Milliseid uusi energiasõidukite akusid teate?
Enamik traditsioonilisi sõidukeid kasutab fossiilkütuseid, kuid elektrisõidukite jaoks on oluline energiaallikas elektrienergia. Elektrisõidukite tuumaks on elektrisõidukite akude väljatöötamine. Uued energiasõidukite akud on kaasaegses tööstuses oluline läbimurdepunkt. Praegu jagunevad turul olevad uute energiasõidukite toiteakude peamised tüübid laias laastus pliiakudeks-, nikkel-vesinikuakudeks, liitiumkoobaltoksiidakudeks, liitiummanganaadi akudeks, liitiumraudfosfaatakudeks. ja kolmekomponentsed liitiumioonakud (nikkel-koobalt-mangaanhappe liitium-ioonakud) ja mitmed muud kategooriad.
Plii-happeakud
Plii-happeakudel on madal hind, hea toimivus madalal temperatuuril ja kõrge hind; madal energiatihedus, lühike eluiga, suur maht ja halb ohutus. Madala energiatiheduse ja kasutusea tõttu ei saa elektrisõidukitel olla head kiirust ja suurt sõiduulatust ning neid kasutatakse tavaliselt väikese kiirusega{1}}sõidukite jaoks.
NiMH akud
Nikkel{0}}metallhüdriidakudel on madal hind, arenenud tehnoloogia, pikk kasutusiga ja vastupidavus; madal energiatihedus, suur maht, madal pinge ja aku mäluefekt. Tänu oma supervastupidavusele on seda pikka aega kasutanud Toyota hübriidmudel Prius. Võrreldes liitium-ioonakuga on akuelemendi pinge ainult 1,2 V, mis on 1/3 liitium-ioonakust. Seetõttu on nikkel-vesinikaku maht palju suurem kui liitium-ioonaku oma, kui nõutav pinge on konstantne. Kuigi selle jõudlus on parem kui plii-happeakudel, sisaldab see raskmetalle, mis hüljatuna saastavad keskkonda.
Liitiumioon aku
Liitium{0}}ioonakud on tänapäeval saadaolevad tehnoloogiliselt arenenumad akud. Selline aku on suure energiatihedusega ja suudab salvestada rohkem elektrit; pikk kasutusiga, saab laadida ja tühjendada mitu korda ning see kestab kaua. Elektrisõidukites kasutatakse peamiselt kahte tüüpi liitium-ioonakusid: liitium-raudfosfaatakud ja kolmekomponentsed liitium-ioonakud. Lihtsamalt öeldes on liitiumraudfosfaat ja kolmekomponentne liitium mõlemad positiivsed elektroodmaterjalid liitiumpatareide jaoks, millel on aku energiatiheduses otsustav roll. Seetõttu on patareide nimetamisreeglites enamasti nimetatud positiivsete elektroodide materjalide ja kolmekomponentsete liitiumioonide järgi. Sama kehtib nii akude kui ka liitiumraudfosfaatpatareide päritolu kohta.
Liitiumraudfosfaadi aku
Liitiumraudfosfaatpatareil on hea termiline stabiilsus, ohutus, madal hind, pikk kasutusiga, madal energiatihedus ja madal temperatuur. Soojusstabiilsus on elektriliste liitium{0}}ioonakude seas parim. Kui aku temperatuur on 500–600 kraadi, hakkab selle sisemine keemiline koostis lagunema ning läbitorkamine, lühis, kõrge temperatuur ei põle ega plahvata, seega on see Panasonicu liitiumkoobaltoksiidi akust ohutum ja selle kasutusiga on pikem.
Madala energiatiheduse tulemuseks on aga raskem aku, suurem maht ja sõiduki läbisõit keskpärane. Suurim valupunkt on madalal{0}}temperatuuril laadimise probleem. Kui temperatuur on madalam kui -5 kraadi, on laadimise efektiivsus madal, mis ei sobi talvel põhjapoolse laadimise jaoks.
Kolmekomponentne liitium{0}}ioonaku
Kolmekomponentsetel liitium-ioonakudel on kõrge energiatihedus, pikk kasutusiga ja nad ei karda madalaid temperatuure; need ei ole kõrgel temperatuuril piisavalt stabiilsed. Energiatihedus võib ulatuda kõrgeima, kuid kõrge temperatuuri jõudlus on suhteliselt halb. Puhtalt elektrisõidukite jaoks, millel on nõuded reisiulatuse suhtes, on see põhisuund ja see sobib põhjamaise ilmaga ning aku on madalal temperatuuril stabiilsem. Tesla välja kuulutatud mudel 3 kasutab Panasonicu 21700 kolmekordset silindrilist akut.
Puuduseks on see, et kolmekomponentse materjali deoksüdatsioonitemperatuur on 200 kraadi ja nõelravi katset ei saa läbida, mis näitab, et kolmekomponentne aku on tule-, plahvatus- ja muude ohutusõnnetuste oht, kui sisemine lühis ja aku kest on kahjustatud.
Liitiumraudfosfaadi aku ja kolmekomponentne liitiumioonaku ei saa lihtsalt öelda, kumb on parem, võib vaid öelda, et mõlemad on mängu võitmisel head. Liitiumraudfosfaatpatareide pika eluea, hea ohutuse ja madala hinnaga akud on paremad, kuid nende energiatihedus ja madalal temperatuuril{0}}toimivus on halvemad; kolmekomponentsed liitium-ioonakud on suure energiatiheduse ja suurema energiasalvestuse poolest paremad, kuid nende ohutus ja eluiga on halvemad.
Mõne aasta pärast on aeg vaadelda tahkis{0}}liitiumioon-akusid. Tahkis-liitium-ioonakud, elektrolüüt muudetakse vedelalt tahkeks, suure mahutavusega, kiire laadimiskiirusega ning elektrolüüdi lekke ja tulekahju oht puudub. Seda võib kirjeldada kui ideaalse võimsusega liitiumakut. Mitmed ettevõtted üle maailma on lansseerinud pooljuhtakude prototüüpide-patareisid ja võib-olla ilmuvad sellised patareid kolme või viie aasta jooksul.