en av komponentene i det moderne kjøretøyet som har sett dramatisk endring de siste to tiårene er bilbatteriet. På Clore sier vi ofte at kjøretøyets batteri har endret seg mer de siste 12 årene enn de tidligere 60 årene. Med det i tankene trodde vi at dette var en god tid å se tilbake på historien til bilbatteriet, samt kaste om for ekspertuttalelser om hvor batteriene er på vei i de neste 20 årene.
Gammel Opprinnelse?
Noen forskere mener at bevis har blitt funnet som støtter teorien om at en batterilignende enhet ble brukt av de gamle Parterne, som styrte området av Det som Nå Er Bagdad i 200 F.KR. Mens de gravde jernbanelinjer i Bagdad på 1930-tallet, fant arbeidere 13 cm lange leirekrukker som etter detaljert inspeksjon så ut til å ligne batterier. De var komplett med en positiv terminal (en jernstang) og en negativ terminal (en kobbersylinder), og det antas at en eddiklignende løsning ble brukt som elektrolytt som tillot den kjemiske reaksjonen som var nødvendig for batteridrift. Ikke alle eksperter er enige om at disse leirepotinnretningene faktisk var batterier, og det er heller ikke enighet om hva de ville ha blitt brukt til. Når det er sagt, har moderne kopier vist evnen til å generere mellom 0,8 V-2,0 V med hver pott. Så, batterier kan ha hatt sin start så lenge som 2000 + år siden.
Spol Frem til Det Første Blybatteriet
Mens det var små skritt tatt i batteri fremgang i begynnelsen av 1700-tallet, den neste store øyeblikk i utviklingen av batteriet kom Med Alessandro Volta, som i 1800 gjort flere viktige funn som ansporet fremgang på batteriutvikling. Først identifiserte han at visse væsker genererte en kontinuerlig strøm av elektrisk kraft når de ble brukt som leder. Han fant også ut at forskjellige metaller anskaffer og frigjør elektroner i forskjellige hastigheter (spenningspotensial). Til slutt oppdaget han at han kunne øke total spenning ved å stable cellene sine oppå hverandre.Disse og andre oppdagelser ansporet ytterligere oppfinnelser, som kulminerte i Utformingen Av Det første masseproduksjonsbatteriet av William Cruickshank i 1802. Cruickshank arrangerte sink – og kobberplater i en forseglet treboks og nedsenket dem i en elektrolytt av saltlake. Hans og andre batterier utviklet seg i løpet av de påfølgende årene, men de delte alle et felles dilemma: de var alle engangsbatterier, som ikke kunne lades opp.
i 1859 løste en fransk fysiker Ved navn Gaston Planté dilemmaet ved å utvikle det første blybatteriet, vanligvis det samme konseptet som brukes for de fleste av dagens startbatterier. Planté design benyttet en anode (negativ elektrode) laget av bly og en katode (positiv elektrode) laget av blydioksid. Hans var det første batteriet til å bruke en enkelt elektrolytt for begge elektroder. Men hans store gjennombrudd var det faktum at hans design tillot batteriet å lades opp ved å reversere den naturlige kjemiske reaksjonen. Mens hans design hadde noen mangler, for eksempel den korte strømleveransen, markerte det et stort skritt i batteriutviklingen og er den klare forløperen til dagens bilbatterier. I 1881 forbedret Camille Alphonse Faure, en fransk kjemiingeniør, Konseptet Ved Å skape en bedre struktur for batteriet. I motsetning Til Spiraldesignet til Planté utviklet Faure et blygittergitter der en blyoksidpasta ble presset inn og dannet en plate. Denne utformingen aktivert flere plater som skal kombineres for stor makt potensial og var mye lettere å masseprodusere.
