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電気自動車のバッテリー システムとその開発

はじめに:

EV バッテリーまたは電気自動車バッテリーは、電気自動車用に構築されたバッテリー システムです。電気自動車は新しいものではありません。私たちはすでに電気モーターとそれに対応するインフラを構築していますが、何が欠けているのでしょうか?なぜ彼らは世界を乗っ取らなかったのですか?理由はバッテリーです。 EVバッテリーシステムと言ったほうが正確でしょう。この記事では、EV バッテリ システムの基本とその要件について説明します。

バッテリーについて考えるとき、最初に頭に浮かぶのはおそらく、小型電気機器で使用される 2 セルのバッテリー、または Android や iOS が動作するバッテリーです。でもねえ、ここで話しているのは乗り物です。だからあのサイズは仕方ない。最も基本的な車両に電力を供給するには、より大きなバッテリーが必要です。つまり、より多くの充電が必要になるため、より多くの電力が必要になり、航続距離とストレージが増加します。同時に、そのサイズのバッテリーが重くないとは本当に期待できません。そのため、重量チェックをリストに追加します。環境条件について言及しましたか?あなたは要点を理解します。多くの要件があり、バッテリーは必ずしも単純ではありません。

EV バッテリーの電力要件:

平均的なサイズの車両を実際に操作するには、多くの電力が必要になります。高性能プロセッサーや LCD モニターよりもはるかに優れています。一般的な車両が向かい風のない平坦な道で加速するのに必要なパワーの推定値は、約 61kW です。これは、車両 1 台あたりに要求される多くの電力であり、上り坂や風の強い日に車が遅れるのも望ましくありません。内部抵抗のバランスは言うまでもなく、最大電力出力に十分なほど低いです。

EV システムのエネルギー密度:

ここで、EV バッテリー システムの作業中によく遭遇する重要な用語である「エネルギー密度」について説明しましょう。エネルギー密度は、名前が示すように、単位体積あたりに蓄えられるエネルギーです。 (比エネルギーは単位質量あたりのエネルギーです)。

最も一般的に使用される燃料源は、バッテリーと比較してガソリンと石炭でなければなりません。ただし、バッテリーはより便利ですが、エネルギー密度と比エネルギーは石炭やガソリンよりも小さくなります。大まかに言えば、ガソリンとリチウムイオン電池を比較すると、ガソリンの比熱は100倍になります。ガソリンは、鉛蓄電池に比べて 300 倍も高くなります。

電池システム vs ICE (内燃機関)

しかし、効率という点では、電気モーターは ICE (内燃機関) よりも優れています。しかし、ICE と比較して電気モーターで航続距離を達成することは困難です。たとえば、タンクサイズが小さいガソリン車は約 400 マイル走行できますが、電気自動車の平均航続距離は約 180 マイルです。

より高い範囲の競争力のあるオファーがありますが、欠点もあります.次に進む前に、それらについて話し合ってみませんか。

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  • これらのバッテリーの製造コストは非常に高く、EV の総購入価格の大部分を占めています。
  • このようなバッテリーの充電と放電は時間の経過とともに劣化につながり、バッテリー システムの長期的なパフォーマンスに関する確実なデータはありません。一方、ICE 車両は、適切にメンテナンスされていれば、簡単に 100,000 マイルまで走行できます。
  • このようなバッテリーの充電には時間がかかります。 Tesla が提供する最高のスーパーチャージャーでさえ、30 分ほど待たなければなりません。
  • EV と関連する化学物質:

    最適なバッテリー技術を見つけるための研究は新しいものではありません。 1994年に発行されたアルゴンヌ国立研究所の文書には、鉛酸、ニッケル/カドミウム、ニッケル/鉄、ニッケル/金属水素化物、ナトリウム/硫黄、亜鉛/臭素、亜鉛/空気、ナトリウム/塩化ニッケル、リチウム/硫化鉄、およびリチウムポリマー。それらは、システムの比エネルギーに従って、最低 (鉛酸、つまり 1 キログラムあたり 25 ~ 40 ワット時) から最高 (リチウムポリマー、つまり 1 キログラムあたり 100 ~ 200 ワット時) までリストされていました。

    今日、人気の EV バッテリーシステムはリチウムイオンです。 2012 年までは、以前はニッケル/金属水素化物 (NiMH) が主流でしたが、現在はリチウムイオンの使用が主流です。時間の経過とともに、研究者は、リチウムイオンがより高い出力を提供し、より高い比熱を持ち、全体的に問題が少ないことを観察しました.リチウムイオン電池の機能に関するアニメーションを見るには、ここをクリックしてください .

    電気自動車の影響:

    前に述べたように、電気自動車は正確には「世界を席巻」していません。代わりに、ガソリンおよびディーゼルベースのエンジンが依然として大多数を占めています。特に長距離移動の場合、顧客はバッテリー システムよりも石油ベースの燃料を好むでしょう。米国のEV市場も大きくない。 (これを、米国の約 32 倍のノルウェーの EV 市場シェアと比較してください)。電気自動車の使用は、中国のような国でもより一般的です (中国の電気自動車市場は米国の 2 倍の速さで成長しています)。

    結論:

    電気自動車業界はまだ発展途上にあるようです。 EVバッテリーシステムが世界を席巻する前に、多くの開発が必要です。今後数年間で価格設定や実用性などの主要な障害が克服されれば、それらの使用は非常に有益です.


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