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电池是实现混合动力突破的关键

2020-05-26 13:45:39来源:

混合动力汽车是迈向电动汽车未来的垫脚石。但是由于混合动力汽车配备了两个发电厂–汽油发动机和电动机,以及所有辅助控制装置和电池–与仅由汽油或柴油提供动力的汽车相比,它们往往更重,更昂贵。例如,价格为32,990美元,而标准的汽油动力思域则为21,490美元。福特市场上唯一的其他混合动力汽车,丰田普锐斯(Toyota Prius),售价为37,400美元。“混合动力汽车要想在成本上具有竞争力,还有很长的路要走,”福特全球首席执行官艾伦·穆拉利(Alan Mulally)说。“那是因为您要携带两个动力总成。”便宜的混合动力车最大的障碍之一就是电池。它们笨重,笨重,即使最好的电池也无法提供汽油动力汽车的续航能力。有两种类型的电池适用于电动汽车。第一种也是最常见的是镍金属氢化物。它用于丰田普锐斯(Toyota Prius)以及目前市场上几乎所有其他混合动力车。这些汽车之所以使用镍氢,是因为其众所周知,并且有众多供应商。它比第二种选择的锂离子电池还便宜。在消费电子产品中可以找到锂离子电池,雪佛兰宣布将在Volt中使用锂离子电池,该电池将于2010年发布。通往普锐斯的另一条路。使用普锐斯,电动机可以低速运行,并且可以以更高的速度辅助传统的汽油发电厂。Volt设计为仅依靠电池供电即可运行长达130公里。它具有汽油动力发动机,但该发动机未连接至驱动轮。尽管雪佛兰尚未详细介绍伏特电池组,但我们确实知道锂离子电池比镍氢电池具有多个优点和一些缺点。离子电池比镍氢电池具有更高的能量密度,这意味着它们可以在给定的空间内提供更多的电能。但是汽车制造商由于成本高昂,以及由于“热失控”而遭受痛苦的机会,因此并没有使用它们,这基本上意味着他们会着火。莫纳什大学机械工程系名誉研究员帕特里克·莫里亚蒂博士说:“锂离子仍然存在一些问题。”“特别是热失控。然而,它们无毒,安全且相当耐用。锂离子电池的另一个问题是,它们从生产开始就开始退化。这意味着它们需要得到精心管理。即使经过精心管理的电池也可能会随着时间的流逝而失去部分容量-锂离子电池每年下降约20%。悉尼科技大学可持续发展研究所研究员乔希·厄瑟(Josh Usher) Futures是一个团队的一部分,该团队已经将Toyota Prius改装为插电式混合动力车。该团队不久将对Prius进行修改,以接受锂离子电池。插电式混合动力车可以使用电网中的电力为电池充电。传统的混合动力汽车使用汽油发动机,结合再生制动,将损失的能量转化为电能,然后将其存储在电池组中。改装版UTS Prius的第一个版本使用铅酸电池,类似于汽油车中使用的蓄电池。改款的普锐斯仅在电池驱动下就可以运行七公里,电池组重80公斤,然后乌瑟尔和他的团队对普锐斯进行了改装,可以接受镍氢电池,续航里程增加到35公里。该电池组仍然重约80kg。下一步是安装重量为37kg的纯锂电池,续航里程为47km。“锂离子的最大优势在于其重量和尺寸,” Usher说。“锂比其他电池更轻,更小,并且提供的功率更大。”但是,镍氢金属电池是一种更安全的选择,这已被证明。丰田表示,在澳大利亚售出的10,000普锐斯中,只有17个需要更换电池组。在国外,有一辆Prius出租车用一个电池组可行驶超过50万公里。之所以如此可靠,部分原因是丰田公司采取了聪明的电池管理策略。“ Prius永远不会让其电池电量降到40%以下,或达到百分之八十以上的水平,” Usher说。“如果您在这两个极限之间循环使用电池,则电池寿命会大大延长。”但是(在未来)电动汽车中拥有电池组还有其他选择吗?毕竟,如果需要提前更换,则混合动力车中的电池组成本可能高达7000美元。通用汽车公司认为,还有一种替代电池的选择-气瓶模型。通用汽车亚太区总裁尼克·赖利(Nick Reilly)去年在Drive上讲话时,提出了人们会出租电池而不是拥有电池的可能性。“他们将购买汽车并租借或租赁电池,而租赁电池的成本将等于或低于他们今天为汽油支付的成本。因此,电动汽车的驾驶成本不一定必须比今天的汽车高得多。您不是瓶子的所有者,当需要重新装瓶时,您可以将瓶子带到服务站,然后将其更换为满满的瓶子。当然,这种气瓶模型假定存在适用于所有车辆的标准电池尺寸。否则,最终会导致电池站必须根据汽车需求配备多种电池类型的情况。然而,电动汽车存在一个重大问题-如果使用电源,它们与汽油动力汽车一样脏充电来自传统的燃煤或燃气发电厂。莫里亚蒂博士说:“世界实质上正在重新碳化。”“ 2007年使用的化石燃料比例高于2006年。”电动汽车比汽油更清洁的唯一方法是,其动力来自可再生资源,例如风能,太阳能和波浪能。能源和运输系统的惯性很大。 Moriarty说。“在1950年至2000年之间,没有新的能源运输系统应运而生。喷气发动机是最后一架。”莫里亚蒂对电动汽车解决温室气体问题并不乐观。他说,改变的唯一途径就是改变我们对交通的看法。“他说,旅行将减少很多。”