Kādi akumulatoru veidi ir pieejami jauniem enerģijas transportlīdzekļiem?

Oct 20, 2025

Atstāj ziņu

Baterijas parasti var iedalīt trīs galvenajās kategorijās: ķīmiskās baterijas, fiziskās baterijas un bioloģiskās baterijas. Tostarp ķīmiskās baterijas un fizikālās baterijas ir izmantotas masveidā ražotos elektriskajos transportlīdzekļos, savukārt bioloģiskie akumulatori tiek uzskatīti par vienu no svarīgākajiem nākotnes elektrisko transportlīdzekļu akumulatoru attīstības virzieniem. Ņemot vērā pašreizējo praktisko pielietojuma situāciju, mēs sniegsim tikai detalizētu ievadu par ķīmiskajām baterijām.

 

I. Litija baterijas
Litija baterijas ir viens no visbiežāk izmantotajiem akumulatoru veidiem elektriskajos transportlīdzekļos. Lai gan tie ir bijuši tikai kopš 1970. gada, tie ātri dominēja elektrisko transportlīdzekļu akumulatoru tirgū, pateicoties augstajam enerģijas blīvumam un ilgajam ciklam. Pašlaik elektriskajos transportlīdzekļos izmantoto litija akumulatoru vidū galvenokārt ir litija dzelzs fosfāta akumulatori un litija niķeļa mangāna kobalta oksīda akumulatori, turklāt šiem diviem akumulatoru veidiem ir būtiskas atšķirības pēc to īpašībām, tāpēc ir nepieciešams sniegt detalizētu to skaidrojumu un salīdzinājumu.

(1) Litija dzelzs fosfāta baterijas
Salīdzinot ar agrīnajām litija mangāna oksīda baterijām, litija dzelzs fosfāta akumulatoriem nav būtiskas atšķirības enerģijas blīvumā, kas ir aptuveni 100-110 Wh/kg. Tomēr to termiskā stabilitāte ir labākā starp pašreizējiem transportlīdzekļu litija akumulatoriem. Iekšējās ķīmiskās sastāvdaļas sāk sadalīties tikai tad, kad akumulatora temperatūra sasniedz 500–600 grādus, savukārt litija kobalta oksīda akumulatoru iekšējās ķīmiskās sastāvdaļas, kas arī ir litija baterijas, jau ir nestabilā stāvoklī 180–250 grādu temperatūrā. Citiem vārdiem sakot, litija dzelzs fosfāta akumulatoru drošība ir vislabākā starp litija akumulatoriem, un šī iemesla dēļ tie ir kļuvuši par vienu no galvenajiem elektrisko transportlīdzekļu akumulatoru veidiem.

(2) Litija niķeļa mangāna kobalta oksīda baterijas
Salīdzinot ar litija dzelzs fosfāta baterijām, Tesla Model S izmantotajām litija niķeļa mangāna kobalta oksīda baterijām ir daudz lielāks enerģijas blīvums pēc svara, aptuveni 200 Wh/kg. Tas nozīmē, ka tāda paša svara litija niķeļa mangāna kobalta oksīda akumulatoriem ir garāks darbības attālums nekā litija dzelzs fosfāta akumulatoriem. Tomēr arī to trūkumi ir acīmredzami. Kad akumulatora temperatūra ir 250-350 grādi, iekšējie ķīmiskie komponenti sāk sadalīties, kas izvirza ārkārtīgi augstas prasības akumulatora vadības sistēmai. Katrai akumulatora šūnai jābūt aprīkotai ar atsevišķu drošības ierīci. Turklāt katras šūnas mazā izmēra dēļ vienam transportlīdzeklim nepieciešamais akumulatora elementu skaits ir ļoti liels.

 

II. Niķeļa-metāla hidrīda akumulatori
Niķeļa-metāla hidrīda akumulatori ir vēl viens plaši izplatīts elektrisko transportlīdzekļu barošanas akumulatoru veids, izņemot litija akumulatorus. Kopš 90. gadiem tie ir pakāpeniski attīstījušies. Daudzi hibrīdautomobiļi, piemēram, Toyota Prius, izmanto šāda veida akumulatoru kā enerģijas uzkrāšanas komponentu. To enerģijas blīvums daudz neatšķiras no parasto litija akumulatoru enerģijas blīvuma, aptuveni 70-100 Wh/kg. Tomēr, tā kā viena akumulatora elementa spriegums ir tikai 1,2 V, kas ir viena trešdaļa no litija akumulatoru sprieguma, akumulatora bloka tilpums ir lielāks nekā litija akumulatoriem, ja nepieciešamais spriegums ir vienāds.

 

Tāpat kā litija akumulatoriem, arī niķeļa{0}}metāla hidrīda akumulatoriem ir nepieciešama akumulatora pārvaldības sistēma, taču tie pievērš lielāku uzmanību akumulatora uzlādes un izlādes pārvaldībai. Šīs atšķirības iemesls galvenokārt ir niķeļa-metāla hidrīda akumulatoru "atmiņas efekts", kas nozīmē, ka akumulatora kapacitāte samazināsies uzlādes un izlādes cikla laikā. Pārlādēšana vai pārmērīga izlāde var arī paātrināt akumulatora jaudas zudumu (šo litija akumulatoru īpašību var gandrīz ignorēt). Tāpēc ražotājiem niķeļa-metāla hidrīda akumulatoru akumulatoru vadības sistēma ir iestatīta tā, lai aktīvi izvairītos no pārlādēšanas un pārmērīgas izlādes, piemēram, mākslīgi kontrolētu uzlādes un izlādes diapazonu noteiktā procentuālā diapazonā no kopējās jaudas, lai samazinātu jaudas samazināšanās ātrumu.