Тяговые аккумуляторы для электромобилей

Какие аккумуляторы используются в электрокарах (дальше по тексту — EV, Electric Vehicle, электрическое авто)? Как правило в спортивных траспортных средствах инсталлируются синхронно 2 аккумулятора:

стартерный, как в традиционных машинах; применяется для освещения, обогрева и определенных прочих задач;
тяговый — для питания электромотора; о них и речь пойдет в данной публикации.

Главные многофункциональные различия тягового аккумулятора от «стартерно-осветительно-зажигательного» заключаются в том, что он назначен для питания на протяжении долгого периода, и способен перенести множество циклов заряда-разряда. Батареи для электромобилей характеризуются сравнительно большим отношением производительности к весу и энергетической насыщенностью (числом энергии на единицу размера); не менее легкие батареи понижают вес автомобиля и развивают его работу.

Сравнивая с некрепким бензином большинство сегодняшних тяговых аккумуляторов имеют существенно не менее невысокую удельную энергию (число энергии на единицу массы), что значительно воздействует на ходовой запас электромобилей. Батарея составляет существенную стоимость электрического авто, что, в отличии от авто на старом бензине, значительно воздействует на единицу ходового запаса. С 2018 года несколько электромобилей с не менее чем 500 км ходового запаса, таких как Тесла Модель С, в большинстве стран можно назвать скорее всего роскошью, чем средством перемещения.

Свинцово-кислотный. Самые доступные и в прошлом самые известные тяговые батареи. Есть 2 главных вида свинцово-кислотных аккумуляторов: автомобильные стартерные батареи и батареи основательного цикла. Один клик и Вы с тяговым аккумулятором.

Автомобильные генераторы созданы для снабжения повышенной скорости зарядки стартерных батарей для оперативных зарядов, тогда как батареи с глубочайшим циклом, применяемые для спортивных транспортных средств, требуют разной многостадийной ??зарядки. Ни одна свинцово-кислотная батарея не должна надевать ниже 50% ее емкости, в связи с тем что это снижает срок эксплуатации батареи. Такие батареи требуют обслуживания, точно — наблюдения значения и качества электролита.

По традиции большинство электромобилей применяли свинцово-кислотные батареи из-за их спелой технологии, повышенной доступности и невысокой стоимости (исключение: определенные начальные EV, такие как Detroit Electric , применяли никель-железную батарею). Аккумуляторные батареи с глубочайшим циклом дорогостоящие и имеют не менее длинный срок эксплуатации, чем сам авто, замена как правило требуется каждые 3 года.

Свинцово-кислотные батареи в EV считаются существенной (25-50%) частью конечной массы авто. Как и все батареи, они имеют существенно наименьшую удельную энергию, чем газовые бензина. Впрочем разница не так экстремальна, как представляется изначально, из-за не менее простого привода в EV. Результативность (70-75%) и емкость для сохранения кислотной батареи с глубочайшим циклом уменьшаются при не менее невысоких температурах, а вывод энергии для работы подогревательной катушки понижает результативность и ходовой запас до 40%.

Зарядка и работа батарей как правило приводят к выкину водорода, воздуха и серенькой , которые встречаются в природе и как правило безобидны, если они надлежащим образом проветриваются. Начальные обладатели электромобилей с такими аккумуляторами нашли, что, если их не снабдить обычную вентиляцию, после зарядки в зале будет неприятный запах серенькой.

Никель-гидридные (NiMH) батареи в настоящее время являются сравнительно спелой технологией. Впрочем они менее результативны при зарядке и разрядке, чем полновесная кислота, они имеют удельную энергию 30-80 Втч/г, что значительно выше, чем свинцово-кислотная. При верном применении никель-металлгидридные батареи могут иметь только продолжительный срок эксплуатации, что было продемонстрировано при применении в смешанных машинах и «уцелевших» EVM NiMH RAV4, которые еще хорошо работают после 100 000 миль (160 000 км) и не менее 10-ти лет службы. К дефектом можно причислить невысокую результативность, высочайший уровень саморазряда и невысокую производительность в прохладную погоду.

Металл никель-хлоридный. Еще их называют ZEBRA (Zeolite Battery Research Africa). Эти батареи используют в роли электролита жидкий хлоралюминат натрия (NaAlCl4). Данная химия также временами упоминается как «горячая соль». Сравнительно спелая технология, батарея Zebra имеет удельную энергию 120 Вт/г и умное поочередное противодействие.

