Цахилгаан машины батерей болон эрлийз батерей: Гол ялгаанууд
Цахилгаан тээврийн хэрэгслийн хөгжил нь "цахилгаан машин" (Батерейтай цахилгаан тээврийн хэрэгсэл/BEV) болон "эрлийз машин" (HEV, үүнд залгууртай эрлийз/PHEV орно) гэсэн нэр томьёог улам бүр танил болгосон. Өөр өөр технологийн цаана түүний хэрхэн ажилладаг, үр ашиг, өртөг, тэр ч байтугай жолоодлогын туршлагыг тодорхойлдог нэг гол бүрэлдэхүүн хэсэг байдаг: батерей. Хоёулаа цахилгаан эрчим хүчийг хадгалдаг ч цахилгаан машины батерей болон эрлийз машины батерей нь өөр өөр зорилго, хэмжээ, хэрэглээний стратегид зориулагдсан байдаг. Энэ нийтлэлд цахилгаан машины батерей болон эрлийз батерейны хоорондох гол ялгааг тодорхой бөгөөд практик байдлаар авч үзэх болно.
1) Хөдөлгүүрийн систем дэх батерейны үндсэн үүрэг
Цэвэр цахилгаан тээврийн хэрэгсэлд (BEV) батерей нь гол эрчим хүчний эх үүсвэр болдог. Батерейгаас гарч буй цахилгаан энергийг цахилгаан хөдөлгүүрийг тасралтгүй ажиллуулахад ашигладаг. Тиймээс BEV-ийн батерей нь хангалттай зайд их хүчин чадал өгөхөөс гадна хурдатгал болон хурдыг нэмэгдүүлэх өндөр хүчин чадал өгөх чадвартай байх ёстой.
Эрлийз тээврийн хэрэгсэлд батерей нь бензин/дизель хөдөлгүүрийн хамтрагч болдог. Уламжлалт хөдөлгүүр нь ихэнх тохиолдолд гол эрчим хүчний эх үүсвэр хэвээр байдаг бол батерей нь хурдатгал, асаалт, зогсолт, удаан жолоодлогын үед тусалдаг. Уламжлалт эрлийз (HEV)-д батерейг цэнэглэх нь ерөнхийдөө нөхөн төлжих тоормос болон хөдөлгүүрээс үүсдэг. Залгууртай эрлийз (PHEV)-д батерейг гаднаас цэнэглэж болох бөгөөд энэ нь хөдөлгүүр ажиллаж эхлэхээс өмнө зөвхөн цахилгаанаар тодорхой зайг туулах боломжийг олгодог.
2) Батерейны багтаамж: Том ба дунд/жижиг
Хамгийн амархан анзаарагдах ялгаа нь багтаамж юм.
– Цахилгаан тээврийн хэрэгслийн (BEV) батерей нь загвар болон зорилтот хүрээнээс хамааран ерөнхийдөө 40-100 кВт.ц (заримдаа бүр түүнээс ч их) хооронд байдаг.
– Хосолсон (HEV) батерейнууд нь ихэвчлэн хамаагүй бага, ихэвчлэн 1-2 кВт.ц хүрээнд байдаг (гэхдээ энэ нь харилцан адилгүй байдаг).
– Залгууртай эрлийз (PHEV) батерейнууд дунд зэрэг байдаг: ойролцоогоор 8–25 кВт.ц, учир нь тэдгээр нь “цахилгаан горимд” хэдэн арван километрийн зайг туулах зориулалттай.
BEV-ийн багтаамж их байх нь батерейг хүнд болгож, илүү боловсронгуй хөргөлт болон хамгаалалтын систем шаарддаг. Үүний эсрэгээр HEV батерей нь харьцангуй жижиг, хөнгөн бөгөөд ерөнхийдөө зөвхөн цахилгаан хөдөлгүүртэй урт жолоодлогын зайд зориулагдаагүй байдаг.
3) Хэрэглээний стратеги (Ус зайлуулах гүн) ба үйлчилгээний хугацаа
BEV батерейг өдөр бүр тээврийн хэрэгслийг ажиллуулахад ашигладаг бөгөөд энэ нь илүү их энерги (цэнэглэх болон цэнэггүйжүүлэх) үүсгэдэг гэсэн үг юм. Гэсэн хэдий ч BEV-ийг ихэвчлэн батерейны эрүүл мэндийг хадгалахын тулд нарийн төвөгтэй батерейны удирдлагын систем (BMS)-ээр зохион бүтээдэг, жишээлбэл, хэрэглээг тодорхой дээд ба доод хязгаар (буфер)-ээр хязгаарлах замаар хийдэг. Батерейны элэгдэлд температур хүчтэй нөлөөлдөг тул температурын хяналт бас чухал юм.
