【Boyee見聞録】新エネルギー車の充電不安、複数の自動車メーカーが高電圧急速充電トラックに注力

充電の不安に対処するために、複数の自動車メーカーは高電圧急速充電アプローチを選択しています。 ポルシェ タイカンは、800V 急速充電テクノロジーを導入した最初のモデルです。 ポルシェに続いて、BYD、東風風光、吉利、小鵬汽車などの他の自動車メーカーも高電圧急速充電トラックに注力し始めています。 Xiaopeng G9 は、市場初の 800V 高電圧 SiC (炭化ケイ素) モデルです。

急速充電機能は、新エネルギー車のハイエンドモデルでは標準機能になりつつあります。 急速充電技術も、動力電池メーカー間の競争の新たな焦点となっています。

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高電圧急速充電に使用される主な素材

高電圧急速充電機能には、主にリチウムイオン電池、電池管理システム、充電器、電解液などが含まれます。

リチウムイオン電池は、新エネルギー車の主要なエネルギー貯蔵装置として機能します。 高いエネルギー密度、長いサイクル寿命、軽量の可搬性を備えています。

リチウムイオン電池で一般的に使用される正極材料は、リン酸鉄リチウム、リン酸マンガン鉄リチウム、またはコバルト酸化リチウムです。 これらの材料は優れた放電性能とサイクル寿命を示し、高電圧急速充電の要件を満たしながら、高いエネルギー密度と充放電効率を実現します。

負極材料は、リチウムイオン電池のもう 1 つの重要なコンポーネントであり、リチウムイオンの貯蔵と放出を担当します。

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従来の負極材料はグラファイトですが、リチウムイオンを貯蔵できる容量が限られており、大電流の充放電中に電気化学反応が起こりやすく、リチウムイオンの損失につながります。

高電圧急速充電機能を強化するために、研究者はシリコンベースの材料など、新しいタイプの負極材料を開発しています。 これらの材料は、より高いリチウムイオン貯蔵容量を持ち、より優れたサイクル安定性と電気化学的性能を示します。

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さまざまな素材特性

電解質はリチウムイオン電池の導電媒体であり、正極と負極の間でリチウムイオンを輸送するために使用されます。 一般的な電解質の種類には、有機電解質と無機電解質が含まれます。

有機電解質は通常、リチウム塩を溶解する有機溶媒で構成されます。 それらは高いイオン伝導性と比較的低い電気伝導性を示します。

一方、無機電解質は酸化物や硫化物などの固体材料です。 より高い熱安定性と導電性を備えています。

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導電性添加剤は、電極材料の導電性を向上させるために使用される物質です。 一般的に使用される導電性添加剤には、カーボン ブラックや導電性ポリマーなどがあります。 これらは電極材料の導電率を高め、リチウムイオンの移動速度を高め、その結果、高電圧急速充電機能を向上させることができます。

前述の材料は、新しいエネルギー システムにおける高電圧急速充電を実現するために重要なコンポーネントです。

それらの最適化と改善により、リチウムイオン電池のエネルギー密度、充放電速度、サイクル寿命が向上し、新エネルギー車により速く、より安全で、より信頼性の高い充電体験が提供されます。

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その他の資材と管理システム：  

BMS (バッテリー管理システム) はバッテリーの監視と管理を担当し、バッテリーの安全性とパフォーマンスの安定性を確保します。 バッテリーの電圧、温度、電流などのパラメーターをリアルタイムで監視し、これらのパラメーターに基づいてバッテリーを制御および保護できます。

BMS には、異なるバッテリー セル間の充電を均等化するバランシング システムも含まれており、バッテリー パックの全体的な寿命が向上します。

充電器は、電気自動車のバッテリーを充電するために交流 (AC) を直流 (DC) に変換する装置です。

高電圧急速充電器は通常、充電電力と出力電圧が高く、短時間でバッテリーを急速充電できます。

電解質はリチウムイオン電池の重要な構成要素であり、電池内のイオン輸送を担当します。 電解質は通常、有機溶媒とリチウム塩の混合物です。

電解質は、効率的な充放電性能とバッテリーの安全性を確保するために、高いイオン輸送速度と安定した電気化学的性能を備えている必要があります。

高電圧急速充電は、充電速度が速く、エネルギー変換効率が高いという特徴があり、電気自動車のバッテリーを短時間で急速充電できます。 これは、長距離旅行や緊急事態に特に役立ちます。

ただし、高電圧急速充電はバッテリー温度の上昇と過度の急速な充電速度につながる可能性があります。 したがって、充電プロセスの安全性と安定性を確保するには、適切な材料とシステムが必要です。

さらに、高電圧急速充電器の設置と充電ステーションの広範な展開も、高電圧急速充電を標準機能として導入する上で重要な要素です。