logo1

logoT

 

Литионный аккумулятор для автомобиля


Литиевый аккумулятор для автомобиля - Мобильные Электросистемы

Преимущества литиевых аккумуляторов хорошо известны. При равной номинальной емкости литиевая батарея весит в три раза меньше свинцово-кислотной и занимает в два раза меньше места. Заряжаемый током  0,5С литиевый АКБ выдерживает в 20 раз больше циклов чем  свинцово-кислотный, поэтому с учетом срока службы он на сегодня самый дешевый и выгодный.

Характеристики литиевых аккумуляторов делают их идеальными источниками автономного питания на автомобилях с дополнительным бортовым оборудованием и на тех транспортных средствах где свободного места для установки массивной свинцово-кислотной аккумуляторной батареи недостаточно.

Содержание статьи

Количество циклов литиевого АКБ

Срок службы аккумулятора измеряют в циклах заряда – разряда. Аккумулятор считается непригодным для дальнейшего использования когда его емкость падает ниже 80% от первоначального номинального значения. Количество циклов можно рассматривать как способность ячеек сохранять и передавать энергию потребителям. Литиевые батареи обычно выдерживают не менее 1000 циклов.

Результаты испытаний нескольких аккумуляторов глубокого разряда разного типа. Специальное устройство разряжало четыре аккумулятора током 25 А до 10,5 вольт и затем заряжало их таким же током до 14,4 Вольт. В реальной жизни аккумуляторы часто подвергаются таким же нагрузкам. В испытаниях участвовали недорогой жидко-кислотный аккумулятор, две модели AGM и LiFePo4 аккумулятор. Аккумулятор с жидким электролитом вышел из строя после 18 циклов. AGM — после 180. Состояние литиевого аккумулятора не изменилось

Со временем ячейки стареют. Активные химические вещества в них разрушаются, емкость падает, а внутреннее сопротивление возрастает. На скорость старения влияют величина зарядного и разрядного тока, температура и глубина разряда. Устройством, продлевающим срок службы литиевого аккумулятора, является BMS. Хорошо продуманная электронная система управления контролирует состояние батареи, предотвращает ее перезарядку и защищает ячейки от повреждения при глубоком разряде

Зарядка LiFePO4 аккумулятора

Электрическую энергию можно «накачать» в аккумулятор быстро. Однако химические реакции не протекают мгновенно, поэтому состояние электролита между электродами окажется разным. Ближайшие к электродам слои «зарядятся», а расположенные дальше нет. Разница будет особенно заметна в ячейках с большой емкостью и объемом электролита.

Графики тока и напряжения во время зарядки LiFePO4 аккумулятора

Высокий зарядный ток не сильно ускоряет полную зарядку аккумулятора. Хотя заданное напряжение достигается быстрее, этап насыщения занимает больше времени. При высоком токе первая стадия оказывается короче, но зато вторая длиннее.

Максимально допустимый зарядный ток для аккумуляторов принято выражать в долях емкости. Например, если для литиевого аккумулятора емкостью 100 Ач указан ток 0,5C (где C — емкость аккумулятора), то его непрерывной ток зарядки не должен превышать 50 А. Как правило для литий-железо фосфатных (LiFePO4) аккумуляторов максимальный ток равен 0,5-1С

Повышенная температура сигнализирует о неправильном алгоритме зарядки или о внутренних проблемах аккумулятора

LiFePO4 аккумулятор в автомобиле

Литиевые аккумуляторные батареи чувствительны к величине тока и напряжения зарядки. Несоблюдение рекомендованных значений сокращает срок службы ячеек, уменьшает их емкость и может даже разрушить, причинив много дорогостоящих повреждений.

Источник зарядки аккумуляторов в автомобиле – это генератор двигателя. Стандартный регулятор автомобильного генератора настроен на 14,0-14,4 Вольта, что позволяет быстро заряжать стартовый аккумулятор и защищает его от сульфатации. Небольшой перезаряд для свинцово-кислотного аккумулятора не страшен, поэтому напряжение остается постоянным в течении всего времени работы двигателя.

Реле развязки соединяет стартовый и сервисный аккумуляторы. Но оно не обеспечивает литиевый аккумулятор правильным зарядным напряжением и не защищает его от высокого тока. Реле не увеличивает напряжение, если оно слишком низкое и не уменьшает его до безопасного уровня, когда оно слишком высокое. Полностью заряженный литиевый аккумулятор остается под тем же напряжением как и во время зарядки. Реле не ограничивает ток генератора, поэтому ток получаемый аккумулятором может в несколько раз превзойти безопасный уровень, определенный производителем. При такой схеме подключения литиевый аккумулятор заряжается неправильно и подвергается опасности во время эксплуатации

14,4 Вольта подходит и для заряда LiFePO4 аккумуляторов. Но заряженный на 100% литиевый аккумулятор не должен постоянно находится под таким напряжением. Оно опасно для батареи и может повредить ее во время продолжительной поездки.

Несовместимость между зарядным напряжением и требованиями LiFePO4 аккумулятора возрастает еще сильнее на автомобилях с двигателями Euro 5/6+. Напряжение на «интеллектуальном» генераторе во время движения колеблется от 12 до 16 Вольт, а значит прежде чем заряжать LiFePO4 аккумулятор напряжение нужно как-то выровнять. Необходимо промежуточное устройство, связывающее BMS аккумулятора с системой зарядки автомобиля.

Зарядное устройство устраняет недостатки реле. Ток, получаемый аккумулятором, ограничен номиналом устройства. Напряжение завит от состояния аккумулятора и изменяется по заданному алгоритму. Сначала зарядка аккумулятора идет максимальным током до 14,4 Вольт. После того как аккумулятор полностью зарядится напряжение уменьшается до 13,8 Вольт.

Задача буферного устройства обеспечить литиевый АКБ правильными профилями напряжения и тока. BMS же позаботится о безопасности ячеек и предотвратит неисправности, которые могут возникнуть. Промежуточное устройство – это управляемый микропроцессором DC-DC конвертер. Он поддерживает на выходе заданное стабильное напряжение и при слишком высоком, и при слишком низком напряжении генератора. Конвертер не только заряжает LiFePO4 аккумулятор по правильному алгоритму, но и ограничивает ток, не давая мощному автомобильному генератору повредить аккумуляторную батарею.

Модель BBW1212 BB1230 BB1260
Максимальный ток, А 28 30 60
Входное напряжение, В 12 12 12
Выходное напряжение, В 12 12 12
Тип аккумуляторов LiFePO4, а так же GEL, AGM, жидкий электролит. Всего 6 режимов зарядки LiFePO4, а так же GEL, AGM, жидкий электролит. Всего 9 режимов зарядки LiFePO4, а так же GEL, AGM, жидкий электролит. Всего 9 режимов зарядки
Вес, кг 3,5 1,2 1,4
Размеры, мм 190 х 160 х 50 190 х 160 х 50 190 х 160 х 70
ЗАКАЗАТЬ ЗАКАЗАТЬ ЗАКАЗАТЬ

Как выбрать литиевый АКБ в автомобиль

Чтобы полностью использовать в автомобиле возможности LiFePO4 аккумулятора, нужно хорошо понимать как он будет эксплуатироваться и с какой нагрузкой ему предстоит работать. При создании электрической системы, работающей от дополнительного аккумулятора необходимо обращать внимание на следующее

Аккумуляторная батарея большей емкости работает дольше, а время ее зарядки меньше. C DC-DС зарядным устройством переносной бензиновый генератор становится не нужен. Ведь под капотом уже имеется автомобильный генератор мощностью 1500-3000 Вт. Все что необходимо – это организовать доступ к такому мощному источнику энергии. Правильно подобранное зарядное устройство не только передает сервисным аккумуляторам большую мощность, но и представляет доступ к энергии генератора вспомогательным устройствам, например инвертору. Пусть в автомобиле установлен дополнительный литиевый аккумулятор емкостью 100 Ач, DC-DС зарядное устройство номиналом 30А и инвертор мощностью 2000 Вт. Суммарная мощность устройств переменного тока, подключенных к инвертору, 1,5 кВт. Когда все они работают одновременно, инвертор потребляет 150 А, и заряда аккумулятора хватает на 45 минут. Если завести двигатель, то через зарядное устройство от генератора потребителям поступит 25 А, а 125 А отдаст в цепь аккумулятор. В результате аккумуляторная батарея разрядится за 48 минут. Предположим зарядное устройство на 30А заменили максимально допустимой для этого аккумулятора моделью на 60А. Если нагрузка не изменилась, то от генератора через зарядное устройство будет поступать уже 50 А, а 100 А предоставит аккумуляторная батарея. Время работы аккумуляторов увеличится до 60 мин. В дополнение к уже имеющемуся литиевому аккумулятору можно установить точно такой же второй, увеличив тем самым емкость батареи до 200 Ач. Большая емкость позволит использовать зарядное устройство номиналом 120 А. При такой установке 100 А поступит потребителям от генератора, а 50 А даст аккумуляторная батарея и время ее непрерывной работы возрастет до 4 часов

BMS, рассчитанная на высокий ток. Непрерывный ток разряда и заряда аккумулятора должен быть 0,5 — 1C . Необходимо смотреть именно на непрерывный, а не максимальный рейтинг аккумулятора. Максимальное значение бессмысленно, если не указывается время в течении которого проводилось испытание. Хорошая BMS должна отключать аккумулятор при перегрузке, перезарядке, перегреве и слишком высоком напряжении. Для аккумулятора это жизненно важно

Стоимость. Один литиевый аккумулятор может быть почти в два раза дороже другого. Если это так, то очевидно, что в технологии изготовления и в способах использования аккумуляторов существуют различия. Однако нет смысла устанавливать дорогую модель, если более дешевая справится со своими задачами. Важно понять, что для вашей системы имеет решающее значение.

