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Lo sviluppo di un nuovo sistema di batterie per veicoli energetici coinvolge materiali, chimica, macchinari, termodinamica, trasferimento di calore, meccanica dei fluidi, elettricità, sistemi e controllo e le sue tecnologie chiave includono la tecnologia di assemblaggio della batteria, la tecnologia di gestione termica, la tecnologia di gestione dell'alimentazione e la tecnologia di gestione della sicurezza , ecc. La tecnologia dei sistemi di batterie per veicoli è diventata un collo di bottiglia per la divulgazione dei veicoli elettrici, che richiede esplorazione e scoperte nello sviluppo di materiali, progettazione di batterie, produzione, integrazione di sistemi e modelli di business.
1. Classificazione delle batterie di alimentazione per veicoli di nuova energia
Le batterie per veicoli a nuova energia possono essere suddivise in due categorie: accumulatori e celle a combustibile. Le batterie di accumulo sono utilizzate nei veicoli elettrici puri (EV), veicoli elettrici ibridi (HEV) e veicoli elettrici ibridi plug-in (PHEV); le celle a combustibile sono dedicate al carburante per auto a batteria (FCV).
1.1 Batteria
Le batterie sono l'unica fonte di alimentazione del sistema di propulsione nei veicoli elettrici puri, principalmente batterie al nichel-cadmio, nichel-idrogeno e agli ioni di litio. Attualmente, le batterie agli ioni di litio sono in una fase di rapido sviluppo. Sono utilizzati in veicoli di nuova energia come Nissan Leaf, plug-in Toyota Prius, Tesla Model S, General Volt, Ford FocusEV e BMW i3. Inoltre, le risorse di litio sono relativamente abbondanti e il prezzo non è elevato. Si può dire che le batterie agli ioni di litio sono attualmente le batterie di alimentazione più promettenti sul mercato. Il confronto delle prestazioni di 4 tipi di batterie è mostrato nella Figura 1
1.2 Cella a combustibile
Una cella a combustibile è un dispositivo che converte direttamente l'energia chimica del combustibile e dell'ossidante in energia elettrica attraverso la reazione degli elettrodi. Le celle a combustibile non devono essere caricate e presentano i vantaggi di un'elevata energia specifica, lunga durata, basso carico di lavoro di manutenzione e alimentazione continua ad alta potenza. Inoltre, i veicoli a celle a combustibile possono raggiungere la stessa autonomia di guida dei veicoli a combustibile.
A seconda dei diversi elettroliti, le celle a combustibile possono essere suddivise in cinque categorie: celle a combustibile alcaline, celle a combustibile ad acido fosforico, celle a combustibile a membrana a scambio protonico, celle a combustibile a carbonato fuso e celle a combustibile a ossido solido. Attualmente, le celle a combustibile a membrana a scambio protonico sono ampiamente utilizzate nei veicoli a celle a combustibile e in futuro sono un tipo di batteria molto competitivo nel campo delle batterie di alimentazione per i veicoli di nuova energia.
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