Так как аккумулятор необходимо греть для применения, прохладная погода не производит сильного влияния на его работу, кроме повышения затрат на нагревание. Они применялись в нескольких EV. Зебры могут применяться 5 тысяч циклов заряда и нетоксичны. Минусы батареи Zebra включают ужасное соответствие производительности к веу (<300 Вт/г) и необходимость в согревании электролита до температуры около 270°C, которая отбирает часть энергии и создает проблемы в долговременных проверках, продолжительное хранение заряда. Литий-ионные (Li-ion и подобные литий-полимерные Li-pol) батареи, хорошо известные благодаря их применению в компьютерах, мобильных телефонах и другой электронике, господствуют в самой самом сегодняшнем электромобилестроении. Данная технология дает возможность создвать аккумуляторные ячеи с вдохновляющей удельной энергией 200+ Втч/г и отличной удельной производительностью и отдачей заряда/ряда от 80 до 90%. Большинство прочих EV используют новые версии на литий-ионную тематику, которые жертвуют часть энергии и удельную производительность для снабжения огнестойкости, экологичности, крайне оперативных зарядов (всего 5 минут) и крайне длинных жизненных циклоы. Было представлено, что эти виды (фосфаты, титанаты и т.д.) имеют намного не менее длительный срок эксплуатации. Очень много работы и исследовательских работ ведется для улучшения литий-ионных батарей в лабораториях. Диоксид лития-ванадия применяется в макете Субару G4e, удваивая насыщенность энергии. На сегодняшний день это наиболее многообещающая технология аккумуляторов для электромобилей. Каждый год изготовление аккумуляторов для электромобилей нарастает. Из-за данного, и развивающихся технологий стоимость кВт/ч обходится меньше и меньше. По изучению, размещенному Bloomberg New Energy Финанс (BNEF) в начале февраля 2016 года, расценки на тяговые аккумуляторы снизились на 65% с 2010 года, из них на 35% в 2015 году, достигнув 350 долларов за кВт/ч. В изучении делается вывод о том, что стоимость батареи стоит на пути к тому, чтобы электрокары без федеральных дотаций (существующих на сегодняшний день в Европе и Соединенные Штаты) были такими же подходящими, как машины с силовыми агрегатами внутреннего сгорания к 2022 году. Большинство будущих покупателей подержанных электромобилей занимает вопрос: сколько стоит свежий аккумулятор для электрокара и где его можно купить? Это принципиально для того, чтобы осознавать, нужно ли тратиться на машину с батареей с большей исчезающей емкость которого составляет или лучше купить авто старше и купить свежий аккумулятор. Сейчас рынок электромобилей в России лишь пробуждается и всех малочисленных обладателей можно поделить на 2 категории: люди с большим уровнем достатка, обладающие новыми Теслами или БМВ i8, и люди, пользующиеся старыми электрокарами, импортированными из Японии, США или Европы, для которых принципиальна конечная стоимость км пробега на электрокаре. Первые могут направиться к официальному дилеру, у которого они получили машину, а с учетом данных сегодняшних батарей, делать это пригодится очень не скоро. А 2-м необходимо выбрать: использовать авто с большим ходовым запасом или раскошелиться на свежую или недостаточно б/у батарею. Самое распространенное решение для японских электромобилей - купить или заказать батарею на Дельнем Западе. Например дам нынешнюю стоимость б/у аккумуляторов. Батарея 24 кВт/ч на Ниссан Лиф I с исчезающей емкость которого составляет около 75% стоит около 110 млн. руб. Стоимость повышенной батареи 30 кВт/ч с исчезающей емкость которого составляет 95% может губить до 300 с излишним тыс руб. Если вас занимает аккумулятор для автомобиля, выпущенного в Европе или США, можно рассчитывать на приблизительно аналогичное соответствие стоимости к исчезающей емкости. При этом если АКБ нужна, к примеру, в городе Москва, то в затраты необходимо вписать и стоимость доставки. Надежность батареи на нынешний момент с учетом незаметного падения исчезающей емкости не менее 70% составляет не менее 4 000 циклов зарядки-разрядки, другими словами примерно не менее 1 500 000 км и служит не менее 10 лет. Последнее дает возможность