過去二十年で劇的な変化を見ている現代の車両のコンポーネ Cloreでは、車両のバッテリーは過去12年間で以前の60年よりも多く変化したとよく言います。 それを念頭に置いて、私たちはこれが自動車用バッテリーの歴史を振り返るだけでなく、電池が次の20年に向かっている場所についての専門家の意見
古代の起源は？
古代の起源？
いくつかの科学者は、紀元前200年に現在のバグダッドの地域を支配していた古代パルティア人が電池のような装置を使用したという説を支持する証拠が発見されたと信じている。 1930年代にバグダッドで鉄道線を掘削している間、労働者は詳細な検査で電池に似ているように見える13cmの長さの粘土瓶を発見した。 正極端子（鉄棒）と負極端子（銅筒）を備えており、電池運転に必要な化学反応を可能にする電解液として酢状の溶液が使用されたと考えられている。 すべての専門家が、これらの粘土鍋装置が実際には電池であったことに同意するわけではなく、それらが何のために使用されたであろうかについてのコンセンサスもありません。 それは言った、現代のレプリカは、各ポットで0.8V-2.0Vの間で生成する能力を示しています。 だから、電池は限り2000+年前に彼らのスタートを持っていた可能性があります。
最初の鉛蓄電池に早送り
1700年代初頭にバッテリーの進歩には小さなステップがありましたが、バッテリーの進化の次の主要な瞬間は、1800年にバッテリー開発の進歩に拍車をかけたいくつかの重要な発見をしたAlessandro Voltaが付属していました。 最初に、彼は特定の液体が導体として使用されたときに電力の連続的な流れを発生させることを特定した。 彼はまた、異なる金属が異なる速度（電圧電位）で電子を獲得し、放出することを考え出した。 最後に、彼は彼が互いの上に彼の細胞を積み重ねることによって総電圧を高めることができることを発見しました。
これらおよび他の発見は、1802年にウィリアム*クルックシャンクによる最初の量産電池の設計で最高潮に達し、さらなる発明に拍車をかけました。 Cruickshankは密封された木箱の亜鉛そして銅版を整理し、塩水の電解物でそれらを浸しました。 彼と他の電池はその後数年間で進化しましたが、それらはすべて共通のジレンマを共有していました：それらはすべて単一の使用電池であり、再充電
1859年、ガストン-プランテという名前のフランスの物理学者は、最初の鉛蓄電池、一般的に今日の車両の始動電池のほとんどに使用されているのと同じ概念を開発することによって、単一の使用のジレンマを解決しました。 プランテの設計では、鉛で作られた陽極（負極）と二酸化鉛で作られた陰極（正極）を利用していました。 彼は両方の電極に単一の電解質を使用する最初の電池でした。 しかし、彼の大きな突破口は、彼の設計が自然な化学反応を逆転させることによって電池を再充電することを可能にしたという事実でした。 彼の設計には、短い電力供給期間などのいくつかの欠点がありましたが、バッテリ進化の大きな一歩を踏み出し、今日の自動車用バッテリの明確な前 1881年、フランスの化学技術者カミーユ・アルフォンス・フォーレは、電池のより良い構造を作ることによってプランテの概念を改良した。 プランテのスパイラルデザインとは異なり、フォーレは酸化鉛ペーストをプレスしてプレートを形成する鉛格子を開発した。 この設計は多数の版が大きい力の潜在性のために結合されることを可能にし、大量生産し大いに易いでした。
車両設計に不可欠なコンポーネント
1859年のプランテのオリジナルの設計から世紀の変わり目まで、電池設計は大幅に進歩しましたが、鉛蓄電池は初期の車両システムでは利用されていませんでした。 これは、これらの車両のほとんどが運転中に電気需要がなく、クランクシステムなどの何らかの形の機械的プロセスを使用して開始されたためです。 その結果、これらの車両に電気容量を貯蔵する能力のための緊急の必要性はなかった。
電動スターターは、風景を変え、車両に保存された電気容量の必要性を運転した開発でした。 アメリカで最初に電動スターターを装備したのは1912年のキャデラックであった。 セルフスターターはHenry Mによって開発されました。 キャデラックのリーランドとチャールズ-ケタリングは、後にゼネラルモーターズに買収された。 リーランドは、別のキャデラックのエンジニアが頭の中でヒットし、そのエンジンが裏目に出たときにスタートクランクによって殺された後、クランクスタートシステムに代わるものを設計するためにケタリングをプッシュしました。
十代半ばには、自動車に採用されている多くの始動機構がありましたが、1920年までに、ほとんどの新車には電気始動機が装備されていました。 この変更により、車両アーキテクチャ内での信頼性の高い電源の必要性が急速に高まり、鉛蓄電池は自動車産業の不可欠な部品となりました。 1918年、Hudson Motor Car CompanyはBCI（Battery Council International）仕様に従って標準的なバッテリーサイズを使用した最初の会社でした。 BCI電池のグループのサイズはまだ今日使用されます（グループ24、グループ27、等。).P>
この期間中、1950年代には、車両の始動電池と電気システムは6Vシステムでした。 1950年代には、より大きな車とより大きなエンジンが12Vのバッテリーとシステムによって提供されるより大きな電力を必要としたため、大きなシフトが発生した。 これは、20世紀末までのバッテリー/車両システム設計の最後の大きな変更であったことを示唆しています。それは言った、この期間中に進歩がありました。
