世界范圍內(nèi)快速擴(kuò)大的電動摩托車市場
目前,電動摩托車和電動汽車正在迅速普及。各位中也有人曾騎乘過電動摩托車和電動汽車吧。在提倡可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)和減少環(huán)境負(fù)擔(dān)的現(xiàn)代社會中,無論是行駛途中還是停車時都不排出廢氣的電動汽車和電動摩托車作為減少環(huán)境負(fù)擔(dān)的交通工具備受世界矚目。 其中,電動摩托車以輕松代步的“一類小排量摩托車”為代表,有各種車型可供選擇。由于電動摩托車具有不排放二氧化碳、低運行成本等優(yōu)點,預(yù)計今后市場份額將繼續(xù)保持增長。本文將對在電動摩托車上的應(yīng)用逐漸擴(kuò)大的迪睿合的二次保險絲“自我控制保護(hù)器(SCP)”進(jìn)行說明。
電動摩托車的優(yōu)點和缺點
電動摩托車是通過電力驅(qū)動的摩托車。通常摩托車以汽油為燃料驅(qū)動發(fā)動機(jī),而電動摩托車由可充電電池向電動機(jī)供電,由電動機(jī)驅(qū)動摩托車運行。近年來,隨著降低環(huán)境負(fù)擔(dān)的意識提高,電動汽車作為新一代汽車受到關(guān)注,并開始廣泛普及。電動摩托車和電動汽車一樣,將代替汽油驅(qū)動的摩托車,作為環(huán)保、輕松代步的交通工具,其市場的增長前景備受期待。 燃油摩托車和電動摩托車的主要區(qū)別如下所示:
燃油摩托車 | 電動摩托車 | |
廢氣 | 排放 | 不排放 |
噪音 | 有 | 無 |
運行成本(油耗、電費) | 不高(小排量一次加油,需要幾百日元) |
更低 (一次充電100日元以下) |
續(xù)航距離 | 小排量一次加油可續(xù)航數(shù)百公里 | 一次充電續(xù)航幾十公里 |
補給 | 加油站加油 | 使用充電器在室內(nèi)充電(更換式除外) |
加油、充電 | 需要幾分鐘 | 需要幾個小時(更換式除外) |
電動摩托車的充電時間取決于其搭載的鋰離子電池型號和額定電壓,但從電池空載到充滿電往往需要數(shù)小時。其主要優(yōu)點是它的運行成本較低。充電電費根據(jù)型號的不同而有所不同,一般為幾十日元左右,比汽油便宜很多。缺點是,與燃油摩托車幾分鐘就能加滿油這一點相比,后者充電所需的時間較長,但運行成本能大幅降低。
電動摩托車的類型
電動摩托車中,適合街道騎行的摩托車類型最為暢銷。與此同時,歐洲廠商也推出了最高速度和續(xù)航距離大幅度提升的電動摩托車,推動了能夠進(jìn)行長距離行駛的電動摩托車的普及。 此外,電動摩托車中也有能夠折疊的小巧、便于攜帶的車型。該折疊型電動摩托車,可以收納在小型汽車和多功能房車等車內(nèi),方便在旅行目的地進(jìn)行短距離移動,適用于各種場景。
另外,還推出了被稱為“帶腳踏板的電動摩托車”的電動摩托車,可以通過“電動機(jī)”、“腳踏板”、“電動機(jī)和腳踏板”這三種動力方式驅(qū)動摩托車。其優(yōu)點在于,即使電量耗盡,也可以使用腳踏板像普通自行車一樣移動。電動機(jī)輔助的兩輪交通工具中,還有一種“電動輔助自行車”。但是電動自行車需要踩腳踏板才能移動。與此相比,“帶腳踏板的電動摩托車”即使不踩腳踏板也能以一定的速度像摩托車一樣前進(jìn),因此在道路交通法中被定義為“帶動力的自行車”,需要持有摩托車駕照才能駕駛。
在電動摩托車上擴(kuò)大應(yīng)用的鋰離子電池
電動摩托車普遍使用的是“鉛酸電池”。鉛酸電池因其生產(chǎn)成本低廉、耐反復(fù)充電而被廣泛用于電動摩托車。在鉛酸電池的一般構(gòu)造中,正極、負(fù)極使用的是鉛或鉛合金板,稀硫酸作為電解液使用。由于成本低廉,因此價格便宜的電動摩托車大多采用鉛酸電池,但鉛酸電池的缺點是體積大、重量重。 因此,近年來,更多車型采用鋰離子電池,尤其是處于高價格區(qū)間的電動摩托車。鋰離子電池用于包括筆記本電腦和智能手機(jī)等在內(nèi)的小型移動IT設(shè)備,在我們?nèi)粘I钪惺殖R?。鋰離子電池與鉛酸電池相比,具有小型、輕量、高電壓等突出特點。對比相同體積、相同重量的電池容量的能量密度,鋰離子電池較鉛酸電池顯示出較高數(shù)值。