заявлять, что в настоящее время ключевая жалоба к тяговым батареям - их стоимость. Со временем и совершенными км емкость аккумуляторной батареи электрокара падает. Все батареи в итоге портятся и должны быть изменены. Скорость, с которой они исходят, зависит от ряда обстоятельств. Глубь ряда - это подходящая максимальная часть совместного размера скопленной энергии, для которой данная батарея будет добиваться собственных нарицательных циклов. Аккумуляторные батареи с глубочайшим циклом как правило не должны надевать до менее чем 20% от суммарной вместительности. Некоторые современные батареи могут перенести не менее основательные круг. Литий-ионные батареи, применяемые в большинстве сегодняшних электромобилей, утрачивают часть собственной предельной емкости ежегодно, даже если они не используются, а имеют крайне повышенное повторяющееся противодействие и держат не менее 10 000 циклов заряда и ряда и долгий срок эксплуатации до 20 лет. Никель-металлгидридные батареи утрачивают намного наименьшую емкость. В Соединенных Штатах велись исследования срока эксплуатации батареи Тесла Родстер (2008). Было найдено, что после 100 000 миль (160 000 км), батарея еще оставалась вместительностью от 80 до 85 %, при этом вне зависимости от того, в какой погодной зоне движется авто. Роадстер Тесла был сконструирован и реализован во время с 2008 по 2012 год. Для собственных 85-кВт-ч аккумуляторов в Тесла Модель С учтена 8-летняя гарантия с безграничным пробегом. По положению на январь 2016 года самым реализуемым во всем мире электрокаром во всем мире считается Ниссан Лиф, с не менее чем 250 000 штук, реализованных со времени его образования в 2010 году. Ниссан сообщил в 2015 году, что за этот период времени лишь 0,01% батарей понадобилось заменить из-за перебоев или неприятностей. Есть большое количество EV транспортных средств, которые накрыли не менее 200 000 км; ни у одного из них не было никаких неприятностей с батареей. Батареи спортивных авто, такие как Тесла Модель С, Рено Зое, БМВ i3 и т.д., можно заряжать на оперативных заправочных станциях на протяжении 30 секунд до 80 %. Зарядка от стандартных 3 кВт розеток занимается примерно 8 часов. У специалистов из Сингапура в 2014 году был спроектирован аккумулятор, который можно заряжать за 2 секунды до 70 %. Батареи надеются на литий-ионную технологию. Но анод и негативный полюс в той батарее заключаются не из графита, а их геля диоксида титана. Гель существенно форсирует синтетическую реакцию, снабжая этим самым не менее стремительную зарядку. Ходовой запас EV зависит от числа и вида применяемых батарей. Вес и вид авто, и область, погода и образ вождения также влияют, как и на пробег классических авто. Свинцово-кислотные батареи считаются наиболее подходящими и доступными. Они как правило имеют ходовой запас от 30 до 80 км. NiMH батареи имеют отличную удельную энергию, чем свинцово-кислотная; образец EV обеспечивают до 200 км ходового запаса. Новые литиево-ионные аккумуляторы обеспечивают 320-480 км ходового запаса на заряд. Металл также выгоднее никеля. Никель-цинковая батарея выгоднее и легче никель-кадмиевых батарей. Они также выгоднее, чем литий-ионные батареи. Поиск финансового баланса между мощностью, емкость которого составляет аккумулятора и весом, и видом батареи и ее ценой зависит и от любого компании-производителя электромобиля. При применении системы неустойчивого тока или системы регулярного регулярного тока рекуперативное затормаживание может продлевать резерв до 50% при необычных условиях перемещения без абсолютной приостановки. Иначе, ходовой запас усиливается приблизительно на 10-15% при муниципальном вождении и совершенно не усиливается на шоссе. EV (включая автобусы и грузовые автомобили) применяют прицепы и прицепы-толкатели с аккумуляторами, чтобы продлить ходовой запас, если это необходимо, без специального веса при стандартной работы на длинных расстояниях. Незаряженные аккумуляторные прицепы могут быть изменены заряженными на маршруте. Такие BEV могут стать смешанными машинами исходя из вида автотранспорта и вида авто и коробки.

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *