会社のニュース EVバッテリーの種類を比較：円筒形、角柱形、パウチセル

電気自動車のショールームに足を踏み入れ、まばゆいばかりのモデルに囲まれているところを想像してみてください。セールスマンは、航続距離、加速、ハイテク機能を熱心に説明します。しかし、これらのEVの心臓部であるバッテリーについて考えたことはありますか？その形状はパフォーマンスにどのように影響するのでしょうか？

EVバッテリーは単純なユニットではありません。まるで、複数の層を持つ精密なロシアの入れ子人形のようです。今日は、EVバッテリーの「形状コード」を解読し、情報に基づいた選択を行い、セールス担当者と知識を持って話し合えるようにします。

EVバッテリーは、3つの階層レベルで構成されています。

バッテリーセル： 可逆的な充放電を通じて化学エネルギーを電気エネルギーに変換する、最小の独立したエネルギー変換ユニット。レゴの最小のブロックのように、セルは基礎を形成します。

主なセルコンポーネントには以下が含まれます。

• 電流コレクター付きカソード/アノード： リチウムイオンが蓄積される電気化学反応の主要な場所。電流コレクターは電線の役割を果たします。
• 電解質： 電極間のリチウムイオン移動の媒体 - 2つの都市を結ぶ橋。
• セパレーター： イオンの通過を可能にしながら、電極の接触を防ぐバリア - 交通安全を確保する高速道路の分離帯のようなもの。
• 外部ケーシング： 内部コンポーネントを環境要因から保護する保護ハウジング - 建物の外壁。

放電中、リチウムイオンはアノードからカソードに移動し、電流を生成します。充電はこの流れを逆転させます。この物理的な動きは、徐々に性能を低下させます - 頻繁に使用される橋が摩耗するようなものです。

バッテリーモジュール： 複数のセルが体系的に配置されています - 基本的なブロックを組み合わせて壁や部屋を作るレゴ構造のようなもの。

バッテリーパック： モジュールに加えて、熱管理システムとバッテリー管理ハードウェア/ソフトウェアを含む最終的なアセンブリ - 気候制御とセキュリティシステムを備えた完全な家。

今日の市場を支配する3つの主要なセルの形状があり、それぞれに異なる特徴があります。

単三電池に似ており、電極材料が円筒形に巻かれています - 大量生産された最初のバッテリータイプで、今でも自動化された製造に最適です。

利点：

• 耐久性： 頑丈な金属製ケーシングは、損傷や漏れを防ぎ、アーチ橋のように内部圧力を均等に分散します。
• 熱性能： セル間の隙間は、効率的な放熱のための冷却剤の流れを促進します - ラジエーターフィンのように表面積を増加させます。
• 費用対効果： 成熟した技術により、規模の経済による低コストの生産が可能になります。
• 一貫性： 標準化された製造により、均一なセルの品質が保証されます。

欠点：

• 低い空間効率： 円筒間の固有の隙間は、パック密度を低下させます - 床の隙間を残す丸いタイルのようなもの。
• 重量： 金属製ケーシングは質量を追加し、車両の効率に影響を与えます - 重い鎧を着ているようなもの。

主な車両： テスラモデル3/Y、リビアンR1T/S、ルーシッドエア

これらのセルは、電極材料を積み重ねたり巻き付けたりし、金属/プラスチック製のケーシングに平らにしたものです - 封筒に入った折り畳まれた紙のようなもの。

利点：

• 高い空間利用率： タイトなスタッキングは、利用可能なスペースを最大化します - 隙間を最小限に抑える正方形のタイルのようなもの。
• 高いエネルギー密度： 体積あたりのより多くのエネルギー貯蔵により、より長い航続距離が可能になります。
• カスタマイズ可能： 柔軟なサイジングは、さまざまな車両アーキテクチャに適応します - 特注家具のようなもの。

欠点：

• 熱的な課題： コンパクトなスタッキングは冷却を制限します - 熱を閉じ込める密に詰められた本のようなもの。
• 構造的な弱点： コーナーは圧縮に弱い応力点を生み出します - 段ボール箱の端のようなもの。
• 製造の複雑さ： セル間の整合性を維持するのがより困難です - 手作りのコンポーネントがわずかに異なるようなもの。

主な車両： BYD Han EV、CATL CTPバッテリーパック

これらは、硬いケーシングの代わりに、軽量のアルミニウムラミネートフィルムを使用します - 個別に包装されたソフトキャンディーのようなもの。

利点：

• 軽量： アルミニウムフィルムは質量を大幅に削減します - 運動着を着ているようなもの。
• 設計の柔軟性： 適応可能な形状/サイズは、型破りなスペースに適合します - 成形可能な粘土のようなもの。
• 低抵抗： よりスムーズなエネルギーの流れは、効率を向上させます - 幅広い川のようなもの。
• 安全性： 故障時の膨張は、金属製ケーシングの爆発に対する警告を提供します。

欠点：

• 高コスト： より高価な開発/生産 - プレミアムカスタム製品のようなもの。
• 脆弱性： ソフトなパッケージングは、故障時に最大10％の膨張で損傷/漏れのリスクがあります - 液体入りビニール袋のようなもの。
• 短寿命： 通常、代替品よりも少ない充電サイクル。
• 生産上の課題： 均一性を維持するのがより困難です - ユニークな手作りのアーティファクトのようなもの。

主な車両： ヒュンダイコナエレクトリック、シボレーボルトEV

自動車メーカーは、優先事項に基づいて異なるアプローチを採用しています。

テスラ、リビアン、ルーシッドは、安全性と一貫性のために円筒形セルを支持し、印象的な航続距離/性能を達成しています。テスラは、火災のリスクがあるため、特にパウチセルを避けています。

ヒュンダイとフォードは、カスタマイズと軽量化のためにパウチセルを採用しており、パウチ形式を必要とする固体電池への将来の移行を容易にする可能性があります。

ゼネラルモーターズは、歴史的にユニット数を最小限に抑えるために大きなパウチセルを使用していましたが、戦略的な再評価を示す円筒形設計に移行する可能性があります。

BMWは現在、充電速度と航続距離の向上を期待して円筒形セルを採用しています。

現在の形式を超えて、固体電池は、固体電解質が約束する次のフロンティアを表しています。

• より高いエネルギー密度
• 安全性向上
• 長寿命
• より広い温度許容範囲

開発中ですが、大規模な投資は、数年以内の商業化を示唆しており、EVの電力貯蔵に革命をもたらす可能性があります。

バッテリーの形状を理解することは、技術を優先事項に合わせるのに役立ちます。

• 信頼性を求める人： 円筒形セル車両は、実績のある安定性を提供します
• 航続距離を最大化する人： 角柱形設計は、空間効率の高いエネルギーを提供します
• 重量を気にする購入者： パウチ構成は、軽量の柔軟性を提供します

バッテリーは多くの要因の1つにすぎないことを忘れないでください - モーター、制御、熱システムはすべて、全体的なEVのパフォーマンスに貢献します。情報に基づいた消費者は、すべての要素を総合的に考慮するときに最良の選択を行います。