新しいエネルギー車の電源

世界中の新しいエネルギー車両の開発の観点から見ると、その電源には、主にリチウムイオン電池、ニッケルメタル水素バッテリー、鉛蓄電池、およびスーパーキャパシタが含まれており、その中には主に補助電源の形で表示されます。主な理由は、これらのバッテリーテクノロジーがまだ完全に成熟していないか、従来の車両と比較した明らかな欠点を持っていないことです。コスト、電力、クルージング範囲の面で多くのギャップがあります。これは、新しいエネルギー車の開発を制限する重要な理由でもあります。

鉛酸バッテリー
すべてのバッテリーテクノロジーの中で、鉛蓄電池の開発履歴が最も長くなっています。バッテリーは、金属リードを負の電極として使用し、酸化鉛を正の電極として使用します。バッテリーの排出プロセス中に、硫酸鉛は正と負の電極の両方で生成されます。硫酸は反応物であり、電解質溶液中の反応プロセスの産物でもあります。過去10年間で、鉛蓄電池の研究開発は、主にハイブリッド電気自動車の適用に焦点を当ててきました。

ニッケルメタル水素化物バッテリー
ニッケルメタル水素化物電池の作業は、ニッケル酸化物アノードと水素金属カソードによるOH-の放出と吸収に基づいています。過去には、リチウムイオン電池の深刻な安全性の問題を考えると、ニッケルメタル水素バッテリーは電気自動車の一時的な選択と見なされていました。ただし、50〜70Wh\/kgのエネルギー密度は、電気自動車の150〜200WH\/kgのエネルギー密度要件を満たすことができません。同時に、ニッケルメタル水素バッテリーのニッケルの大部分は、将来の価格削減を制限します。したがって、ニッケルメタル水素バッテリーは信頼できる選択肢ではありません。

リチウムイオン電池
リチウムイオンバッテリーは、電気自動車で最も一般的に使用される電力バッテリーテクノロジーです。これは、そのようなバッテリーが競争力のある価格でより小さな質量と密度を開発できるようにするため、その高エネルギー密度と単一セルの電力の増加のおかげです。現在、これらの電源は電気自動車を約150kmに電力供給できます。リチウムは、リチウムイオン電池の電極に挿入されます。つまり、電極材料はリチウムイオンのキャリアです。調査により、電気自動車で使用されるリチウムイオン電池の電力（800〜2000W\/kg）とエネルギー密度（100〜250WH\/kg）が増加することが示されています。リチウムバッテリーは、「7ポイントフル」まで充電する必要があります。リチウムバッテリーは完全に充電する必要はなく、完全に充電されていないことはバッテリー寿命に影響しません。

スーパーキャパシタ
バッテリーがエンジンの開始または車​​両の開始に長期エネルギー貯蔵と短期パルスパワーの両方を提供する必要がある場合、バッテリーの設計は妥協ソリューションを採用する必要があります。各バッテリーセルで厚い電極が使用され、総表面積が増加します。増加する電流は、より大きな電極領域に分布しているため、システムの要件を満たすためにバッテリー電圧の低下を維持できます。他のデバイスで電力需要を提供できる場合、バッテリーはより厚い電極を使用して、エネルギー貯蔵要件をより低い速度で満たしている間、より良い耐久性を実現できます。より理想的な方法は、スーパーキャパシタにパルスパワーを提供させることであり、バッテリーはエネルギー貯蔵のみを提供することです。スーパーキャパシタは、次の出力に向けて準備したり、ブレーキエネルギー回収を使用して充電したりするために、より低いレートで充電できます。スーパーキャパシタに充電した後、バッテリーは、開始に必要な電力がすでにスーパーキャパシタに保存されているため、より広いバッテリー状態（SOC）範囲で動作できます。バッテリーとスーパーキャパシタの充電と排出特性は大きく異なるため、バッテリーとスーパーキャパシタを組み合わせるには、必然的により複雑な充電システムが必要であるため、充電カットオフ電圧はまったく異なります。したがって、同じDCバスで2つのデバイスを制御するには、ある種のDC\/DCコンバーターまたはスイッチングデバイスが必要になる場合があります。