En Viktig Komponent i Kjøretøydesign
selv om det ble gjort betydelige framskritt i batteridesign fra Planté opprinnelige design i 1859 til århundreskiftet, blybatterier ble ikke benyttet i tidlige kjøretøysystemer. Dette var fordi de fleste av disse kjøretøyene ikke hadde elektrisk etterspørsel mens de var i drift, og ble startet med en form for mekanisk prosess, for eksempel et vevsystem. Som et resultat var det ikke noe presserende behov for evnen til å lagre elektrisk kapasitet i disse kjøretøyene.
den elektriske starteren var utviklingen som endret landskapet og kjørte behovet for lagret elektrisk kapasitet i kjøretøyet. Det første kjøretøyet utstyrt med en elektrisk starter i USA var 1912 Cadillac. Selvstarter ble utviklet Av Henry M. Leland Og Charles Kettering på Cadillac, senere kjøpt av General Motors. Leland presset Kettering å designe et alternativ til sveiv start systemer etter en Annen Cadillac ingeniør ble truffet i hodet og drept av en start sveiv når motoren slo tilbake.I midten av tenårene var det mange startmekanismer ansatt av biler, men i 1920 var de fleste nye biler utstyrt med elektriske forretter. Denne endringen økte raskt behovet for pålitelig strømforsyning i kjøretøyarkitekturen, noe som gjorde blybatteriet til en viktig del av bilindustrien. I 1918 var Hudson Motor Car Company den første til å benytte en standard batteristørrelse i HENHOLD TIL bci (Battery Council International) spesifikasjoner. BCI batterigruppestørrelser brukes fortsatt i dag (Gruppe 24, Gruppe 27, etc.).
I løpet av denne perioden og inn i 1950-tallet var kjøretøyets startbatterier OG elektriske systemer 6v-systemer. Et stort skifte skjedde på 1950-tallet, da større biler og større motorer nødvendiggjorde større kraft fra 12v batterier og systemer. Vi vil foreslå at dette var siste store endring i batteri / kjøretøy systemdesign før slutten av det 20.århundre.
Når det er sagt, var det fremskritt i denne perioden. I 1971 introduserte Delco-Remy Freedom Battery, det første vedlikeholdsfrie blybatteriet som ble brukt i en bilindustri. 1970-tallet så også FREMVEKSTEN AV VRLA AGM-batterier, selv om disse i stor grad var begrenset til spesialapplikasjoner til de siste årene.SOM det fremgår av den parallelle utviklingen av batteriteknologi og kjøretøydesign, driver utviklingen i en ofte behovet for mulighet til å endre seg i den andre. Den moderne tid er ikke annerledes. Etter hvert som etterspørselen etter elektrisk kjøretøy økte på 1990-og 2000-tallet, drevet av både økt komfort i kabinen og et stadig voksende elektrisk system, var det klart at det tradisjonelle blybatteriet nådde sin grense når det gjaldt å møte systembehov. Dette drev behovet for nye konstruksjoner og nye kjemikalier.
en stor respons på de skiftende strømbehovene til dagens kjøretøy har vært INNFØRINGEN av agm-batterier. AGM (Absorbed Glass Mat) batterier begynte å bli brukt i militære applikasjoner på midten av 1980-tallet. Disse VENTILREGULERTE Blysyrebatteriene (VRLA) gir mange fordeler til kjøretøysystemdesign. For det første har de vanligvis mye lavere indre motstand enn tradisjonelle oversvømmede batterier, noe som betyr at de vil varme opp mindre i den typiske lade – /utladningssyklusen, noe som forbedrer levetiden. I TILLEGG KAN AGM-batterier være dypere utladet enn tradisjonelle oversvømmede batterier. Dette er en kritisk fordel, siden de økte elektriske kravene til moderne biler betyr at batteriet må oppfylle toppbelastninger når generatorutgangen er maxed ut. TIL slutt ER AGM-batterier, på grunn av deres konstruksjon, mer vibrasjonsbestandige enn tradisjonelle oversvømmede batterier, og fordi de er forseglet og utslippsfrie, kan de lagres og betjenes i alle retninger.EN stor systemutvikling som driver POPULARITETEN TIL AGM-batterier, er innføringen Av Start-Stop-motorsystemer, som slår av motoren når kjøretøyet kommer til en fullstendig stopp og umiddelbart starter den opp igjen når førerens fot er tatt av bremsen. Disse systemene, som gjør det mulig for produsenter å forbedre drivstoffeffektiviteten, distribueres vanligvis ved hjelp av ETT eller flere AGM-batterier. Batteriene som finnes i slike systemer kan være STANDARD AGM batterier, spesialitet Start-Stop AGM batterier eller en kombinasjon av de to. Andre batterityper forventes å bli innlemmet i disse systemene i de kommende modellårene, men FOR TIDEN ER AGM-batterier den dominerende konstruksjonen som brukes.