正如所述比較表所示,電動摩托車在續(xù)航距離方面不如燃油摩托車,因此提高續(xù)航里程成為一項挑戰(zhàn)。由于電池容量越大續(xù)航距離越長,因此高端車型傾向于搭載更多電池。另一方面,由于車身重量越重續(xù)航距離越短,因此需要在擁有較大電池容量的同時必須減輕其重量。目前,電動摩托車行業(yè)寄希望于大力發(fā)展鋰離子電池。
很多電動摩托車都設(shè)計成可以用家用電源充電。充電時使用專用充電器。每輛電動摩托車的充電時間根據(jù)搭載的電池類型和容量、使用的充電器的不同而有所不同。另外,鋰離子電池充滿電所需時間也短于鉛酸電池。
安裝鉛酸電池的電動摩托車必須是在電池安裝在車身情況下進(jìn)行充電。由于鉛酸電池笨重且體積較大,無法拆下。因此,必須在充電位置準(zhǔn)備插座或電源線。這導(dǎo)致在外出、住宅樓或公寓的停車場無法進(jìn)行充電。 但是,在安裝鋰離子電池的部分車型中,由于電池是可以拆卸的,因此即使停車場沒有電源線和電源,也可以通過拆下電池,并在有電源的地方進(jìn)行充電。
另外,電池一般有普通充電和快速充電兩種充電方法,但是反復(fù)快速充電會對電池造成較大負(fù)擔(dān),造成電池壽命縮短。因此,各公司的電動摩托車根據(jù)電池類型和特性采取了負(fù)擔(dān)較少的充電方法。
電動摩托車的困境和電池的改良
從減少環(huán)境負(fù)擔(dān)的角度來看,在亞洲普及電動摩托車尤為重要,但摩托車的電動化本身也存在一定“困境”。 在電動汽車和電動摩托車中,續(xù)航距離是最重要的指標(biāo)之一。近來,與燃油汽車相比,電動汽車的續(xù)航距離不斷增長,出現(xiàn)了續(xù)航距離介于300km-400km之間的電動汽車。另一方面,電動摩托車單次充電的續(xù)航距離只有約40km(1人乘車時)。同類型的160cc燃油摩托車一次加油可以行駛400km以上。相比之下,電動摩托車只能行駛其十分之一的距離。
如前所述,影響電動摩托車?yán)m(xù)航距離的主要因素是電池容量以及包括摩托車和電池在內(nèi)的車身重量。一方面,搭載大容量電池,可以增加車輛的續(xù)航距離;但另一方面,電池本身的重量也會增加車身重量,進(jìn)而導(dǎo)致續(xù)航距離縮短。因此,這導(dǎo)致陷入了一個兩難的困境:為了增加續(xù)航距離,必須裝載大容量電池,但是這會增加車身重量,從而導(dǎo)致續(xù)航距離縮短。
電動汽車雖然也面臨同樣的困境,但可以通過在車身框架中采用碳纖維增強塑料等輕量化材料的解決方案來達(dá)到減輕重量的目的。但是電動摩托車本身尺寸就小,車重也不是很重,因此即使在車體上使用輕量化材料,輕量化程度也是有限的。另外,由于摩托車車身很小,因此可以搭載電池的空間也有限。就是說,為了使電動摩托車的續(xù)航距離與燃油摩托車相媲美,電池本身性能的提高是非常必要的。 另一方面,目前的電動摩托車在一些固定路徑的配送用途(快遞和郵政服務(wù))方面已經(jīng)得到了應(yīng)用。盡管續(xù)航距離有限,但在特定范圍內(nèi)可以發(fā)揮作用。實際上,在報紙配送和郵局快遞等業(yè)務(wù)中已經(jīng)投入使用了電動摩托車,尤其是在深夜和清晨業(yè)務(wù)量較大的報紙配送業(yè)務(wù)中,低噪音電動摩托車備受好評。
另外,像電動輔助自行車那樣采用了可以更換電池的盒式電動摩托車,即使電池余量變少,也可以通過更換電池繼續(xù)行駛。電動汽車(EV)的電池重量很重,用戶不能自己更換,但是對于小型輕量的電動摩托車電池而言,用戶可以自己動手更換。
世界各國電動摩托車市場的現(xiàn)狀和未來