Максимальная скорость зарядки — одна из важных характеристик литиевого аккумулятора. У дешевых моделей ток зарядки может составлять всего 0,3C (30 А для аккумулятора емкостью 100 Aч). У дорогих — 1С или 100 А для аккумулятора той же емкости. Если необходимо максимально быстро заряжать единственный аккумулятор, потребуется модель рассчитанная на высокий ток. Но если в автомобиле есть место, то два менее дорогих аккумулятора  так же дадут возможность использовать ток силой 100 А,  скорость зарядки снизится, но зато емкость батареи увеличится до 200 Ач.

На автомобиле может быть установлено две сервисных аккумуляторных батареи, одна 12, а другая 24-вольтовая. Для их зарядки потребуется два устройства: 12-12 и 12-24 с суммарным номиналом не превышающим возможности генератора. В противном случае для эффективной работы у генератора не останется избыточной мощности. Это не создаст технических проблем, но расчеты придется скорректировать соответствующим образом

Время работы аккумулятора без подзарядки. В отличии от свинцово-кислотного у литиевого аккумулятора доступно 100% емкости. Параллельно можно соединять любое количество аккумуляторов. При последовательном соединении менее дорогие модели часто имеют ограничение в 48 В

Мощность получаемая от генератора. Эта характеристика влияет как на емкость литиевой батареи,  так и на выбор зарядного устройства. Современные автомобильные генераторы имеют мощность около 2000 Вт. Если в автомобиле есть место только для одного дополнительного аккумулятора емкостью 100 Ач, то для его зарядки подойдет устройство номиналом 30 А. С его помощью генератор сможет заряжать дополнительный аккумулятор током примерно 25 А  и будет передавать аккумуляторам 350 Вт. Модель, номиналом 60 А, увеличит передаваемую мощность до 800 Вт. Для аккумулятора емкостью 100 Ач с максимальным током 0,5С этого окажется достаточно

Использовать в автомобиле дорогой LiFePO4 аккумулятор выгодно, когда все три параметра — мощность генератора, номинал зарядного устройства и допустимый ток зарядки аккумуляторов соответствуют друг другу. Например, если мощность автомобильного генератора 1400 Вт, а номинал зарядного устройства 120 А, то для аккумуляторной батареи емкостью 100 Ач с рейтингом 0,5С зарядный ток окажется недопустимо высоким. Но для аккумулятора с рейтингом 1С выбранное оборудование вполне подойдет.

Установка литиевого аккумулятора

Таблица значений длительно допустимого постоянного тока в зависимости от сечения медного кабеля при напряжении 12 Вольт и температуре 60 С

Перед установкой аккумулятора необходимо убедится, что выбранные зарядные профили и разрядный ток соответствуют его характеристикам. Если это не так, BMS просто отключит аккумулятор из соображений безопасности. Если литиевый АКБ планируется заряжать от автомобильного генератора, особенно на автомобилях EURO 6,  необходимо использовать специальное зарядное устройство.

Вместо корпуса автомобиля в качестве отрицательного проводника, лучше использовать кабель, идущий от отрицательной клеммы сервисного к отрицательной клемме стартового аккумулятора.

Все кабели, подключенные к литиевой батарее, необходимо защищать предохранителями, установленными как можно ближе к аккумуляторной клемме. Номинал предохранителя должен на 30% превосходить максимально ожидаемый в цепи ток. Например, если к литиевому аккумулятору емкостью 100Ач подключено зарядное устройство на 60 А, то на входе и выходе устройства ставят предохранители по 80А

12v литий-ионный аккумулятор автомобиля для электронных устройств

Технологии меняют повседневную жизнь людей. Таким образом, надежно. 12v литий-ионный аккумулятор автомобиля на Alibaba.com повышает надежность любого устройства, которому требуется более высокая выходная мощность. Различные модели имеют разные характеристики, чтобы соответствовать рекомендациям поставщика. Прочный. 12v литий-ионный аккумулятор автомобиля нужно быстро найти и легко заменить. Благодаря широкому выбору материалов для изготовления, при покупке существует лучший выбор для использования.

Из-за технологических достижений многие приборы нуждаются в постоянном источнике питания. Надежный. 12v литий-ионный аккумулятор автомобиля должно пережить хост-устройства для лучшего обслуживания. В равной степени эти вспомогательные продукты совместимы с литиевыми и свинцово-кислотными компонентами. Таким образом, совместимость между бытовой техникой и вспомогательными устройствами очень важна.

Будь то стационарный бытовой прибор или переносной переносной аккумуляторный блок питания. Детали 12v литий-ионный аккумулятор автомобиля на Alibaba.com помогают обеспечить оптимальное обслуживание пользователей. Эти продукты могут выдерживать высокие температуры и коррозию. Длительный срок службы обеспечивает лучшее обслуживание до того, как их потребуется заменить. Опять же, складские помещения должны быть неповрежденными, чтобы избежать сильных ударов и повреждений. Они также поставляются с соединительными кабелями для лучшего обслуживания.

Для крупных энергетических нужд, таких как трехколесные велосипеды и музыкальные инструменты, цифровые. 12v литий-ионный аккумулятор автомобиля дают финансовую подушку. Alibaba.com предлагает платформу для надежности при совершении покупки. Широкий круг продавцов по всему миру доставляет товары в разумные сроки для удобства клиентов. Просмотрите каталоги, чтобы найти наиболее совместимые устройства и финансовые предложения.

Самый быстрый серийный автомобиль получил новый 12-вольтовый литиевый аккумулятор

«Да, со старым аккумулятором — это не жизнь…», говорил Юрий Деточкин.

«Да, со старым аккумулятором — это не жизнь…». Кадр из фильма «Берегись автомобиля»

И вот на замену, привычным всем автомобилистам, свинцово-кислотным аккумуляторам приходят 12-вольтовые литиевые аккумуляторы. Понятное дело, что в знакомом объёме будет находиться в основном сборка из цилиндрических элементов, скорее всего LFP (LiFePO4).

типичная сборка 12-вольтового литиевого аккумулятора

Естественно, что 12-вольтовые литиевые аккумуляторы сначала появились на электромобилях, и в первую очередь в электрокарах лидера отрасли — Tesla. Но случилось это не сразу. Свинцово-кислотные аккумуляторы долгое время считались «стандартом» в автомобилях, и электрокары Tesla также ранее комплектовались ими. Но Tesla, как обычно, произвело революцию и в этом сегменте автомобильного оборудования. Первыми литиевые 12-вольтовые аккумуляторы получили в начале этого года рестайлинговые версии Model S и X.

Вчера, на состоявшейся презентации самого быстрого серийного легкового электромобиля Tesla Model S Plaid, её участники обратили внимание на то, что новый флагманский седан Tesla обзавёлся и новым литий-ионным аккумулятором на 12 В.

Tesla Model S Plaid

Если в ДВС-автомобиле 12-вольтовый аккумулятор даёт энергию для пуска двигателя, то в электромобиле он служит для обеспечения энергией внутреннего освещения, вспомогательных и аварийных систем автомобиля. По сравнению с «классическим» аккумулятором, литиевый будет служить заметно дольше, хотя «минусом» можно считать его более высокую цену, на сегодняшний день. Свинцово-кислотные батареи выгодны для использования в автомобилях, которые имеют высокие токи при запуске двигателя. И это совсем не относится к электромобилям, и владельцы уже некоторое время самостоятельно переходят на 12-вольтовые литий-ионные аккумуляторы.

новый низковольтный аккумулятор Tesla Model S Plaid

Новый низковольтный литиевый аккумулятор Tesla Model S Plaid имеет ёмкость 6,9 Ач. Ранее в Model S использовался аккумулятор на 33 Ач. Соответственно сейчас, применение нового низковольтного аккумулятора, позволило уменьшить вес, и увеличить свободное пространство под капотом. Конечно, объём переднего багажника от этого не увеличится, но для удобства обслуживания, при необходимости, это позитивно. Эксперты предполагают, что элементы нового аккумулятора основаны на технологии LFP, а не NMC.

установка литиевого низковольтного аккумулятора в предыдущей версии Tesla Model S

P.S.

12-вольтовые литиевые аккумуляторы со временем станут столь же распространёнными, что ранее и свинцовые. При этом литиевые батареи более надёжны, так как имеют в своём составе встроенную автоматическую систему защиты батареи (BPS). Она защищает литий-ионные элементы от чрезмерной зарядки или разрядки. BPS также отключает аккумулятор, обнаруживая короткое замыкание, обратную полярность, повышенное и пониженное напряжение, а также перегрузку по току. Уже сегодня на нашем российском рынке можно найти низковольтные 12V литий-ионные аккумуляторы, которые можно применять в малом транспорте, и различной электрической технике.

___________________________

Уважаемые читатели, чтобы не пропустить наши свежие статьи вы можете подписаться на наш Телеграм-канал. Оставляйте комментарии, ставьте лайки, делайте репосты (кнопки соцсетей есть в конце каждого материала). Ваше участие нам очень важно!

статью прочитали: 760

Поделиться статьёй:

Понравилось это:

Нравится Загрузка...

Похожее

техническая краткая характеристика, классификация, инструкция к препарату, спецификация, установка и особенности эксплуатации

Для многих транспортных средств вес аккумуляторной батареи и скорость ее разрядки играют немаловажную роль. Специально для таких автомобилей производителями были созданы литиевые системы. В чем их преимущество перед кислотными АКБ, можно ли их эксплуатировать на современных машинах?

Что представляют собой литиевые батареи?

Литий-ионные аккумуляторы для авто в эпоху гибридных и электрических моделей отнюдь не являются новшеством: их можно встретить во многих машинах, с успехом дебютирующих на рынках. Батареи такого типа являются отличными источниками питания для электроавтомобилей. При этом их использование в обычных машинах потребует внесения определенных изменений в конструкцию.

