在汽車電動(dòng)化迅速發(fā)展之際,摩托車市場(chǎng)也由于 二氧化碳排放法規(guī)收緊而開始出現(xiàn)電動(dòng)車型。此外,摩托車的危險(xiǎn)規(guī)避解決方案(稱為騎手輔助系統(tǒng))也正在開發(fā)中,從而使摩托車也開始使用 ADAS(高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng))*2。另外,電動(dòng)摩托車、電動(dòng)雙輪車、電動(dòng)微型車、小型雙座電動(dòng)汽車、電動(dòng)滑板車以及其他微移動(dòng)車輛*3 將在 MaaS(移動(dòng)即服務(wù))*4 中發(fā)揮“最后一公里”作用。在 MaaS (移動(dòng)即服務(wù))這個(gè)范例中,所有交通方式(除私家車以外)的移動(dòng)將統(tǒng)一為一種服務(wù)。
摩托車電氣化的進(jìn)展在亞洲地區(qū)(如中國(guó)和印度)備受關(guān)注。在這些地區(qū),人們主要使用摩托車作為日常交通工具。在中國(guó),電動(dòng)雙輪車(包括電動(dòng)自行車)是最普遍的交通工具之一,估計(jì)有 2 億人在使用*5。另一方面,速度超過(guò) 50公里/小時(shí) 的電動(dòng)摩托車仍占少數(shù),但未來(lái)有望增長(zhǎng)。印度還宣布,到 2030 年,國(guó)內(nèi)出售的所有車輛(包括摩托車)都將是電動(dòng)車。在歐洲,英國(guó)和法國(guó)均已宣布將從 2040 年開始停止銷售使用內(nèi)燃機(jī)的汽車。所有這些都表明,內(nèi)燃機(jī)摩托車向電動(dòng)摩托車的轉(zhuǎn)變將在全球范圍內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行。
全球電動(dòng)摩托車市場(chǎng)預(yù)測(cè)(2017-2020 年,2025 年)
* 不包括速度低于 50 公里/小時(shí)的電動(dòng)自行車和電動(dòng)輕型摩托車
來(lái)源:以全球電動(dòng)摩托車市場(chǎng)為基礎(chǔ):2019 年 2 月 8 日,日本矢野經(jīng)濟(jì)研究所 2018 年主要調(diào)查研究結(jié)果。
由于許多國(guó)家的環(huán)保政策鼓勵(lì)推廣電動(dòng)摩托車,全球電動(dòng)摩托車市場(chǎng)預(yù)計(jì)將從 2017 年的大約 250,000 輛增長(zhǎng)到 2025 年的大約 170 萬(wàn)輛。
然而,電動(dòng)摩托車的全面采用需要克服許多技術(shù)障礙(如延長(zhǎng)行駛里程和縮短充電時(shí)間)以及基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展(如充電樁的擴(kuò)建)。解決這些問(wèn)題的關(guān)鍵在于電池的改進(jìn),即電動(dòng)摩托車的核心。如今,越來(lái)越多的電動(dòng)摩托車采用能量密度高、體積小、重量輕的鋰離子電池*6。
可實(shí)現(xiàn)舒適性和更長(zhǎng)里程的高功率、長(zhǎng)壽命電池解決方案
鋰離子電池可分為圓柱型、方型和軟包(層壓)型,具體取決于電池的形狀。軟包型的能量密度更高,可以采用更輕薄的設(shè)計(jì),并且在形狀方面具有更大的靈活性。對(duì)于電動(dòng)摩托車來(lái)說(shuō),電池容量直接影響到續(xù)航里程。因?yàn)殡姵乇痪窒拊谝粋€(gè)小空間中,所以要求具有較高的能量密度和較輕的重量。尤其是,TDK 為電動(dòng)摩托車專門設(shè)計(jì)了重量輕、功率大的軟包型鋰離子電池。這些電池在低溫條件下仍具有出色的終身充電周期和充/放電性能。由于軟包型鋰離子電池通常用于小型消費(fèi)電子產(chǎn)品(如智能手機(jī)),所以其工作溫度范圍并不一定適用于電動(dòng)摩托車之類的應(yīng)用。通過(guò)優(yōu)化電極等材料的設(shè)計(jì),TDK 可顯著提高電池在低溫條件下的利用率。
此外,較之于其它鋰離子電池,用于電動(dòng)摩托車的軟包型鋰離子電池能夠以更高的輸出功率實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的放電,從而提高摩托車的驅(qū)動(dòng)功率。同時(shí),通過(guò)控制電池的內(nèi)部電阻(可能導(dǎo)致異常過(guò)熱和斷電),安全性得以提高,從而提高了騎乘舒適性。利用閃存快速充電技術(shù),電池可在 25 分鐘內(nèi)快速充電至其容量的 80%,從而縮短了充電時(shí)間。此外,TDK 還實(shí)現(xiàn)了多個(gè)電池的模塊化,甚至還實(shí)現(xiàn)了電路的縱向集成,稱為 BMS(電池管理系統(tǒng)),從而提供了一個(gè)經(jīng)過(guò)優(yōu)化的全面解決方案。