放眼全球市場,電動摩托車的情況在不同國家和地區(qū)存在巨大差異。首先,包括汽油摩托車在內(nèi)的全球動力二輪車銷量每年約為5300萬輛,而需求量約為4770萬輛,其中超過70%的需求來自亞洲國家,這些國家將摩托車作為日常交通工具。據(jù)了解,中國的銷售量約為1780萬輛,成為世界最大的摩托車市場。此外,印度的生產(chǎn)量也接近1770萬輛。其次,印度尼西亞為580萬輛,越南為320萬輛,泰國為230萬輛。據(jù)了解,巴基斯坦、巴西、泰國的 生產(chǎn)量也超過100萬輛。另一方面,在日本和北美等地的需求并不是很高,日本每年的銷售量不到40萬輛,北美每年銷售量約為60萬輛。 在這些車輛中,電動摩托車所占比例如何?中國年銷售量約為300萬輛左右,印度為14~15萬量左右。印度尼西亞計劃在2030年擁有1300萬臺以上電動二輪車,而大力推廣普及。此外,亞洲各國也以減少CO2排放等為目的,制定了引進(jìn)電動摩托車的法規(guī)和目標(biāo)。 例如,在預(yù)計未來將出現(xiàn)巨大增長的印度電動摩托車市場中,人們對環(huán)境問題關(guān)注度的提升、政府政策的鼓勵、汽油價格的上漲,充電基礎(chǔ)設(shè)施的改善以及電動汽車零部件生產(chǎn)本土化和成本削減帶來的電池價格降低等因素促進(jìn)了電動車輛的普及。另一方面,續(xù)航距離低和充電時間長、充電基礎(chǔ)設(shè)施在農(nóng)村地區(qū)的普及率低、加速性能和速度性能差,電池交換成本高等成為普及過程中的難題。 針對這些市場情況,各國摩托車制造商和零件供應(yīng)商不斷進(jìn)行技術(shù)開發(fā),特別是電池相關(guān)技術(shù)的開發(fā)不斷深入。如前所述,針對電動摩托車不易延長續(xù)航距離的問題,正在進(jìn)行更換電池的系統(tǒng)研究。此外,還提出使電池具備互換性、容量增大、耐劣化性和耐振動性、耐沖擊性提升以及通過統(tǒng)一電池規(guī)格展開共享服務(wù)等動態(tài)舉措。此外,部分國家計劃將電動摩托車接入為家庭供電的電力系統(tǒng)中,用剩余電力充電的方式降低電力系統(tǒng)負(fù)荷,實現(xiàn)錯峰充電,以推動可再生能源的擴(kuò)大使用。
電動摩托車和迪睿合的SCP
在電動摩托車市場快速發(fā)展的背景下,迪睿合的“大電流自動控制保護(hù)器(SCP)”作為保證電池安全的零件,需求也在顯著增加。 筆記本電腦、智能手機(jī)、平板電腦等使用的電池組電壓在4V~12V左右。近期,利用將超過10個電池單元連接到一個電池組中以實現(xiàn)數(shù)十伏高電壓的鋰離子電池也被用于電動工具、應(yīng)急電源、電動助力自行車和電動摩托車中。 因此,二次保險絲“自控保護(hù)器(SCP)”也需要與高電壓相兼容,以便在發(fā)生過充電等故障時,能夠安全切斷電路。以下是我們最新推薦的一款產(chǎn)品。 支持額定125V高壓和150A大電流?螺絲固定式自動控制保護(hù)器"SFM-50150"實現(xiàn)產(chǎn)品化
有助于提高鋰離子電池的安全性,助力碳中和和物聯(lián)網(wǎng)化
謹(jǐn)此向您告知、向智能手機(jī)、汽車等提供最前沿技術(shù)、材料、組件的迪睿合株式會社(總部:栃木縣下野市,代表取締役社長:Yoshihisa Shinya,以下稱為我公司)研發(fā)出支持最大額定電壓125V、額定電流150A的螺絲固定式自動控制保護(hù)器“SFM-50150”并實現(xiàn)產(chǎn)品化。
自動控制保護(hù)器(以下稱為SCP)是一種用于二次保護(hù)的保險絲,可在控制鋰離子電池充放電的一次保護(hù)裝置無法正常工作導(dǎo)致過充電或過電流發(fā)生時使保險絲組件熔斷,從而切斷電路。自1994年上市以來,SCP產(chǎn)品被廣泛用于筆記本電腦、智能手機(jī)等的電池中。
近年來,為實現(xiàn)碳中和,電動車輛的使用場景逐漸增加:電動摩托車得到普及,同時為推動社會物聯(lián)網(wǎng)化,電動無人搬運車被廣泛使用。為了向電動車輛提供電力,蓄電池等儲能系統(tǒng)也進(jìn)一步普及,需要鋰離子電池的領(lǐng)域正在擴(kuò)大。相比消費類IT設(shè)備,這些設(shè)備電壓更高、電流更大,因而需要保險絲作為保護(hù)措施。而我公司一直致力于研發(fā)支持高電壓和大電流的SCP。 本次實現(xiàn)產(chǎn)品化的“SFM-50150”支持最大額定電壓125V和額定電流150A,均為SCP產(chǎn)品系列之最。 一般來說,產(chǎn)品的電壓越高,鋰離子電池在過電流場景下產(chǎn)生的電弧放電的影響就越大,難以通過保險絲組件斷開電路?!癝FM-50150”通過優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu),在實現(xiàn)150A額定電流的同時,抑制了高電壓產(chǎn)品斷開電路時產(chǎn)生的電弧放電。通過解決這一難題,讓切斷高電壓和大電流成為可能。 此外,它還是我公司首款完全無鉛的螺絲固定式SCP,有助于減少對環(huán)境的影響。
今后,我公司將繼續(xù)研發(fā)支持高電壓、大電流和小型化等特點的SCP,提高鋰離子電池在廣泛應(yīng)用場景中的安全性,從而推動碳中和的實現(xiàn)以及社會的數(shù)字化和物聯(lián)網(wǎng)化,并為實現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
自動控制保護(hù)器(SCP)“SFM-50150”的產(chǎn)品詳情 ■產(chǎn)品名稱 自動控制保護(hù)器(SCP)“SFM-50150” ■產(chǎn)品特性 通過優(yōu)化材料和結(jié)構(gòu),支持最大額定電壓125V,為我公司產(chǎn)品系列之最
通過優(yōu)化外殼材料和產(chǎn)品整體結(jié)構(gòu),成功抑制了鋰離子電池出現(xiàn)過電流時產(chǎn)生的電弧放電。實現(xiàn)了此前難以達(dá)成的最大額定電壓125V(與以往產(chǎn)品※1相比提高56% )。
優(yōu)化保險絲組件,實現(xiàn)額定電流150A
通過加厚保險絲組件、降低保險絲組件電阻,實現(xiàn)了額定電流150A,是我公司產(chǎn)品系列之最。適用于需要大電流的電動摩托車和蓄電池等儲能系統(tǒng)。
產(chǎn)品整體實現(xiàn)無鉛化
在使用本公司自主研發(fā)的無鉛※2保險絲組件的同時,通過優(yōu)化電路板部分的材料,首次實現(xiàn)螺絲固定式SCP的完全無鉛化,降低了對環(huán)境的影響。
型號 | SFM-50150 |
電池組串?dāng)?shù) | 12 ~ 14 串 |
額定電流(A) | 150 |
最大額定電壓 (VDC)※3 | 125 |
最大阻斷電流 (A) | 400 |
動作電壓范圍 (V) | 37.7 ~ 62.0 |
加熱器電阻 (Ω) | 22.0 ~ 33.0 |
保險絲組件電阻 (mΩ) | 0.4 |
尺寸 (mm) | 40.0 x 29.4 x 18.0 |
※1 120A SFM系列 ※2 在歐洲限制有害物質(zhì)使用的RoHS指令,無鉛的定義是指鉛含量為1,000ppm以下的狀態(tài)。 ※3 保險絲部可阻斷的最大電壓值。請注意并非是加熱器部的動作電壓。
審核編輯:黃飛
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原文標(biāo)題:全球范圍內(nèi)推廣的“電動摩托車”及其安全性(電池和二次保護(hù)保險絲)
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