История создания литиевых АКБ

Первые модели литий-ионных аккумуляторных батарей появились в 70-х годах прошлого века. Аккумуляторы, выполненные на их основе, обладали серьезными проблемами, устранить которые удалось только к 90-м годам. Причиной подобных проблем была высокая активность лития: при высоком токе могло произойти воспламенение батареи, в связи с чем производители отказались от применения чистого лития, перейдя на его ионы, что дало наименование АКБ.

В сравнении с литиевыми аккумуляторами, литий-ионные обладают меньшей энергетической плотностью, но более безопасны при условии соблюдения режимов заряда и разряда. В их состав не входит металлический литий, а процесс разряда и заряда заключается в переносе с одного электрода на другой ионов лития.

Li-Ion и Li-Pol аккумуляторы

Первые модели литий-ионных автомобильных аккумуляторов состояли из катодного материала на алюминиевой фольге и анодного на медной фольге, помещенных внутрь корпуса и разделенных специальным сепаратором, пропитанным жидким электролитом.

Герметичный корпус АКБ оснащался клапаном сброса внутреннего давления. К клеммам анод и катод подключались токосъемниками.

В литиевых ионных автомобильных аккумуляторах заряд переносится положительно заряженными ионами лития, которые внедряются в кристаллические решетки других материалов - солей и кислот металлов, графита, образуя с ними химическую связь.

Изначально роль отрицательных пластин выполнял металлический литий, который впоследствии сменился на каменноугольный кокс и графит. Использование осксида кобальта позволило увеличить температурный диапазон работы АКБ и повысить количество циклов заряда/разряда.

В комплекте с литиевыми ионными аккумуляторами для авто имеются защитные платы типа BMS.

Виды литиевых батарей

Литий-ионные аккумуляторы различаются по типу катодного материала:

  • LiCoO2. В качестве электролита используются твердые растворы на основе никелата лития.
  • LiMnO4 с литий-марганцевой шпинелью.
  • LiPol, литий-полимерный. Отличается от Li-Ion только полимерным, а не жидким электролитом. По характеристикам он значительно лучше своих аналогов: широкий температурный диапазон работы, различные форы корпуса, низкий саморазряд, большая плотность энергии на единицу массы.

LiFePO4

Литий-железо-фосфатный, или литий-феррофосфатный аккумулятор считается одним из наиболее перспективных и подходящих для установки на автомобиль. Катод включает железо и фосфаты и обладает следующими преимуществами:

  • большой эксплуатационный ресурс и медленная потеря емкости - даже спустя несколько лет работы его емкость больше, чем у Li-Ion аналогов;
  • стабильное напряжение на ячейки 3,2-3,3 В. При подключении всех четырех создает стандартное напряжение 12,8 В;
  • кобальт в подобных батареях не используется, соответственно, АКБ не наносит вреда окружающей среде;
  • пиковые точки более высокие, в отличие от аналогов;
  • небольшая скорость разряда;
  • термическая стабильность - не перегревается, не взрывается;
  • может работать в широком температурном диапазоне.

Конечно, у него есть и свои минусы - к примеру, его удельная плотность энергии меньше, чем у обычного литий-аккумулятора для автомобиля, на 14-15%. К тому же его эксплуатация требует обязательной установки плат защиты.

Преимущества литиевых АКБ

Для литий-ионных аккумуляторов для автомобиля характерны следующие достоинства:

  • небольшой вес, что снижает массу автомобиля;
  • сохранение заряда на протяжении длительного времени;
  • выдерживают большое количество циклов заряда и разряда.

Соотношение выхода безопасного тока к номинальной емкости у литий-ионных аккумуляторов значительно выше. Соответственно, на выполнение конкретного объема работы им требуется значительно меньше времени, чем кислотным батареям. Такие АКБ могут поглощать и сбрасывать большое количество тока. Впрочем, литий-ионные аккумуляторы для автомобиля не являются панацеей и обладают своими недостатками.

Минусы Li-Ion батарей

Литиевые АКБ сильно зависят от температуры окружающей среды: при понижении температуры падает их мощность. Внутри локальных ячеек нередко происходят сбои, из-за которых такие источники питания требовательны к качеству зарядки. Стоимость литий-ионных аккумуляторов для автомобиля значительно выше, чем цена стандартных батарей, ввиду чего литий-ионные АКБ являются неконкурентоспособными.

Генераторы, устанавливаемые на автомобили, не способны выработать достаточный переменный ток для заряда литиевого аккумулятора, поскольку не приспособлены для этого. Литиевые АКБ, эксплуатируемые в основном в теплом климате, оснащаются конвектором заряда, создающего переменный ток и преобразующего его для использования в литий-ионных аккумуляторах для автомобиля. Заряд уравновешивается благодаря специальной цепи, равномерно распределяясь между четырьмя основными ячейками. Масса такого источника значительно меньше свинцового, что является дополнительным преимуществом.

Особенности эксплуатации

Литиевые батареи заряжаются при минимальном напряжении 2,7 В и максимальном 4,2 В. Диапазон был значительно снижен производителями (до 3,3-4,1 В) с целью продления сроков эксплуатации. Заряд литиевых аккумуляторов, устанавливаемых на современных автомобилях, должен постоянно находиться в пределах 45% для сохранения максимального рабочего ресурса АКБ.

Учитывая, что литий обладает высокой активностью, разбор аккумуляторной батареи необходимо проводить только при наличии определенных навыков. Лицо и руки обязательно должны быть закрыты специальными защитными средствами. Конструкция подобных элементов питания подразумевает наличие элементов, способных нанести вред окружающей среде, ввиду чего подобные батареи необходимо утилизировать, а не выбрасывать.

Требуемые изменения

Установка литий-ионного аккумулятора для автомобиля обладает определенными преимуществами и недостатками. Основным достоинством такого типа АКБ является их небольшой вес, что позволяет снизить общую массу автомобиля, пусть и ненамного.

Вес аккумуляторной батареи играет немалую роль в том случае, если автомобиль будет использоваться для скоростной езды. Спорным моментом, отмечаемым в отзывах о литий-ионном аккумуляторе для автомобиля, является его высокая стоимость: цена на такие батареи в несколько раз выше, чем на стандартные АКБ. Замена свинцово-кислотного АКБ на литий-ионный потребует от автовладельца крупных вложений.

Резюме

Литий-ионные аккумуляторы для автомобилей не пользуются особой популярностью по разным причинам:

  • Стоимость. Классические свинцово-кислотные батареи аналогичной емкости стоят в два-четыре раза дешевле, чем литий-ионные.
  • Плохая переносимость отрицательных температур - заряжать их при 0 градусов и ниже не рекомендуется.
  • Плата защиты и балансировки. В зависимости от технологии изготовления литиевые батареи состоят из нескольких банок. При разнице напряжений на элементах одна из банок может выйти из строя либо воспламениться. Для равномерного прохождения заряда по каждой банке требуется установка специального балансира, чего не нужно при эксплуатации свинцового аккумулятора.
  • Противопоказана постоянная зарядка от генератора. Требуется установка специальных защитных плат.
  • При повреждении литий-ионных аккумуляторов для автомобиля или отказе системы защиты провоцируется постоянная зарядка, что может привести к воспламенению, которое практически невозможно потушить из-за того, что огонь поддерживается без доступа кислорода и с температурой более 3000 градусов. В плане безопасности самым лучшим считается LiFePo4 аккумулятор, который не взрывается и почти не поддерживает горение.

С учетом высокой стоимости и прочих особенностей литиевые аккумуляторы являются не самым лучшим вариантом батарей для автомобиля. Приобретать подобные АКБ стоит только в том случае, если для автовладельца важен вес транспортного средства.

Автомобильный генератор и LiFePO4 аккумулятор

Перед установкой литиевого аккумулятора, владельцы катеров и автомобилей часто спрашивают зачем ограничивать ток генератора во время зарядки аккумулятора. Ведь чем больше ток, тем быстрее заряжается аккумуляторная батарея. А это именно то, что требуется на транспортном средстве.

Ответить на этот вопрос поможет тест автомобильного генератора Бош с номинальной силой тока 90 А. Нагрузкой для генератора послужат проверочный стенд и LiFePO4 аккумулятор емкостью 100 Ач.

Зачем ограничивать ток

Литий-железо-фосфатные аккумуляторы можно заряжать быстро. Без ущерба для себя аккумуляторы этого типа потребляют ток равный емкости почти до самого окончания зарядки. Поэтому генератор способный давать 100 Ампер, зарядит аккумулятор емкостью 100 Ач всего один час.

Однако в генераторе, в отличии от зарядного устройства, нельзя выставить ограничение тока. Поэтому если 100 Ампер для него – это номинальное значение, то даже в прохладном помещении генератор быстро нагреется до 120-150 градусов. Под капотом же автомобиля или в двигательном отсеке катера температура достигает 100 градусов, тепло там отводится хуже, поэтому генератор разогреется еще сильнее

Генератор охлаждается воздухом, который прогоняет через него насаженная на ротор крыльчатка. Чем медленнее вращается ротор, тем слабее воздушный поток через корпус и тем хуже охлаждение. Генератор нагревается сильнее, если он вырабатывает максимальный ток на низких оборотах

Не все генераторы одинаковы. Марка также имеет значение. В равных условиях устройство признанного бренда и модель неизвестного производителя поведут себя по-разному. Первая без проблем проработает при высокой нагрузке, вторая не выдержат перегрев и выйдет из строя

DC-DC зарядные устройства ограничивают силу тока в цепи до 30 или 60 Ампер

  • Sterling Power BB1260

    Входное напряжение 11-20 Вольт

  • 12->12 Вольт &nbsp&nbsp&nbsp

    Номинальное входное и выходное напряжение 12 Вольт. Диапазон входного напряжения 11-20 Вольт

  • Максимальный ток 60 А &nbsp&nbsp&nbsp

    Есть режим 50% мощности

  • Быстрая зарядка постоянным током

  • Режимы для GEL(2), AGM(2), LiFePO4, кальциевых и жидко-кислотных аккумуляторов &nbsp&nbsp&nbsp

    9 режимов зарядки. Возможность создать собственный зарядный профиль

  • Вес 1,4 кг. Размеры 190 x 160 x 70

    Класс защиты IP21

  • Sterling Power BB1230

  • 12->12 Вольт

  • Максимальный ток 30 А

  • Быстрая зарядка постоянным током &nbsp&nbsp&nbsp

    Четырехступенчатый зарядный профиль. Постоянный ток, постоянное напряжение, кондиционирование и поддерживающая зарядка

  • Режимы для GEL, AGM, LiFePO4 и жидко-кислотных аккумуляторов

  • Вес 1,2 кг. Размеры 190 x 160 x 50

  • Sterling Power BBW1212

  • 12->12 Вольт &nbsp&nbsp&nbsp

    Номинальное входное напряжение 12 Вольт. Выходное - 12 Вольт

  • Максимальный ток 28 А &nbsp&nbsp&nbsp

    Максимальный входной ток. Может снижаться при нагреве устройства

  • Водонепроницаемое DC-DC зарядное устройство

  • Заряжает аккумуляторы во время движения от двигателя

  • Вес 4 кг. Размеры 230 х 130 х 50

Таким образом на состояние генератора во время работы влияет несколько различных факторов – отношение номинального и потребляемого тока, обороты двигателя и марка устройства. Учесть все в реальных условиях сложно, поэтому не нужно рассчитывать на то, что 3-4 часа непрерывной работы генератора на полной мощности не причинят ему никакого вреда. Совсем не обязательно сгорит обмотка статора. Могут выйти из строя диоды выпрямителя или расплавится пайка, соединяющая диоды с обмотками. Чтобы этого не произошло необходимо ограничить нагрузку генератора. Проще всего это сделать с помощью DC-DC зарядного устройства. При токе 70-80% от номинального значения генератор без проблем проработает в течении целого дня.

Проверка генератора

Первый тест проверяет изменение температуры генератора при максимальной нагрузке. Через три минуты после начала работы генератор дает ток 99,6 Ампер. Температура обмоток 150 градусов, но внешняя поверхность корпуса нагрелась гораздо меньше.

На пятой минуте работы температура внутри корпуса генератора поднялась до 165 градусов, а ток снизился до 97 Ампер. Снаружи корпуса температура 97 градусов

При снижении оборотов двигателя тепло исходящее от генератора увеличивается, ток постепенно падает и опускается до 92 Ампер. На низких оборотах крыльчатка на валу генератора вращается не так быстро, тепло отводится хуже и генератор постепенно перегревается. За короткий промежуток времени температура внутри корпуса вырастает со 160 до 184 градусов.

Литий-железо-фосфатный аккумулятор подключен к тестовой установке, заряжен примерно на 70%, и потребляет 12 Ампер. Остальная электрическая мощность, вырабатываемая генератором, рассеивается на нагрузке.

После отключения нагрузки литиевый аккумулятор остается единственным потребителем генератора. Однако ничего не меняется.  Генератор по-прежнему работает на полной мощности вырабатывает 91 ампер и весь ток потребляет LiFePO4 аккумулятор. Теперь становится понятно, почему во время зарядки литий-железо-фосфатного аккумулятора генератор может сгореть.

На максимальной мощности генератор работает благодаря одному заряженному на 70% литий-железо-фосфатному аккумулятору емкостью 100 Ач. Если бы аккумулятор был полностью разряжен, то генератору пришлось бы работать один час, а на зарядку батареи, состоящей из 4 параллельно соединенных аккумуляторов, ушло бы четыре часа. Но ни один генератор не выдержит четыре часа непрерывной работы в горячем двигательном отсеке на полной мощности. Он выйдет из строя

Температура внутри корпуса генератора достигла 199 градусов и продолжает расти несмотря на то, что в комнате, где проводятся испытания всего 18 градусов. Чтобы представить как нагреется генератор под капотом автомобиля или в двигательном отсеке катера к наблюдаемой сейчас температуре нужно прибавить 100 градусов

Если генератор работает на низких оборотах, то время зарядки LiFePO4 аккумулятора его температура вырастает до 200 градусов. Под капотом автомобиля или в двигательном отсеке катера она может достичь 300 градусов

Напряжение аккумулятора выросло и поскольку регулятор генератора установлен на 14 вольт, ток постепенно снижается до 77 Ампер. Если бы целевое напряжение регулятора было 14,4 В генератор отдавал бы 100 А до полной зарядки аккумулятора.

Ток снижается после того как заряженность аккумулятора достигает 72%. Если бы емкость аккумуляторной батареи была 200 Ач, то и в этом состоянии она продолжала бы потреблять 90 А

 

Результаты испытаний

Тест подтвердил несколько важных закономерностей:

  • Литиевая батарея заставляет генератор долго работать на полной мощности
  • Работающий на полной мощности генератор при низких оборотах двигателя быстро перегревается
  • Если воздух в двигательном отсеке нагрет до 100 градусов, то температура генератора приблизится к 300 градусам. Свинец плавится при 200, а олово при 350 градусах, поэтому в этих условиях генератор может быстро выйти из строя
  • Проверке подвергался генератор Бош. Устройства менее известных марок могут не пройти подобные испытания, и тем более не выдержат регулярную работу под высокой нагрузкой

Ток зарядки литий-железо-фосфатного аккумулятора необходимо контролировать. Это предохранит генератор от повреждения и позволит ему успешно работать с аккумуляторными батареями любой емкости

Вред литиевых аккумуляторов: влияние на окружающую среду

Время прочтения: 5 мин

Дата публикации: 18-02-2022

Литиевые аккумуляторные батареи - это самый востребованный автономный источник питания на данный момент. В то время, как свинцово-кислотные АКБ главным образом используются в качестве автомобильных, литиевые заняли все остальные ниши. Фонарик, смартфон, ноутбук, современные системы резервного электропитания и даже электрокары - практически все использует в качестве источника энергии литиевые аккумуляторные батареи.

Когда речь идет об электромобилях, то их называют экологичными, ведь они не выбрасывают вредные газы в процессе работы. На самом деле все не так идеально, как хотелось бы. Вред от производства литиевых аккумуляторов для одного электрокара, в соответствии некоторым исследованиям, сопоставим с тем, что выбрасывает в атмосферу обычный автомобиль на двигателе внутреннего сгорания в течение нескольких лет. Не в последнюю очередь это связано с тем, насколько много элементов питания используется в автомобиле.

Так ли силен вред литиевых аккумуляторов для окружающей среды и стоит ли человеку что-то с этим делать? Попробуем кратко рассмотреть данный вопрос.

Как аккумуляторы влияют на окружающую среду

Вред АКБ для экологии удобно рассматривать на примере электромобиля по нескольким причинам. Во-первых, в электрокаре используется огромное количество аккумуляторов. Куда показательнее влияние тысяч батарей, установленных в одном автомобиле, чем какой-нибудь отдельный аккумулятор в смартфоне. Во-вторых, пользу или вред "зеленых" технологий удобно рассматривать на фоне традиционных автомобилей. В-третьих, в электромобилях чаще всего используются наиболее распространенные модели литиевых аккумуляторов. К примеру, силовой блок Tesla model S состоит из более чем 7000 обычных аккумуляторов типоразмера 18650, а именно - Panasonic Li-ion NCR18650B.

 

Попробуем рассмотреть прямое и косвенное влияние литиевых АКБ на экологию и человека на примере автомобильной отрасли и докажем, что не все так однозначно. По крайней мере, при текущем уровне развития технологий.

Первым стоит рассмотреть вред от производства аккумуляторов. В первую очередь производство вредно для работников завода, где АКБ производится. В составе литиевых аккумуляторных батарей используется не один токсичный материал. Это, к примеру, кобальт, никель, бористый литий. Производство литий-ионных аккумуляторов является наиболее опасным, чем производство аккумуляторов других типов.

Далее начинается процесс эксплуатации аккумулятора. В процессе езды электромобиль не выделяет вредных газов, в отличие от ДВС, однако эти газы выделяет электростанция для производства электроэнергии. Так как наибольшая доля вырабатываемой энергии приходится на электростанции, сжигающие топливо (уголь, газ), то вред экологии можно назвать ощутимым. Тем не менее, даже при таком раскладе электромобиль будет по меньшей мере вдвое экологичнее. Это не в последнюю очередь связано с низким КПД двигателей внутреннего сгорания, который даже не достигает и 50%. Хотя, и у электрокаров КПД не идеальный, плюс аккумулятор подвержен саморазряду даже при отсутсвии нагрузки. Это как бензобак, который немного протекает. Энергетическая отрасль претерпевает серьезное развитие и все больший процент энергии вырабатывается за счет возобновляемых источников (солнце, ветер и вода). Вместе с этим, соответственно, снижается косвенный вред от эксплуатации аккумуляторов.

Наверное, наибольшей проблемой является конец жизненного цикла аккумулятора. Как уже упоминалось ранее, при производстве литиевых аккумуляторных батарей используются токсичные вещества, которые нельзя зарывать в землю. Токсичные элементы негативно влияют на почву и ее обновление, а также попадают в грунтовые воды.

Стоит также заметить, что аккумуляторы опасны не только для экологии, но и для человека. Существует множество случаев самовозгорания аккумуляторов, которые могут привести к пожару. Чаще всего воспламенение связано с резким повышением температуры из-за замыкания электродов. К сожалению, далеко не всегда замыкание происходит из-за физического воздействия на аккумулятор. Причиной тому может стать техническая недоработка (многим известен случай массового возгорания смартфонов Samsung Galaxy Note 7) или сложные внутренние процессы в ходе старения.

Что мы можем сделать

Только из-за одних лишь электромобилей производство литиевых аккумуляторов растет огромными темпами. Является ли это проблемой и может ли человек что-то с этим делать? Каждый может внести небольшой вклад, отдавая батареи на утилизацию. Даже если речь идет об обычных аккумуляторах. Это поможет снизить процент вредных веществ, попадающих в почву.

Если мыслить более глобально, что нужно двигаться в двух направлениях: развивать технологию утилизации, а также технологию производства. Благодаря совершенствованию технологий утилизации, возможно, получится добиться почти нулевого выброса вредных веществ в почву.

Самым глобальным способом снижения вреда экологии является изобретение новых технологий сохранения энергии, которые будут и эффективнее, и менее токсичны. Работы в этом направлении ведутся активнейшие. Изобретение нового вида аккумулятора может перевернуть не только автомобильную отрасль, но и сферу мобильной электроники.

Какой можно подвести итог? Литиевые аккумуляторные батареи, безусловно, в одних сферах деятельности незаменимы, а в других - хороший и относительно экологичный аналог традиционных технологий. К сожалению, развитие отрасли производства аккумуляторов идет куда медленнее, чем другие сферы деятельности. Остается надеяться, что бум электромобилей станет поводом для открытия новых более экологичных и эффективных способов хранения энергии.

Автомобильные аккумуляторы — обзор — журнал За рулем

Какие бывают АКБ, что означают аббревиатуры, которыми помечены батареи, есть ли достойная альтернатива привычному аккумулятору, на чем ездит Tesla... — ответы на эти и другие вопросы дает эксперт «За рулем».

Самые массовые автомобили по-прежнему оснащают свинцовокислотными батареями с жидким электролитом. Машины с системами «старт-стоп» имеют более дорогие батареи EFB или AGМ. В гибридах для пуска двигателя также применяют AGM-батареи. И только экзотические электромобили обходятся без «свинца», предпочитая литий-ионные источники электричества. Пробуем разобраться в перспективах источников питания для автомобилей.

Можно ли использовать никель-­металлгидридные (Ni-MH) батареи в качестве стартерных?

Батареи Ni-MH — разновидность щелочных батарей. Из-за высокого внутреннего сопротивления применять их в качестве стартерных нецелесообразно. Кроме того, по причине более низкого напряжения каждого аккумулятора батарею придется составлять не из шести аккумуляторов по 2 В, а уже из десяти. А требования к их правильному использованию (например, обязательность полного разряда перед зарядом) привели к вытеснению Ni-MH из большинства портативных устройств.

Самые реальные претенденты на место «обычных» свинцовых батарей — это AGM типа VRLA (например, Optima) или типа TPPL (например, Odyssey). Основной сдерживающий фактор ­высокая цена.

Самые реальные претенденты на место «обычных» свинцовых батарей — это AGM типа VRLA (например, Optima) или типа TPPL (например, Odyssey). Основной сдерживающий фактор ­высокая цена.

Если литиевые батареи подешевеют, можно ли будет использовать их вместо стартерных?

Разговоры о том, что стоимость лити­евых батарей падает, относятся разве что к батарейкам для компактных гаджетов. Силовые аккумуляторы, приведенные в таблице, подешевеют не скоро. Литиевые стартерные батареи иногда используют в спортивных машинах и мотоциклах. Их единственное реальное преимущество — снижение массы более чем вдвое по сравнению с обычным «свинцом». Это важно, когда идет битва за доли секунды.

Литиевые батареи требуют более трудоемкого обслуживания и внимательного отношения при эксплуатации, в то время как создатели современных автомобилей, наоборот, стремятся избавить водителя от лишней головной боли. Если же ставить такую батарею по всем правилам, то есть с системой контроля и регулирования параметров, то она обойдется втрое дороже самой дорогой батареи AGМ, которую, кстати, не нужно обслуживать. Вдобавок литиевые батареи плохо работают при отрицательных температурах.

Решена ли проблема с утилизацией литиевых аккумуляторов?

Нет, не решена — ни в России, ни за рубежом. Например, в Европе вводят дополнительные налоги на утилизацию, но технология до конца не отработана. Бывшие в употреблении литиевые батареи некоторых типов используют повторно, что сокращает вред, наносимый окружающей среде. Но в целом разборка и переработка литиевых батарей (равно как и щелочных) коммерчески неинтересны. В зависимости от культуры сбора отходы либо захоранивают по определенным правилам, либо просто отправляют на свалку. Кстати, свинцовые батареи перерабатываются на 99%.

Электромобили пойдут своим путем и в массовый сегмент придут не скоро. А основную работу на автомобилях ­с ДВС по-прежнему будут выполнять свинцовокислотные АКБ.

Электромобили пойдут своим путем и в массовый сегмент придут не скоро. А основную работу на автомобилях ­с ДВС по-прежнему будут выполнять свинцовокислотные АКБ.

Почему прорекламированные несколько лет назад батареи EFB фактически сошли со сцены?

Батареи EFB были разработаны как дешевая альтернатива AGM для машин с системой «старт-стоп». Но характеристики AGM оказались значительно лучше, поэтому покупать батареи EFB оказалось невыгодно. В дополнительном слое сепаратора EFB есть минимальные конструктивные отличия от обычных батарей с жидким электролитом, что в эксплуатации дает бóльшую стойкость к глубоким разрядам. В обычном автомобиле средняя глубина разряда батареи — 15%, а в автомобиле с постоянно работающей системой «старт-стоп» — до 40%. Дополнительная пленка на поверхности положительных пластин препятствует оплыванию активной массы с решеток. Таким образом, у обычной стартерной батареи срок службы сокращается, а у EFB остается на прежнем уровне.

Есть ли прорыв в применении суперконденсаторов в качестве источников питания?

Были попытки использовать суперконденсаторы как параллельный источник для пуска двигателя. Их достоинство — большой пус­ковой ток. Но кратковременный. Поэто­му ­заменить аккумуляторы они не могут.

Чем принципиально отличается батарея Optima от остальных AGM — только лишь спиральной конструкцией?

Optima отличается не только спиральными пластинами. Главное — это решетки пластин из чистого (99,9%) свинца, в то время как у всех стартерных AGM-батарей решетки сделаны из свинцово­кальциевых сплавов с легирующими добавками. Кальций нужен для придания решеткам прочности. Отсутствие примесей означает улучшение разрядных и зарядных характеристик. Сегодня на рынке всего две такие батареи — Optima и Odyssey. При сравнимых габаритах появившаяся раньше Optima содержит меньше свинца, а потому обладает несколько худшими характеристиками (например, внутренним сопротивлением около 2,0–2,5 мОм) по сравнению с батареей Odyssey. Спиральные конструкции постепенно уходят с мирового рынка вследствие неокупаемости.

На чем ездит Tesla? Говорят, в ней понапиханы чуть ли не аккумуляторы от мобильников…

Нет, не от мобильников. Использованы аккумуляторы массового типоразмера Panasonic 18650 — их 7104 штуки. Если бы применялся специально разработанный аккумулятор, Tesla по цене оказалась бы соизмерима с космическим кораблем. При этом не следует путать тяговую высоковольтную батарею и «стартерную» 12‑вольтовую, которая у Теслы тоже есть, - она свинцовая, емкостью 45 А·ч.

НАШ СЛОВАРИК
  • AGM — absorbent glass mat, то есть абсорбирующее стекловолокно. Речь о сепараторе в герметизированных свинцовых аккумуляторах, который позволяет рекомбинировать газы при заряде и удерживает активную массу от выпадения при интенсивной эксплуатации. AGM-сепаратор заменяет полиэтиленовый сепаратор-конверт, применяемый в обычных стартерных батареях с жидким электролитом.

    Материалы по теме

  • VRLA — valve regulated lead acid, то есть клапанно-регулируемые свинцовокислотные конструкции с сепараторами AGM. Этот термин указан в актуальном ГОСТ Р 53165–2008, по которому производят все свинцовые аккумуляторные батареи в России. Для снижения испарения воды из электролита и предотвращения газовыделения при эксплуатации в VRLA- конструкциях стартерных батарей используют сепаратор AGM из стекловолокна, который связывает жидкий электролит в своих микроволокнах и позволяет осуществлять цикл рекомбинации газов. Если бы такие батареи производились в России, то наименование по ГОСТ было бы 6СТ‑55VRLA. Сегодня батареи с жидким электролитом называются 6СТ‑55L или 6СТ‑55VL (у них разная степень расхода воды в зависимости от сплава, использованного в решетке пластин, - гибридного или кальциевого).
  • TPPL (thin plate pure lead) — еще одна модификация AGM-батарей, решетки которой состоят из чистого свинца без примеси кальция.
  • EFB (enhanced flooded battery) — улучшенная батарея с жидким электролитом.
  • Ni-MH (nickel metal hydrid battery) — никель-металлгидридный аккумулятор, в котором анодом является водородный металлгидридный электрод, электролитом — гидроксид калия, а катодом — оксид никеля.
  • LTO (lithium titanium oxide) — литий-титанатная разновидность литий-ионных аккумуляторов, у которых электрод, соединяемый с положительным источником питания (анодом), сделан из титаната лития Li₄Ti₅O₁₂.
  • LFP (lithium ferrum phosphate) — литий-­железофосфатный аккумулятор; литий­-ионный аккумулятор, в котором катод сделан из LiFePO₄.
7 важных вопросов (и ответов) про аккумуляторы

Какие бывают АКБ, что означают аббревиатуры, которыми помечены батареи, есть ли достойная альтернатива привычному аккумулятору, на чем ездит Tesla... — ответы на эти и другие вопросы дает эксперт «За рулем».

7 важных вопросов (и ответов) про аккумуляторы

Редакция благодарит эксперта Национальной ассоциации производителей источников тока Дмитрия Тищенко за помощь в подготовке материала.

Аккумуляторы для электромобилей - типы, тенденции и инновации

Рынок аккумуляторов для электромобилей постоянно меняется. Благодаря систематическому совершенствованию аккумуляторов доля рынка электромобилей, вероятно, значительно возрастет в ближайшие годы. Проверьте, какие типы аккумуляторов используются в настоящее время, узнайте, какие тенденции в настоящее время преобладают в индустрии электромобилей и какие изменения мы можем ожидать в ближайшее десятилетие.

Типы аккумуляторов для электромобилей

Одним из важнейших элементов конструкции электромобиля является батарея, состоящая из соединенных между собой ячеек – именно здесь хранится энергия, которая заставляет транспортное средство двигаться. Аккумуляторы различаются в основном продолжительностью своего жизненного цикла, химическим составом и массой. В настоящее время наиболее популярными являются литий-ионные аккумуляторы , благодаря которым запас хода автомобиля на одном заряде может достигать даже нескольких сотен километров.Этот тип техники используется не только в транспортной отрасли, но и в различных типах электронных устройств — смартфонах или ноутбуках. В настоящее время на рынке существует 4 типа литий-ионных аккумуляторов.

Литий-ионные аккумуляторы для электромобилей

Среди вышеперечисленных типов наиболее популярными среди производителей электромобилей являются литий-никель-кобальт-марганцевые аккумуляторы . Согласно отчету Frost & Sullivan о наиболее важных тенденциях на рынке аккумуляторов для электромобилей, эти типы аккумуляторов имеют ряд преимуществ.К наиболее важным из них относятся высокая производительность, безопасность и небольшой размер.

Зарядка электромобиля – типы зарядных станций

Зарядные станции для электромобилей можно разделить на так называемые медленные станции (мощностью менее 11 кВт), среднебыстрые (мощностью 11-22 кВт) и быстрые (мощностью более 50 кВт). По данным МЭА, частных зарядных станций расположены на м.в в домах или офисных зданиях, в 2017 году они составляли наибольшую часть инфраструктуры для зарядки электромобилей — тогда их было около 3 миллионов по всему миру. Напротив, зарядные станции, предназначенные для общественного пользования, в то время были немного менее популярны. Их число составляло около 430 тысяч. (около 25% из них — устройства для быстрой зарядки). По прогнозам МЭА, к 2030 году численное преимущество частных зарядных станций, вероятно, значительно возрастет.

На сколько хватает аккумулятора электромобиля?

Время зарядки аккумулятора зависит от конкретной модели автомобиля, емкости аккумулятора и способа восполнения энергии.Важно отметить, что некоторые модели имеют определенные ограничения по способу зарядки – перед первой зарядкой автомобиля ознакомьтесь с информацией, предоставленной производителем. В противном случае аккумулятор может выйти из строя, что повлечет за собой дополнительные расходы для нас.

Аккумулятор для электромобиля можно заряжать несколькими способами:

  • с использованием зарядного устройства, расположенного на общественной зарядной станции,
  • с помощью домашней зарядной станции,
  • с помощью бытовой розетки.

Хотя автомобиль можно заряжать от стандартной розетки в гараже, гораздо безопаснее и эффективнее использовать зарядную станцию. Станции имеют гораздо большую мощность, чем , благодаря чему транспортное средство будет заряжаться за гораздо более короткое время. Например, на зарядку среднестатистического автомобиля от бытовой розетки 230 В уходит до 8-15 часов. Бесплатные зарядные станции мощностью чуть более 3 кВт позволяют нам полностью зарядить автомобиль за ок.6 часов и более. Используя умеренно быструю зарядную станцию, вы можете сократить это время даже до 3-4 часов. С другой стороны, станции быстрой зарядки позволяют заряжать аккумулятор до 30 минут!

На время зарядки аккумулятора также влияет мощность, которую могут потреблять зарядные устройства внутри транспортных средств. В зависимости от автомобиля эти значения могут варьироваться от 3,6 кВт (очень медленно) до более 40 кВт (очень быстро) в час.

Какие факторы влияют на срок службы ионно-литиевых аккумуляторов?

Неправильное использование транспортного средства (неэффективная техника вождения или способ зарядки автомобиля) и внешние факторы могут негативно сказаться на сроке службы батареи .Одним из факторов, который может повредить ему больше всего, является температура - слишком низкая может снизить производительность, а также запас хода автомобиля. С другой стороны, слишком высокая температура несет в себе риск повреждения аккумулятора — подобная ситуация иногда может быть вызвана использованием неподходящего зарядного устройства. Аккумулятор может перегреться, например, когда автомобиль слишком долго подключен к зарядной станции или автомобиль находится в месте со слишком высокой температурой.

Также стоит отметить, что литий-ионные аккумуляторы не разряжают их до 0%, а полностью не заряжают. Емкость аккумулятора может постепенно уменьшаться при каждой полной зарядке и разрядке аккумулятора, что также приводит к сокращению пробега автомобиля на одном заряде. Поддержание энергии на уровне 50-80% емкости аккумулятора - оптимальные условия для данного типа аккумуляторов.

Используемые сегодня решения постоянно совершенствуются - текущие имеют еще много ограничений, которые затрудняют им конкуренцию с автомобилями внутреннего сгорания.Еще есть попытки сделать зарядку аккумуляторов быстрее, да и сами аккумуляторы стали намного эффективнее, легче, меньше и долговечнее . Создание надежного продукта со всеми этими функциями — настоящий вызов для людей, занимающихся разработкой электромобилей. Однако, по мнению экспертов, в ближайшее десятилетие нас ждет настоящая революция на рынке электромобилей. Апробация новых сочетаний элементов в аккумуляторах (и прежде всего аккумуляторов с твердым электролитом) может привести к нахождению решения, которое сделает электромобили равными по производительности современным автомобилям внутреннего сгорания, а их зарядка станет более комфортной.

Тенденции на рынке аккумуляторов для электромобилей

Согласно данным отчета Frost & Sullivan, на аккумуляторы приходится 50% стоимости электромобиля, — ожидается, что в ближайшие годы это изменится. Высокие затраты, связанные с производством аккумуляторов, способствуют росту цен на автомобили, и, таким образом, этот вид инвестиций становится гораздо менее доступным для многих из нас. Frost & Sullivan объявляет, что высокие цены на электромобили скоро уйдут в прошлое.Прогнозируется, что к 2020 году себестоимость производства аккумуляторов снизится более чем на 40% (со 170 долларов США/кВтч в 2018 году до 100 долларов США/кВтч в 2020 году) и уменьшится относительно большая диспропорция между ценами на электромобили и автомобили с ДВС. .

Оптимизация стоимости производства аккумуляторов сделает электромобили дешевле, и больше водителей, чем раньше, смогут позволить себе этот тип транспортных средств. Кроме того, аккумуляторы следующего поколения должны быть намного эффективнее — их емкость может превысить 60 кВтч.

Инновационные твердоэлектролитные батареи

Вышеупомянутые аккумуляторы с твердым электролитом могут произвести настоящую революцию в секторе электромобилей. Вот их самые большие преимущества:

  • больше безопасности,
  • улучшение производительности за счет большей емкости аккумулятора,
  • Увеличение плотности энергии в 2,5 раза,
  • снижение производственных затрат,
  • снижение стоимости кВтч.

Аккумуляторы с твердым электролитом должны быть не только безопаснее , чем литий-ионные аккумуляторы, используемые до сих пор, но и более эффективны и генерировать более низкие производственные затраты.Аккумуляторы с твердым электролитом увеличат пробег автомобиля на одном заряде - в некоторых случаях он может увеличиться до 800 км! Они уже работают над этим решением, в том числе такие концерны, как BMW и Toyota. Toyota заявляет о запуске продукта к 2023-2025 гг.

В настоящее время большой интерес вызывают элементы для аккумуляторов, произведенные по технологии NCM 811 . Для них характерно низкое содержание кобальта (10%) и марганца (10%) в пользу более высокой доли никеля (80%) - уменьшение количества слишком дорогого и труднодоступного кобальта также означает снижение затрат на кВтч .Большим преимуществом ячеек NCM 811 также является увеличение емкости батареи на без увеличения ее размера на . Это означает, что даже с компактными моделями автомобилей вы можете получить полностью удовлетворительный запас хода без подзарядки.

Эти элементы все еще находятся на стадии тестирования, но все указывает на то, что нам не придется слишком долго ждать их выхода на рынок. NCM 811 может задать новое направление для развития индустрии электромобилей и сделать электромобили больше не предметом роскоши, а чрезвычайно доступной альтернативой автомобилям с двигателем внутреннего сгорания.

Ищете зарядное устройство для электромобиля? Ознакомьтесь с предложением AmperGo по зарядным устройствам, зарядным устройствам и зарядным станциям для электромобилей:

Включите JavaScript, чтобы просматривать комментарии с помощью Disqus. .

Автомобильные литий-ионные аккумуляторы — производительность и защита

Производители электромобилей чаще всего выбирают литий-ионные (Li-Ion) аккумуляторы, поскольку они позволяют проехать больше километров по сравнению с другими технологиями. Хотя в этом случае эффект памяти отсутствует, а срок службы автомобильных ЛИТИЙ-ИОННЫХ аккумуляторов велик, их следует эксплуатировать в правильных условиях.

Что такое ионно-литиевые аккумуляторы и как их защитить?

Литий-ионные аккумуляторы

впервые были использованы для питания камер в начале 1990-х годов.и с тех пор они начали быстро распространяться. Их существенным преимуществом перед гидридными или никель-кадмиевыми батареями является более высокая плотность энергии. Это означает, что они способны хранить больше его на килограмм клетки. Более того, эта технология еще имеет значительный потенциал развития — предполагается, что через десятилетие этот тип аккумуляторов сможет хранить в два-три раза больше энергии, до 300-350 Втч/кг.

При этом их производство относительно дешевое.Литий-ионные аккумуляторы очень прочны и долговечны, однако неблагоприятные условия эксплуатации или хранения могут сократить срок их службы или даже привести к выходу из строя. Они особенно чувствительны к экстремальным температурам, от которых их защищают, например, современные системы охлаждения транспортных средств и компоненты, изготовленные из инновационной изоляционной пены из вспененного полипропилена (EPP).

См. также: Ноу-хау в области разработки пластмасс и литья под давлением – более 30 лет опыта Knauf Industries Automotive

Как работают литий-ионные батареи? КОНСТРУКЦИЯ И БЕЗОПАСНОСТЬ LI-Ion аккумулятора в электромобиле

Компоненты ЭПП в конструкции аккумулятора электромобиля

Литий-ионные элементы, используемые в аккумуляторах электромобилей, имеют два электрода - положительный и отрицательный.Их разделяет электролит в виде жидкости, геля или твердого вещества, функция которого заключается в переносе зарядов между ними. Имеющиеся в продаже литий-ионные аккумуляторы могут отличаться по химическому составу и конструкции, но во всех случаях носителем заряда является литий. Их производители до сих пор работают над повышением плотности энергии, расширением диапазона рабочих температур, сокращением времени зарядки и, прежде всего, над безопасностью использования.

Идея состоит в том, чтобы предотвратить чрезмерное повышение температуры электролита, чему препятствуют специальные добавки, активные системы охлаждения в автомобиле или инновационные изоляторы, используемые в конструкции аккумулятора.Чтобы предотвратить эту потенциальную опасность, вместо больших аккумуляторов в электромобилях устанавливают наборы до нескольких тысяч маленьких литий-ионных элементов, которые изолированы от других компонентов. Таким образом, даже если один из них выйдет из строя, между отдельными элементами не будет дальнейшего выделения тепла или электрического короткого замыкания. Комплекты также устанавливаются в автомобили таким образом, чтобы они как можно меньше подвергались повреждениям.

Подробнее: Типы аккумуляторов для электромобилей — какой лучше?

КАК ПОВЫСИТЬ ДОЛГОВЕЧНОСТЬ ЛИТИЙ-ИОННЫХ АККУМУЛЯТОРОВ В ЭЛЕКТРОМОБИЛЬ?

Специальные транспортировочные контейнеры для автомобильных аккумуляторов и чувствительной электроники также изготавливаются из материала EPP

Срок службы аккумуляторов в электромобилях обычно оценивается в 10 лет эксплуатации, что дает около 2500-3500 циклов зарядки.В зависимости от используемых технологий и способа использования это время может быть еще больше. Во-первых, не позволяйте батарее полностью разрядиться. Автомобиль потребляет энергию не только во время движения, но и в состоянии покоя. Перерыв в использовании в течение многих месяцев может даже повредить батарею. Поэтому, чтобы избежать затрат на замену аккумуляторов в электромобиле, их следует время от времени подзаряжать, даже когда вы не пользуетесь автомобилем.

С другой стороны, литий-ионный аккумулятор не должен быть заряжен на 100%. Рекомендуемый уровень заряда батареи составляет 20-80%. Наилучшее состояние аккумулятора — зарядка малой мощностью. Использование мощной станции быстрой зарядки электромобиля сократит срок службы батареи.

Еще одним немаловажным фактором является температура – ​​как жара, так и холод негативно сказываются на состоянии литий-ионного аккумулятора. Допустимый диапазон температур их эксплуатации составляет от 0 до 45°С, причем последнее значение желательно не превышать 30°С.Вот почему изоляционные материалы, используемые в его конструкции, так важны для состояния батареи. Среди очень перспективных стоит выделить вспененный полипропилен ЭПП, который уже сегодня используется как в качестве сырья для производства защитной упаковки для аккумуляторов, так и изоляционных компонентов в аккумуляторных комплектах.

Вспененный полипропилен - инновационная изоляция аккумуляторов

Литий-ионные аккумуляторы, применяемые в автомобилях, чувствительны как к тепловым, так и к механическим факторам, поэтому их необходимо хранить, транспортировать и эксплуатировать в условиях, обеспечивающих максимально длительный срок их службы.Материалом, который оказался особенно эффективным во всех этих областях, является вспененный полипропилен (EPP). Он прекрасно подходит для производства упаковки для транспортировки аккумуляторов, так как обладает прекрасными теплоизоляционными свойствами и эффективно защищает содержимое от механических повреждений.

Упаковка Komebac®, адаптированная к требованиям автомобильной промышленности, может быть адаптирована к форме и размерам литий-ионных аккумуляторов во всех отношениях и иметь специальные защитные вставки.Таким образом, аккумуляторы на 100 % защищены не только от проникновения экстремальных температур при транспортировке, но и от влаги и ударов. Материал отлично амортизирует удары, не ломается и не деформируется. Все это означало, что теперь он также используется в производстве аккумуляторов, как сырье для производства комплектов автомобильных аккумуляторов. В настоящее время он используется для производства сепараторов аккумуляторных батарей, специальной изоляции и монтажных шин. Пена EPP также является отличным электрическим изолятором, благодаря чему она эффективно предотвращает неконтролируемое протекание тока между элементами и выход из строя батареи.

Хотите больше специальных знаний?

.

Аккумуляторы для автомобилей так же опасны, как сжигание бензина

Популяризация электромобилей обязательно очистит большие города от выхлопных газов, а также снизит выброс углекислого газа и других вредных газов, вызывающих многочисленные заболевания, в том числе рак и аллергию. По мнению шведских ученых, электрические и гибридные автомобили так же вредны для окружающей среды, как и автомобили с двигателем внутреннего сгорания. Речь идет о ресурсах, которые необходимы для производства батареи. Этот процесс выбрасывает в атмосферу много тонн углекислого газа, прежде чем аккумуляторы покинут завод.

По запросу двух государственных органов Швеции: энергетики и транспорта отчет был подготовлен местным институтом, занимающимся вопросами окружающей среды (Swedish Environment Institute).В частности, изучалось влияние литий-ионных аккумуляторов на климат не только в течение их срока службы, но и на протяжении всего их жизненного цикла.

В отчете показано, что производство литий-ионных аккумуляторов связано с высокими выбросами углекислого газа - каждый киловатт-час емкости аккумуляторов дает около 150-200 килограммов этого газа.

Хотя в этом отчете не анализируются подробные процессы производства аккумуляторов, используемые в конкретных моделях, можно провести расчеты.Например, такие автомобили, как Nissan Leaf и Tesla Model S, имеют батареи емкостью 30 кВтч и 100 кВтч соответственно, а это значит, что при покупке этого автомобиля мы уже имеем выбросы 5,3 т или 17,5 т углекислого газа в атмосферу. атмосфера. Как вы к этому относитесь? Например, при перелете из Варшавы в Нью-Йорк мы ответственны за выброс около 500 кг углекислого газа. Другой пример: путешествуя на автомобиле с бензиновым двигателем мощностью 120 л.с. из Варшавы в Гданьск (по автомагистралям А2 и А1), мы выбрасываем в атмосферу около 70 кг углекислого газа.

А где выбросы углекислого газа в процессе производства аккумуляторов? Согласно шведскому отчету, половина производимого сырья необходима для производства аккумуляторов на заводе.Эти расчеты предполагают, что около половины электроэнергии, используемой на заводе, поступает из ископаемого топлива. В некоторых странах, включая Швецию, большая часть электроэнергии поступает из возобновляемых источников, включая гидроэлектростанции и атомные электростанции. Тогда процесс производства батарей оказался бы менее вредным для окружающей среды.

Ученых, ответственных за подготовку отчета, удивляет тот факт, что выброс углекислого газа в процессе производства увеличивается почти линейно с увеличением его мощности.Отсюда вывод: не стоит покупать слишком большие машины со слишком большими батареями. Таким образом, снижается их вредность для окружающей среды.

И напоследок еще одно любопытство.Шведские ученые также подсчитали, сколько времени потребуется, чтобы вождение среднего автомобиля с двигателем внутреннего сгорания выбрасывало столько же углекислого газа, сколько попадает в атмосферу при производстве аккумуляторов. В случае с Nissan Leaf он составляет 2,7 года, а с Tesla — 8,2 года.

Авторы доклада обращают внимание еще на одну проблему: что делать с использованными батарейками.Хотя из них уже можно строить домашние электростанции, это нишевое применение. Важнее будет добыча кобальта, никеля, меди — но в больших масштабах этим никто не занимается, а такие понадобятся, когда электромобили наберут популярность.

Конечно, это сообщение уже вызвало споры.Хотя бы потому, что он недостаточно учитывает экологические издержки производства бензина и дизтоплива, которые тоже не малы. Кроме того, при расчете выбросов углекислого газа при вождении автомобиля внутреннего сгорания учитываются тестовые значения — как недавно выяснилось, зачастую не соответствующие действительности. Некоторые подчеркивают, что он также учитывает выбросы CO 2 , сопровождающие производство автомобиля внутреннего сгорания, но это неправильный вывод, поскольку выбросы, связанные с производством электромобиля, кроме аккумуляторов, также не учитываются. в учетную запись.

.

Какие аккумуляторы будут в автомобилях будущего?

