadu nobraukuma 330 000 kilometru pirmās paaudzes Prius modelim ar niķeļa-metāla hidrīda akumulatoriem, salīdzinot to ar jaunā auto datiem, gan degvielas patēriņa rādītāji, gan jaudas rādītāji paliek tajā pašā līmenī. Hibrīda sistēma un Ni-MH akumulators joprojām darbojas normāli.
Turklāt pat pēc 330 000 kilometru noskriešanas desmit gadu lietošanas laikā šim pirmās paaudzes Priusam nekad nav bijušas problēmas ar niķeļa-metāla hidrīda akumulatoru bloku. Pirms desmit gadiem cilvēki apšaubīja situāciju, ka akumulatora jaudas samazināšanās lielā mērā ietekmēs degvielas patēriņu un jaudas veiktspēju. Tā arī neparādījās'. No šī viedokļa japāņiem, kuri vienmēr ir bijuši stingri un konservatīvi, viņu mīlestībai pret niķeļa-ūdeņraža akumulatoriem ir savi unikāli iemesli.
Degvielas šūna
Kurināmā šūna ir elektroenerģijas ražošanas ierīce, kas tieši pārveido kurināmā un oksidētāja ķīmisko enerģiju elektroenerģijā. Degviela un gaiss tiek ievadīti kurināmā elementā atsevišķi, un tiek ražota elektrība. No ārpuses tam ir pozitīvi un negatīvi elektrodi un elektrolīti utt., piemēram, akumulatoram, bet patiesībā tas nevar"storage" bet"elektrostacija".
Salīdzinot ar parastajām ķīmiskajām baterijām, kurināmā elementi var papildināt degvielu, parasti ūdeņradi. Dažās kurināmā šūnās kā degvielu var izmantot metānu un benzīnu, taču tās parasti ir paredzētas tikai rūpnieciskām vajadzībām, piemēram, spēkstacijām un autoiekrāvējiem. Ūdeņraža kurināmā elementa pamatprincips ir ūdens elektrolīzes reversā reakcija. Ūdeņradis un skābeklis tiek piegādāti attiecīgi anodam un katodam. Pēc tam, kad ūdeņradis izkliedējas caur anodu un reaģē ar elektrolītu, elektroni tiek atbrīvoti uz katodu caur ārēju slodzi.
Ūdeņraža kurināmā elementa darbības princips ir: ūdeņraža gāzes nosūtīšana uz kurināmā elementa anoda plāksni (negatīvo elektrodu). Pēc katalizatora (platīna) iedarbības ūdeņraža atomā tiek atdalīts elektrons, un ūdeņraža jons (protons), kas zaudējis elektronu, iziet cauri protonam. Apmaiņas membrāna sasniedz degvielas šūnas katoda plāksni (pozitīvo elektrodu), un elektroni nevar iziet cauri protonu apmaiņas membrānai. Šis elektrons var iziet tikai caur ārējo ķēdi, lai sasniegtu degvielas elementa katoda plāksni, tādējādi radot strāvu ārējā ķēdē.
Pēc tam, kad elektroni sasniedz katoda plāksni, tie rekombinējas ar skābekļa atomiem un ūdeņraža joniem, veidojot ūdeni. Tā kā katoda plāksnei piegādāto skābekli var iegūt no gaisa, kamēr anoda plāksnei nepārtraukti tiek piegādāts ūdeņradis, katoda plāksnei tiek piegādāts gaiss un ūdens tvaiki tiek savlaicīgi noņemti, elektrisko enerģiju var nepārtraukti piegādāts.
Degvielas elementa saražotā elektroenerģija tiek piegādāta elektromotoram caur invertoriem, kontrolieriem un citām ierīcēm, un pēc tam tiek virzīti riteņi, lai grieztos caur transmisijas sistēmu, piedziņas asi utt., lai transportlīdzeklis varētu braukt pa ceļu. Salīdzinot ar tradicionālajiem transportlīdzekļiem, degvielas šūnu transportlīdzekļu enerģijas pārveides efektivitāte ir pat 60–80%, kas ir 2–3 reizes lielāka nekā iekšdedzes dzinējiem.
Kurināmā elementa degviela ir ūdeņradis un skābeklis, un produkts ir tīrs ūdens. Tas nerada oglekļa monoksīdu un oglekļa dioksīdu, kā arī neizdala sēru un daļiņas. Tāpēc ūdeņraža kurināmā elementu transportlīdzekļi patiešām ir bezemisiju un nulles piesārņojuma transportlīdzekļi, un ūdeņraža degviela ir ideāls transportlīdzekļu enerģijas avots!