Litium, Hybrider og Elbiler
Flere oe-produsenter har begynt å inkorporere Litiumbatterier i tradisjonell design som startbatterier (Porsche er et godt eksempel), samt komponenter i Start-Stop-systemer. Litiumbatteri kjemikalier er svært energitette, leverer høye mengder strøm (enten startkraft eller reservekraft) i en liten, lett pakke. Den dominerende startbatteriet litiumkjemi Er LiFePO4 (Litiumjernfosfat). Denne kjemien gir en høy effekttetthet uten volatiliteten til andre litiumkjemikalier, noe som gjør det til et egnet erstatningsbatteri for mange applikasjoner eller kjøretøy der blybatterier er installert.
utviklingen av hybrider, plug-in hybrider og Elbiler skapte et behov for mye større batteristrøm, men vekten av bly-syre løsninger gjorde dem upraktisk for disse programmene. For å møte kraft/vektutfordringen brukte tidlige hybrider Hovedsakelig NiMH-batterier (nikkelmetallhydrid) for å løse dette problemet. Som et eksempel, 2010 Toyota Prius innlemmet en 1,31 kWh NiMH batteripakke.det samme behovet for å øke kraften uten ekstra vekt som kjørte skiftet fra blysyre Til NiMH, forårsaket også et skifte fra NiMH til Li-ion batteripakker. I tillegg Kan Li-ion – batterier være dypere utladet enn NiMH-batterier, noe som betyr at mer av batteriet kan brukes under hver utladningssyklus-tradisjonelt sett er dette som å kunne kjøre din gassdrevne bil til den når ¼ tank vs. ½ tank før du trenger å fylle på. Ved Hjelp Av Prius som et eksempel bruker 2016 Prius EN 207V,.75 kWh Li-ion batteripakke veier bare 54 lbs. vs den gamle 202v, 1.31 kWh NiMH batteripakke veier 89 lbs.Plug – In Hybrider og Elbiler øker effektbehovet eksponentielt, Noe Som gjør Li-ion til den foretrukne kjemien for dagens modeller. Men med den økte kraften som leveres av disse batteripakkene, kommer en tilsvarende økning i vekt, selv Med Li-ion-konstruksjoner. 4.4 kWh Li-ion batteripakken i pre-2016 Prius Plug-in modeller veide 180 lbs, EVs eksponentielt trenger mer batterikapasitet, som kommer ekstra vekt. Nissan Leaf 24 kWh Li-ion batteripakke veier 480 lbs (med kontrollmodul), mens 85 kWh Li-ion batteripakken som finnes I Tesla Model S kommer inn på omtrent 1200 lbs.
Det er rimelig å forvente At Li-ion-batterier snart vil nå sin grense når det gjelder strømforsyning innenfor et rimelig vektområde. Mange nye batterikjemikalier, samt konkurrerende teknologier som hydrogenbrenselceller, kjemper om å bli den neste foretrukne strømkilden for elektriske biler. Som vi har sett de siste 15 årene, skaper endrede systembehov og den konstante stasjonen for forbedret ytelse muligheter for ny teknologi. Fordi renteendringen øker, kan det overraske oss i 2030 for å se hva som driver personbiler.