[Observación de Boyee] Ansiedad por la carga en vehículos de nueva energía, varios fabricantes de automóviles se centran en la vía de carga rápida de alto voltaje

Para abordar la ansiedad por la carga, varios fabricantes de automóviles han optado por el enfoque de carga rápida de alto voltaje. Porsche Taycan fue el primer modelo en introducir la tecnología de carga rápida de 800V. Siguiendo el ejemplo de Porsche, otros fabricantes de automóviles como BYD, Dongfeng Fengguang, Geely y Xiaopeng Motors también han comenzado a centrarse en la vía de carga rápida de alto voltaje. Xiaopeng G9 se ha convertido en el primer modelo de SiC (carburo de silicio) de alto voltaje de 800 V del mercado.

La funcionalidad de carga rápida se está convirtiendo cada vez más en una característica estándar en los modelos de alta gama de vehículos de nuevas energías. La tecnología de carga rápida también se está convirtiendo en el nuevo foco de competencia entre los fabricantes de baterías eléctricas.

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Los principales materiales utilizados en la carga rápida de alto voltaje

En la funcionalidad de carga rápida de alto voltaje, los materiales involucrados incluyen principalmente baterías de iones de litio, sistemas de gestión de baterías, cargadores, electrolitos y más.

Las baterías de iones de litio sirven como dispositivo primario de almacenamiento de energía en vehículos de nuevas energías. Ofrecen alta densidad de energía, ciclo de vida prolongado y portabilidad liviana.

Los materiales de electrodo positivo comúnmente utilizados en las baterías de iones de litio son fosfato de hierro y litio, fosfato de hierro, manganeso y litio u óxido de cobalto y litio. Estos materiales exhiben un buen rendimiento de descarga y ciclo de vida, cumpliendo con los requisitos de carga rápida de alto voltaje al tiempo que proporcionan alta densidad de energía y eficiencia de carga/descarga.

El material del electrodo negativo es otro componente importante de las baterías de iones de litio, responsable de almacenar y liberar iones de litio.

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El material tradicional del electrodo negativo es el grafito, pero su capacidad para almacenar iones de litio es limitada y es propenso a reacciones electroquímicas durante la carga y descarga de alta corriente, lo que lleva a la pérdida de iones de litio.

Para mejorar la funcionalidad de carga rápida de alto voltaje, los investigadores están desarrollando nuevos tipos de materiales de electrodos negativos, como materiales a base de silicio. Estos materiales tienen una mayor capacidad de almacenamiento de iones de litio y exhiben una mejor estabilidad cíclica y rendimiento electroquímico.

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Varias características de los materiales.

El electrolito es el medio conductor de las baterías de iones de litio y se utiliza para el transporte de iones de litio entre los electrodos positivo y negativo. Los tipos de electrolitos comunes incluyen electrolitos orgánicos y electrolitos inorgánicos.

Los electrolitos orgánicos suelen estar compuestos de disolventes orgánicos que disuelven sales de litio. Presentan una alta conductividad iónica y una conductividad eléctrica relativamente más baja.

Los electrolitos inorgánicos, por el contrario, son materiales en estado sólido, como óxidos o sulfuros. Poseen mayor estabilidad térmica y conductividad eléctrica.

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Los aditivos conductores son sustancias que se utilizan para mejorar la conductividad de los materiales de los electrodos. Los aditivos conductores comúnmente utilizados incluyen negro de carbón y polímeros conductores. Pueden aumentar la conductividad eléctrica de los materiales de los electrodos, mejorar la tasa de transferencia de iones de litio y, en consecuencia, mejorar la funcionalidad de carga rápida de alto voltaje.

Los materiales antes mencionados son componentes cruciales para lograr una carga rápida de alto voltaje en nuevos sistemas energéticos.

Su optimización y mejora pueden mejorar la densidad de energía, la velocidad de carga/descarga y el ciclo de vida de las baterías de iones de litio, proporcionando experiencias de carga más rápidas, seguras y confiables para vehículos de nueva energía.

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Otros materiales y sistemas de gestión:  

BMS (Battery Management System) es responsable de monitorear y administrar la batería, garantizando su seguridad y estabilidad de rendimiento. Puede monitorear en tiempo real parámetros como el voltaje, la temperatura y la corriente de la batería, y controlar y proteger la batería en función de estos parámetros.

BMS también incluye un sistema de equilibrio para ecualizar la carga entre las diferentes celdas de la batería, mejorando la vida útil general del paquete de baterías.

Los cargadores son dispositivos que convierten corriente alterna (CA) en corriente continua (CC) para cargar la batería de un vehículo eléctrico.

Los cargadores rápidos de alto voltaje suelen tener mayor potencia de carga y voltaje de salida, lo que permite una carga rápida de la batería en un corto período de tiempo.

El electrolito es un componente importante de las baterías de iones de litio, responsable del transporte de iones dentro de la batería. El electrolito suele ser una mezcla de disolventes orgánicos y sales de litio.

El electrolito debe tener una alta tasa de transporte de iones y un rendimiento electroquímico estable para garantizar un rendimiento de carga y descarga eficiente, así como la seguridad de la batería.

La carga rápida de alto voltaje se caracteriza por una velocidad de carga rápida y una alta eficiencia de conversión de energía, lo que permite que las baterías de los vehículos eléctricos se carguen rápidamente en un corto período de tiempo. Esto es particularmente útil para viajes de larga distancia y situaciones de emergencia.

Sin embargo, la carga rápida de alto voltaje puede provocar un aumento de la temperatura de la batería y velocidades de carga excesivamente rápidas. Por lo tanto, se requieren materiales y sistemas adecuados para garantizar la seguridad y estabilidad del proceso de carga.

Además, el establecimiento de cargadores rápidos de alto voltaje y el despliegue generalizado de estaciones de carga son factores importantes en la implementación de la carga rápida de alto voltaje como característica estándar.