それは言った、この期間中に進歩がありました。 車の所有者の便宜のための主要なステップはDelco-Remyの自由電池、自動車適用で使用される最初の手入れ不要の鉛酸蓄電池の1971年に導入でした。 1970年代にはVRLA AGM電池の登場も見られましたが、近年までは主に特殊用途に限定されていました。
現代の時代–AGM電池
バッテリー技術と車両設計の並行進化によって見ることができるように、一方の開発は、多くの場合、他の中で変更する機会の必要性を駆動します。 現代の時代は違いはありません。 1990年代から2000年代にかけて、車内の利便性の向上と電気システムの成長の両方により、車両の電気需要が増加するにつれて、従来の鉛蓄電池はシステムニーズを満たすという点で限界に達していることが明らかになった。 これは新しい構造および新しい化学のための必要性を運転した。
今日の車両の変化する電力ニーズへの一つの主要な応答は、AGMバッテリーの採用でした。 AGM（吸収されたガラスマット）電池は車のシステム設計に80s.These弁によって調整される鉛の酸（VRLA）電池に多くの利点を持って来る中間の軍の適用で使 第一に、それらは典型的には従来の浸水した電池よりもはるかに低い内部抵抗を有するので、典型的な充放電サイクルでは加熱が少なくなり、長寿 さらに、AGM電池は従来の浸水電池よりも深く放電することができます。 これは現代車の高められた電気要求が交流発電機の出力が限界に達したとき電池がピーク負荷に会わなければならないことを意味するので、重大な 最後に、構造によるAGM電池は従来のあふれられた電池より抵抗力がある振動であり、密封され、こぼれなしであるので、あらゆるオリエンテーションで貯え、作動させることができる。
AGMバッテリーの人気を牽引している主要なシステムの進化は、車両が完全に停止するとエンジンをシャットダウンし、運転手の足がブレーキを脱ぐとすぐにエンジンを始動させるスタートストップエンジンシステムの採用です。 製造業者が燃料効率を改善することを可能にするこれらのシステムは1つ以上のAGM電池を使用して普通配置される。 そのようなシステムで見つけられる電池は標準的なAGM電池、専門の開始停止AGM電池または二つの組合せである場合もある。 他の電池のタイプは来るモデル年のこれらのシステムに組み込まれると期待されますが、現在、AGM電池は使用されている支配的な構造です。
リチウム、ハイブリッドおよびEv
いくつかのOEメーカーは、スタートバッテリー（ポルシェが良い例です）だけでなく、スタートストップシステム内のコンポーネントとして、従来の設計 リチウム電池の化学的性質は非常にエネルギー密度が高く、小型で軽量なパッケージで大量の電力（始動電力または予備電力）を供給します。 支配的な開始電池のリチウム化学はLifepo4（リチウム鉄の隣酸塩）です。 この化学は他のリチウム化学の揮発性なしで高い発電密度を提供し、それに鉛酸電池が取付けられている多くの適用か車のための適した取り替え
ハイブリッド、プラグインハイブリッド、Evの開発は、はるかに大きなバッテリー電力の需要を作成しましたが、鉛酸溶液の重量は、これらの 電力/重量の課題に対応するために、初期のハイブリッドは主にこの問題を解決するためにNiMH（ニッケル-金属水素化物）電池を使用していました。 例として、2010年のトヨタ-プリウスには1.31kWhのNiMHバッテリーパックが組み込まれていた。
鉛酸からNiMHへのシフトを運転した重量を追加せずに電力を増加させるのと同じ必要性は、NiMHからリチウムイオン電池パックへのシフトを引き起こ さらに、李イオン電池はNiMH電池より深く排出することができます、電池の多くが各排出周期の間に使用することができることを意味します-従来の言葉では、これは補充する必要がある前に½タンク対½タンクに達するまであなたのガス動力車を運転できることのようです。 例として、プリウスを使用して、2016プリウスは、207Vを使用しています。ちょうど54のlbsの重量を量る75kWh李イオン電池のパック。 対古い202V、89のlbsの重量を量る1.31kWh NiMH電池のパック。
プラグインハイブリッドと電気自動車（Ev）は、リチウムイオンは、現在のモデルのための選択の化学を作り、指数関数的に電力要件を増加させます。 しかし、これらの電池のパックによって提供される高められた力と李イオン構造との重量の相応の増加は、来る。 プリ2016プリウスプラグインモデルで4.4kWhのリチウムイオンバッテリーパックは180ポンドの重量を量り、Evは指数関数的に追加の重量が来ると、より多くのバッテリー容量を必要とします。 日産リーフ24キロワットリチウムイオンバッテリーパックは480ポンド（制御モジュール付き）の重さ、テスラモデルSで見つかった85キロワットリチウムイオンバッテリーパックは約1200ポンドで入ってくる。
リチウムイオン電池はすぐに合理的な重量範囲内で電力供給の面で彼らの限界に達することを期 多くの新しい電池化学と、水素燃料電池などの競合技術は、電気自動車の次の好ましい電源になるために競争しています。 私達が過去の15年にわたって見たように、改善された性能のための変更のシステム必要性そして一定したドライブは新技術のための機会を作成 料金の変更が増加しているので、それは乗用車に電力を供給しているかを確認するために2030年に私たちを驚かせるかもしれません。