Эрлийз хөдөлгүүрт батерей нь илүү нарийхан "аюулгүй байдлын хүрээнд" ажиллах хандлагатай байдаг. HEV нь хурдан тэжээлийн туслалцаа үзүүлэх, нөхөн төлжих энергийг үргэлж хүлээн авахын тулд батерейны тодорхой түвшинг (жишээлбэл, хэт дүүрээгүй эсвэл хэт хоосон биш) хадгалдаг. Бага багтаамжтай тул мөчлөг нь байнга тохиолддог боловч гүехэн гүнд тохиолддог. Энэ нь ашиглалтын хугацааг хадгалахад тусалдаг боловч эсийн дизайн, чанараас хамаардаг.
4) Цэнэглэх: Цэнэглэх дэд бүтэц ба нөхөн төлжих болон хөдөлгүүр
Цахилгаан тээврийн хэрэгсэл (BEV) нь гаднаас цэнэглэхэд ихээхэн хамаардаг: гэрийн цэнэглэлт (AC) эсвэл хурдан цэнэглэлт (DC). Цэнэглэх хурд нь цэнэглэгчийн хүч болон тээврийн хэрэгслийн хүчин чадлаас хамааран гэртээ хэдэн цагаас эхлээд хурдан цэнэглэгч дээр хэдэн арван минут хүртэл хэлбэлздэг.
Эрлийз (HEV) тээврийн хэрэгсэлд ерөнхийдөө цахилгааны залгуур шаардлагагүй. Батерейг дараах байдлаар цэнэглэдэг.
– Нөхөн сэргээх тоормослолт (тоормосны энергийг цахилгаан болгон хувиргадаг)
– Хөдөлгүүр (генератороор дамжуулан)
Залгууртай эрлийз (PHEV) нь хоёуланг нь хослуулсан: цахилгаан машин шиг гаднаас цэнэглэж болох ч нөөц хөдөлгүүртэй хэвээр байна. Энэ нь уян хатан байдлыг хүсдэг хэрэглэгчдэд тохиромжтой: өдөр тутмын ажил руугаа явах нь цахилгаан байж болох бол урт аялал нь цэнэглэгчээс бага хамааралтай байж болно.
5) Батерейны химийн төрөл ба дулааны шаардлага
BEV болон эрлийз хоёулаа ижил төстэй батерейны химийн найрлагыг ашиглаж болох боловч нэвтрүүлэх чиг хандлага нь өөр өөр байдаг.
– BEV нь ихэвчлэн NMC/NCA (өндөр энерги) эсвэл LFP (илүү халуунд тэсвэртэй, удаан эдэлгээтэй, хямд өртөгтэй боловч бага энергийн нягтралтай) гэх мэт химийн хувилбаруудтай литийн ионыг ашигладаг.
– Эрлийз загварууд нь мөн литийн ион ашигладаг боловч зарим загварууд (ялангуяа хуучин үеийнхэн) нь бат бөх, аюулгүй, хурдан цэнэглэх-цэнэггүйжүүлэх циклд тохиромжтой гэдгээрээ алдартай тул NiMH (Никель-Металлын Гидрид) ашигладаг.
Хөргөлтийн хувьд BEV-үүд нь ерөнхийдөө илүү төвөгтэй дулааны систем (ихэвчлэн шингэн) ашигладаг, учир нь тэдгээрийн батерей нь том бөгөөд ялангуяа хурдан цэнэглэх үед оновчтой температурт байлгах шаардлагатай байдаг. Эрлийзүүд хөргөлт шаарддаг боловч бага багтаамжтай, тогтмол гүйдлийн хурдан цэнэглэлт гэх мэт "маш хурдан цэнэглэх ачаалал"-ыг ховор ашигладаг тул тэдгээрийн загвар нь илүү хялбар байж болно.
6) Батерейны гүйцэтгэл, үр ашиг, үүрэг
BEV-д гүйцэтгэл нь батерейтай нягт холбоотой байдаг: хурдатгалын чадвар, цэнэглэх хурд, батерей бага байх үеийн тэжээлийн тогтвортой байдал нь батерейны загвар, BMS болон цэнэггүйжүүлэлтийн хурдаас хамаарна.
Эрлийз машинуудад батерей нь "өсгөгч" болон үр ашгийг тогтворжуулагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг. Жишээлбэл:
– Замын түгжрэлд гацсан үед машин цахилгаан хөдөлгүүрээр удаан хөдөлдөг тул хөдөлгүүрийг асаах нь бага байдаг.
– Хурдатгалын үед цахилгаан мотор нь хөдөлгүүрт тусалж, түлшний зарцуулалтыг бууруулдаг.
– Тоормослох үед ихэвчлэн дулаан болж алдагддаг энерги нь батарей руу буцдаг.
