Automóvel de Nova Energia
Aug 08, 2023
Introdução
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Veículos de nova energia referem-se a veículos que usam combustíveis não convencionais como fonte de energia (ou usam combustíveis convencionais ou novos dispositivos de energia a bordo), integram tecnologias avançadas no controle e direção da potência do veículo e formam princípios técnicos avançados, novas tecnologias e novas estruturas .
Os novos veículos de energia incluem veículos elétricos puros, veículos elétricos de autonomia estendida, veículos elétricos híbridos, veículos elétricos com célula de combustível, veículos com motor a hidrogênio, etc.
Tipos
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Os novos veículos de energia incluem veículos elétricos puros, veículos elétricos de autonomia estendida, veículos elétricos híbridos, veículos elétricos com célula de combustível, veículos com motor a hidrogênio, etc.
Veículo elétrico a bateria
Veículos elétricos a bateria (BEV) são um tipo de veículo que usa uma única bateria como fonte de armazenamento de energia. Ele usa a bateria como fonte de armazenamento de energia, fornecendo eletricidade ao motor elétrico por meio da bateria, fazendo o motor funcionar e, assim, acionando o veículo. As baterias recarregáveis de veículos elétricos puros incluem principalmente baterias de chumbo-ácido, baterias de níquel-cádmio, baterias de níquel-hidrogênio e baterias de íon-lítio, que podem fornecer energia pura para veículos elétricos. Ao mesmo tempo, os veículos elétricos puros também armazenam energia elétrica por meio de baterias, fazendo o motor funcionar, permitindo que o veículo funcione normalmente.
Veículo Elétrico Híbrido
Veículo Elétrico Híbrido (HEV) é um veículo composto por pelo menos dois sistemas de acionamento único que podem operar simultaneamente. A potência motriz de um veículo eléctrico híbrido depende principalmente do estado de condução do veículo: uma é fornecida por um único sistema de propulsão; O segundo tipo é fornecido conjuntamente através de múltiplos sistemas de acionamento.
Veículo elétrico com célula de combustível
O Veículo Elétrico de Célula de Combustível (FCEV), sob a ação de um catalisador, utiliza hidrogênio, metanol, gás natural, gasolina e outros reagentes como reagentes para queimar com o oxigênio do ar na bateria, fornecendo assim energia para o veículo. Essencialmente, os veículos elétricos com células de combustível também são veículos elétricos, com muitas semelhanças em desempenho e design. Eles são divididos em duas categorias porque os veículos elétricos com célula de combustível convertem hidrogênio, metanol, gás natural, gasolina e outras energias por meio de reações químicas em eletricidade, enquanto os veículos elétricos puros dependem do carregamento para complementar sua energia.
Veículo movido a hidrogênio
Veículo movido a hidrogênio (HPV) é movido principalmente por células de combustível movidas a hidrogênio. Os veículos movidos a hidrogénio são os mais ecológicos entre os novos veículos energéticos e podem atingir zero poluição e emissões. No entanto, o custo de produção dos veículos movidos a hidrogénio é demasiado elevado. O custo dos veículos movidos a hidrogénio é 20 por cento superior ao dos veículos a combustível tradicionais, e o custo da bateria dos veículos movidos a hidrogénio é muito elevado, o que é difícil de aplicar na produção prática devido às condições de armazenamento e transporte.
Veículo elétrico de alcance estendido
O Veículo Elétrico de Alcance Estendido (EREV) é semelhante a um veículo elétrico, pois fornece energia cinética ao motor por meio da bateria, faz o motor funcionar e, portanto, faz o veículo se mover. No entanto, o veículo elétrico de autonomia estendida é equipado com um motor a gasolina ou diesel na carroceria, que pode ser usado pelo motorista para reabastecer a bateria do veículo elétrico de autonomia estendida quando o nível da bateria está baixo.
Veículo Aéreo
Veículo movido a ar (APV), abreviado como veículo pneumático, usa ar comprimido de alta pressão como fonte de energia para converter a energia de pressão armazenada no ar comprimido em outras formas de energia mecânica, fazendo com que o veículo funcione. Em teoria, outros veículos movidos a gás movidos pela expansão endotérmica de ar líquido e nitrogênio líquido também deveriam pertencer à categoria de veículos pneumáticos.
Veículo de armazenamento de energia volante
O processo de converter uma parte da energia cinética ou energia potencial gravitacional do veículo em outras formas de energia durante a desaceleração, desaceleração ou frenagem, e armazená-la em um volante de alta velocidade para uso na propulsão do veículo. O volante usa levitação magnética para girar a uma alta velocidade de 70.000 r/min. Como dispositivo auxiliar em veículos híbridos, suas vantagens incluem maior eficiência energética, leveza, alto armazenamento de energia, rápida resposta de entrada e saída de energia, baixa manutenção e longa vida útil. Suas desvantagens incluem o alto custo e o impacto do efeito giroscópico do volante na direção do veículo.