低溫條件下的放電性能
*SOC:表示與電池容量相關(guān)的當(dāng)前充電水平
從圖中可以看出,TDK 的軟包型鋰離子電池即使在 -20℃ 的條件下也未出現(xiàn)明顯的壓降,并且可以實(shí)現(xiàn)與環(huán)境溫度相近的容量(容量衰減不到 10%)。
Poweramp 銷售主管,葉宇
自 1999 年成立以來(lái),TDK 集團(tuán)公司 ATL(新能源科技有限公司)就一直在完善軟包型鋰離子電池(其核心產(chǎn)品)方面的技術(shù)和專業(yè)知識(shí)。截止 2020 年,ATL 品牌產(chǎn)品占據(jù)了智能手機(jī)用聚合物鋰離子電池市場(chǎng)的全球最大市場(chǎng)份額。通過(guò)利用軟包型電池方面的專業(yè)技術(shù)和知識(shí),ATL 集團(tuán)公司 Poweramp(新能安科技有限公司) 開發(fā)出了適用于電動(dòng)摩托車的鋰離子電池。
利用其專有的多極耳卷繞 (MTW) 技術(shù),Poweramp (新能安科技有限公司) 能夠在較高的輸出功率下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定放電,并可降低電阻。
在鋰離子電池中,一個(gè)叫“極耳”的端子連接至電池的正極和負(fù)極,這樣電流就能夠進(jìn)出。多極耳卷繞技術(shù)使用多個(gè)精確對(duì)齊的極耳來(lái)防止局部過(guò)熱,降低電阻,并在高輸出功率下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定放電。我們就 Poweramp (新能安科技有限公司) 在其設(shè)計(jì)中使用 MTW 技術(shù)的原因采訪了 Poweramp (新能安科技有限公司) 銷售主管葉宇。
“為支持高性能電動(dòng)摩托車,我們使用多極耳卷繞技術(shù)來(lái)有效控制放電期間的溫升,這樣作為一個(gè)整體的能源系統(tǒng)就能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的性能、高度的安全性和一致的功率輸出。”
多極耳卷繞 (MTW)
左圖詳細(xì)描述了多極耳卷繞技術(shù)。右圖對(duì)極耳數(shù)量和局部加熱導(dǎo)致的溫度分布進(jìn)行了比較。結(jié)果表明,使用的極耳數(shù)量越多,產(chǎn)生的熱量就越少。
葉宇談到了未來(lái)愿景。“為使電動(dòng)摩托車成為下一代小動(dòng)力的組成部分,我們需要提高其效率、安全性和便捷性。TDK 的鋰離子電池在應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)方面發(fā)揮著重要作用,而且在不久的將來(lái),必將成為電動(dòng)摩托車的可靠電源。”
適用于電動(dòng)摩托車的鋰離子電池
軟包型鋰離子電池可提供出色的安全性、更高的輸出功率、更長(zhǎng)的使用壽命、更短的充電時(shí)間和更寬的工作溫度范圍。
術(shù)語(yǔ)
電動(dòng)摩托車:在本文中,“電動(dòng)摩托車”是指不包含電動(dòng)自行車(輔助或全助力)在內(nèi)的電動(dòng)摩托車。
ADAS(高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)):高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)可提高汽車的安全性。
小動(dòng)力:比汽車更小,可搭載一名或兩名乘客的車輛,如電動(dòng)小輪摩托車、電動(dòng)摩托車、滑板車以及老年人用的輕便型摩托車。
MaaS(移動(dòng)即服務(wù)):通過(guò)利用信息與通信技術(shù),在云中管理交通信息和相關(guān)服務(wù),將除私家車外的所有交通工具作為單一服務(wù)提供。完全實(shí)現(xiàn) MaaS 后,用戶就能夠以一種集成的方式搜索、預(yù)訂多種移動(dòng)服務(wù)并進(jìn)行支付,包括公共汽車、火車、航班和酒店。然而,國(guó)際機(jī)構(gòu)對(duì)這一術(shù)語(yǔ)并沒(méi)有明確的定義,各國(guó)的解釋也不盡相同。
中國(guó)的電動(dòng)雙輪車:目前主要使用的是鉛酸電池。
鋰離子電池:鋰離子電池具有正負(fù)極,并通過(guò)兩極之間鋰離子的移動(dòng)進(jìn)行充放電。
審核編輯黃宇
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