Үүний үр дүнд эрлийз машинууд үргэлж "бүхэлдээ цахилгаан" мэдрэмжийг төрүүлдэггүй ч зогсолтгүй явах нөхцөлд түлшний хэмнэлтээрээ ихэвчлэн давуу талтай байдаг.
7) Эмчилгээний өртөг, нарийн төвөгтэй байдал, эрсдэл
Ерөнхийдөө BEV батерейнууд нь том хэмжээ, багтаамжаасаа шалтгаалан илүү үнэтэй байдаг. Гэсэн хэдий ч BEV нь илүү энгийн механик хөтлөгчтэй (дотоод шаталтын хөдөлгүүргүй) тул ердийн засвар үйлчилгээний зардал бага байдаг (хөдөлгүүрийн тос, оч залгуур гэх мэтгүй).
Эрлийз машинууд өвөрмөц байр суурьтай байдаг: тэдгээрийн батерей нь жижиг (энэ нь батерейны зардлыг бууруулдаг) боловч эрлийз машинууд нь хоёр хөтлөгчтэй (хөдөлгүүр ба цахилгаан). Энэхүү нарийн төвөгтэй байдал нь засвар үйлчилгээний зардал болон урт хугацаанд болзошгүй засвар үйлчилгээнд нөлөөлж болох ч практик дээр олон эрлийз машинууд нь боловсорсон системүүдээсээ шалтгаалан удаан эдэлгээтэй гэдгээрээ алдартай.
PHEV-үүдийн хувьд нарийн төвөгтэй байдал нь HEV-үүдээс том батерейтай, цэнэглэх порттой боловч хөдөлгүүртэй хэвээр байгаа тул нэмэгддэг. Хэрэв хэрэглэгчид байнга цэнэглэж, EV горимыг хамгийн их байлгах юм бол PHEV нь маш үр ашигтай байж чадна. Гэсэн хэдий ч, хэрэв ховор цэнэглэдэг бол батерейны нэмэлт жин нь HEV-үүдтэй харьцуулахад түлшний зарцуулалтыг оновчтой хэмжээнээс бага болгож болзошгүй юм.
8) Бүхээгийн зай болон тээврийн хэрэгслийн дизайнд үзүүлэх нөлөө
BEV батерейг ихэвчлэн шалан дээр (скейтбордын тавцан) байрлуулдаг. Энэ нь хүндийн төвийг нам, тогтвортой байлгах боловч тээврийн хэрэгслийн нийт жинг нэмэгдүүлдэг.
Эрлийз загваруудад жижиг батерейг ихэвчлэн арын суудлын доор эсвэл ачаа тээшинд байрлуулдаг. Энэ нь ихэвчлэн бүхээгийн зайг багасгадаг боловч зарим загварт эрлийз бус хувилбаруудтай харьцуулахад ачаа тээшний багтаамж багасч болзошгүй.
Дүгнэлт
Цахилгаан машины батерей болон эрлийз батерейны хоорондох гол ялгаа нь тэдгээрийн үүрэг, багтаамж, цэнэглэх арга, хэрэглээний стратегид оршино. BEV батерей нь тээврийн хэрэгслийн "зүрх" юм: том хэмжээтэй, өндөр зай болон хүчин чадалд зориулагдсан бөгөөд гадны цэнэглэлтээс ихээхэн хамаардаг. Эрлийз батерей нь жижиг бөгөөд хөдөлгүүрийн хамтрагч болж, үр ашгийг нэмэгдүүлж, тоормосны энергийг ашигладаг; PHEV-д батерей нь цахилгаан машины туршлага болон уламжлалт хөдөлгүүрийн уян хатан байдлын хоорондох зөрүүг гүүр болгодог.
Хэрэв та бүрэн цахилгаан жолоодлогын туршлагыг хайж байгаа бөгөөд цэнэглэх горимыг хадгалахад бэлэн байгаа бол BEV нь энгийн бөгөөд ашиглалтын зардал багатай байж болно. Хэрэв та цэнэглэх дэд бүтцээс хэт найдахгүй үр ашгийг хүсч байвал эрлийз нь практик сонголт юм. Үүний зэрэгцээ, PHEV нь "хоёр ертөнцийг" хүсдэг хүмүүст тохиромжтой: өдөр тутмын хэрэглээнд зориулсан цахилгаан, урт аялалд зориулсан хөдөлгүүр.
Хэрэв та хүсвэл би харьцуулах хүснэгт (багтаамж, цэнэглэх хэв маяг, зардал, давуу болон сул талууд) нэмж оруулах эсвэл энэ нийтлэлийг Индонезийн нөхцөл байдалд тохируулан (цэнэглэгчийн төрөл, аяллын зуршил, цахилгаан болон түлшний өртгийн харьцуулалт) тохируулж болно.