Carro Supercapacitor
Supercapacitores são capacitores que utilizam o princípio de camadas duplas. Sob a ação do campo elétrico gerado pelas cargas nas placas bipolares dos supercapacitores, cargas opostas são formadas na interface entre o eletrólito e o eletrodo para equilibrar o campo elétrico interno do eletrólito. Estas cargas positivas e negativas estão dispostas em posições opostas, com intervalos extremamente curtos entre as cargas positivas e negativas na superfície de contato entre duas fases diferentes. Essa camada de distribuição de carga é chamada de camada dupla, portanto a capacitância é muito grande. A fonte de alimentação híbrida composta por supercapacitores e baterias pode atender plenamente às necessidades de energia do veículo durante a condução e amortecer o impacto da alta potência instantânea no sistema de armazenamento de energia, prolongando a vida útil da bateria. Além disso, os supercapacitores podem carregar instantaneamente com altas correntes, permitindo um feedback de energia mais eficiente.
Fonte de energia
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A partir do desenvolvimento de novos veículos globais de energia, as suas fontes de energia incluem principalmente baterias de iões de lítio, baterias de níquel-hidrogénio, baterias de chumbo-ácido e supercapacitores, entre os quais os supercapacitores aparecem principalmente na forma de fontes de energia auxiliares. A principal razão é que essas tecnologias de bateria ainda não estão totalmente maduras ou apresentam deficiências óbvias, e há muitas diferenças em comparação com os carros tradicionais em termos de custo, potência e autonomia. Esta é também uma razão importante para restringir o desenvolvimento de novos veículos energéticos.
Lbateria ead-ácido
Entre todas as tecnologias de baterias, as baterias de chumbo-ácido têm a mais longa história de desenvolvimento. A bateria usa chumbo metálico como eletrodo negativo e óxido de chumbo como eletrodo positivo. Durante o processo de descarga da bateria, o sulfato de chumbo é gerado nos pólos positivo e negativo. O ácido sulfúrico serve tanto como reagente quanto como produto do processo de reação na solução eletrolítica. Na última década, a pesquisa e o desenvolvimento de baterias de chumbo-ácido concentraram-se principalmente na aplicação de veículos elétricos híbridos.
Bateria NiMH
O funcionamento das baterias de níquel-hidrogênio é baseado na liberação e absorção de OH - por ânodos de óxido de níquel e ânodos metálicos de hidrogênio. No passado, as baterias de níquel-hidrogénio eram consideradas uma boa opção temporária para veículos eléctricos, dados os graves problemas de segurança associados às baterias de iões de lítio. No entanto, sua densidade energética de 50-70Wh/kg não pode atender aos requisitos de densidade energética dos veículos elétricos de 150-200Wh/kg. Ao mesmo tempo, a grande proporção de níquel nas baterias de níquel-hidrogénio limita a sua futura redução de preços. Portanto, as baterias de níquel-hidrogênio não são uma escolha confiável.
Bateria de íon de lítio
As baterias de íons de lítio são a tecnologia de bateria de energia mais comumente usada em veículos elétricos atualmente, graças à sua alta densidade de energia e ao aumento de potência em baterias individuais, o que levou ao desenvolvimento de menor qualidade e densidade a preços competitivos. Atualmente, essas baterias de energia podem fornecer aos veículos elétricos uma autonomia de aproximadamente 150 quilômetros. O lítio é inserido no eletrodo de uma bateria de íons de lítio, o que significa que o material do eletrodo é o transportador de íons de lítio. A pesquisa mostrou que a potência (800-2000W/kg) e a densidade de energia (100-250Wh/kg) das baterias de íon-lítio usadas em veículos elétricos aumentaram.
Supercapacitor
Se a bateria precisar fornecer energia de armazenamento de longo prazo e energia de pulso de curto prazo para partida do motor ou do veículo, então o projeto da bateria precisa adotar uma solução de compromisso. Mais eletrodos precisam ser usados em cada célula para aumentar a área de superfície total. O aumento da distribuição de corrente em uma área maior do eletrodo pode manter a queda de tensão da bateria para atender aos requisitos do sistema. Se a demanda de energia puder ser fornecida por outros dispositivos, a bateria poderá usar eletrodos mais grossos para atender aos requisitos de armazenamento de energia com baixa ampliação e, ao mesmo tempo, obter melhor durabilidade. Um método ideal é usar supercapacitores para fornecer energia pulsada, enquanto as baterias fornecem apenas armazenamento de energia. Os supercapacitores podem ser recarregados com uma ampliação menor para se prepararem para a próxima potência ou carregados usando a recuperação de energia de frenagem. Após o carregamento através de um supercapacitor, a bateria pode operar dentro de uma ampla faixa de estados de carga da bateria (SOC), pois a energia necessária para a partida já está armazenada no supercapacitor. A combinação de baterias e supercapacitores requer inevitavelmente um sistema de carga mais complexo, uma vez que as características de carga e descarga das baterias e supercapacitores diferem significativamente, resultando em uma diferença significativa na tensão de corte de carga. Portanto, pode ser necessário usar um conversor CC/CC ou dispositivo de comutação para controlar dois dispositivos no mesmo barramento CC.
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