Мы наблюдаем стабильное увеличение средней плотности энергии в батареях на 4-5% в год, что связано с применением новых технологий и химических соединений. Современные аккумуляторы используют редкоземельные элементы в меньшей степени, поэтому риск навязывания цен на сырье, необходимое для производства тяговых аккумуляторов, будет снижен. В ближайшие несколько лет наберут популярность еще два типа аккумуляторов, которые могут существенно изменить рынок электромобилей. Первыми являются литий-ионные аккумуляторы NMC 811, которые вскоре будут популярны в автомобильной промышленности. Они характеризуются более высокой плотностью энергии (275 Втч/кг), чем классические литий-ионные аккумуляторы, и, следовательно, пропорционально большей дальностью действия. Их энергетическая плотность будет продолжать увеличиваться и, по оценкам, к 2030 г. она достигнет 300 Втч/кг. Второй важной технологией станут твердотельные аккумуляторы, которые имеют плотность энергии почти в два раза выше (400 Втч/кг), чем современные автомобильные аккумуляторы, и очень длительный срок службы.Уже в 2025 году они должны достичь удельной энергии 450 Втч/кг, а через пять лет даже 500 Втч/кг. Таким образом, могут появиться автомобили с пробегом в два-три раза больше, чем сегодня, на уровне 800-1000 км при той же емкости аккумулятора. Из-за высоких цен на твердоэлектролитные аккумуляторы они сначала станут популярными в автомобилях премиум-класса. Использование этих аккумуляторов не обязательно означает значительное увеличение запаса хода автомобиля. Производители, вероятно, будут использовать аккумуляторные батареи меньшего размера, чем раньше, чтобы уменьшить вес транспортных средств, улучшить их характеристики и снизить цены.Так что с большой долей вероятности станут популярными реальные дальности в 600-800 км.

** Знаете ли вы, что:

Количество энергии в одном литре бензина составляет 9000 Втч/л. Современный литий-ионный аккумулятор имеет эту емкость всего 650-700 Втч/л, а ультрасовременные твердоэлектролитные аккумуляторы в ближайшие годы достигнут уровня 1000 Втч/л**

.

Что входит в литий-ионный аккумулятор от электромобиля? Сколько лития, сколько кобальта? Вот ответ

Volkswagen Group Components опубликовала диаграмму, суммирующую содержание элементов в аккумуляторе электромобиля на основе элементов с [литий] никель-кобальт-марганцевыми катодами. Это самый популярный тип ячеек на рынке, поэтому цифры очень репрезентативны.

Электрическая батарея: 8 кг лития, 9 кг кобальта, 41 кг никеля

Примером была модельная батарея весом 400 килограммов, т.е. емкостью 60-65 кВтч.Получается, что алюминиевых контейнеров и корпусов модулей составляют наибольшую часть его веса (126 кг, 31,5%). Ничего удивительного: он защищает аккумулятор от повреждений при столкновении, поэтому он должен быть прочным.

На электродах также появляется небольшое количество алюминия (алюминиевая фольга). Он служит для сброса нагрузки наружу, за пределы клетки.

Вторым по весу компонентом является графит (71 кг, 17,8%), из которого изготовлен анод.Литий накапливается в пористом пространстве графита при зарядке аккумулятора. И он заканчивается, когда батарея садится.

Третьим по весу компонентом является никель (41 кг, 10,3%), который является основным элементом, помимо лития, кобальта и марганца, в современных катодах. Марганец составляет 12 килограммов (3 процента), кобальт еще меньше, потому что 9 килограммов (2,3 процента), а ключевой литий в аккумуляторе - 8 килограммов (2 процента).

Кобальтовый куб с ребром 1 сантиметр.Впервые мы использовали эту фотографию для расчета содержания кобальта в аккумуляторе электромобиля. Тогда у нас получилось около 10 килограммов, что практически идеально (с) Alchemist-hp / www.pse-mendelejew.de

Медь весит целых 22 кг (5,5%), и ее роль заключается в проведении электричества. пластик , в котором заключены ячейки, кабели, разъемы и модули, чуть меньше - 21 килограмм (5,3%). Жидкий электролит , в котором ионы лития перемещаются между анодом и катодом, составляет целых 37 кг (9,3%) вес батареи.

Для электроники составляет 9 кг (2,3%), для сталь , которая иногда используется для дополнительных усиливающих пластин или в каркасе, всего 3 кг (0,8%). Остальные ингредиента весят 41 кг (10,3%).

Начальное фото: элементный состав образца литий-ионной батареи (c) Volkswagen Group Components.

Заметка редакции www.Elektroz.pl: пропорции, показанные в списке , очень хорошо совпадают с ячейками NCM712 , поэтому мы делаем вывод, что они использовались в автомобилях Volkswagen, в том числе в автомобилях на платформе MEB, например Volkswagen ID.3. PushEVs уже спекулировали на этом более полугода назад, но в связи с отсутствием официального подтверждения мы предоставили эту информацию только один раз в конспиративном режиме.

Это может вас заинтересовать:

Читательский рейтинг

[Всего: 5 голосов, среднее: 5].

» Сколько стоит аккумулятор для электромобиля? Почему электромобиль такой дорогой?

В последнее время в автомобильных и других СМИ было много интересных заявлений об электромобилях. Они показывают, что цена тяговой батареи (литий-ионной батареи), питающей электромобиль, составляет 33% от цены всего автомобиля.

«Сегодня цена тяговой батареи составляет в среднем 33% от стоимости покупки электромобиля среднего размера.Благодаря снижению цены на литий-ионные аккумуляторы (с $1183 за кВтч в 2010 году до $156 за кВтч в 2019 году, согласно анализу BNEF), эта доля постепенно снижается и в 2025 году будет ниже 20%. Как следствие, электромобили становятся все более привлекательными с точки зрения потенциальных покупателей, - сказал Мацей Мазур, управляющий директор PSPA и вице-президент Европейской ассоциации электромобильности.
Источник выписки: https://www.energetyka24.com/fakty-i-mity-rynku-e-mobility-comment

Мы будем считать себя.Мы будем рассматривать автомобили среднего размера. Самый дешевый Nissan Leaf стоит 118 000 злотых. Аккумулятор составляет 33% от его цены. Отсюда следует, что батарея стоит 38 940 злотых.
Самая дешевая Mazda MX-30 стоит 149 900 злотых. Аккумулятор составляет 33% от его цены. Отсюда следует, что батарея стоит 49 467 злотых.
Мы уже знаем, сколько стоит аккумулятор для электромобиля. Это соответствует нашей информации, представленной в предыдущих статьях (около 40 000 злотых за новую батарею на 40 кВтч, около 27-30 000 злотых за восстановленную батарею).Именно столько вам придется заплатить, чтобы заменить аккумулятор, когда он начнет плохо себя чувствовать. Средняя гарантия производителя на аккумулятор составляет 8 лет. Можно предположить, очень оптимистично, что электромобилю потребуется замена батареи через 10 лет.
Никто в здравом уме не будет вкладывать 40 000, 30 000 или 20 000 злотых в 10-летний автомобиль , оптимистично предполагая, что по этой цене можно будет купить восстановленные аккумуляторы. Итак, 10-летняя машина будет отправлена ​​на слом. Это экология.

Фото Яна Калуцы на Unsplash

Именно, почему? Ни один эксперт не удосужился объяснить это.В электромобиле используется та же плита пола, что и в стандартном автомобиле с двигателем внутреннего сгорания. Его можно спроектировать несколько иначе, чтобы можно было разместить аккумуляторные элементы под салоном. И он должен быть немного прочнее, потому что машина тяжелее (например, Mazda MX-30 весит более 2 тонн). Привод электромобиля состоит из электродвигателя и инвертора (устройство, которое изменяет постоянный ток от аккумулятора на переменный ток для питания двигателя, а также регулирует его частоты для изменения крутящего момента приводного агрегата).Электродвигатель простой. Он состоит только из одной подвижной части. Электромобиль имеет простую коробку передач — односкоростную, понижающую, с несколькими передачами, погруженными в трансмиссионное масло. Двигатель можно охлаждать той же жидкостью, что и в двигателе внутреннего сгорания. Электромобиль имеет такую ​​же подвеску, как и автомобиль внутреннего сгорания (например, Mazda MX-30 имеет стойки МакФерсон и заднюю торсионную балку). У него такой же интерьер и такое же оборудование для обеспечения безопасности. Он имеет на борту зарядное устройство и электронную систему, контролирующую работу двигателя и аккумуляторной батареи.Он также имеет систему охлаждения и обогрева батареи, в которой используется охлаждающая жидкость. Он имеет ту же систему рулевого управления, что и автомобиль внутреннего сгорания. То же освещение, дворники, ступицы колес. Тот же аккумулятор на 12 В, только питается от литий-ионного аккумулятора. Тот же кондиционер, только с электрическим компрессором. Тот же SRS с подушками и пиротехническими преднатяжителями. В автомобилях внутреннего сгорания не используются дорогие комплектующие: коробка передач, двигатель внутреннего сгорания, агрегаты двигателя, выхлопная система, сажевый фильтр, катализатор, турбокомпрессор, генератор, стартер.После вычета цены на аккумулятор Nissan Leaf стоит 79 100 злотых. Сколько это стоит? Производитель хвастается, что автомобиль продается тысячами экземпляров, поэтому себестоимость производства в данном случае невелика.

67 000 злотых стоит также компактная, в настоящее время самая дешевая, совершенно новая бензиновая Toyota Corolla.
70 900 злотых стоит также компактный, в настоящее время самый дешевый, новый бензиновый Renault Megane.
Между тем, серийно выпускаемый электромобиль составляет 50 тысяч.PLN дороже. Несмотря на то, что его конструкция значительно проще, поскольку он не содержит ряда дорогих и сложных компонентов.

Мы много раз писали об этом. Цены на электроэнергию растут. Business Insider Polska сообщает, что из-за эпидемии коронавируса не будет компенсации домохозяйствам за повышение цен на электроэнергию. Вы должны принять во внимание увеличение на 12 процентов. В этом году. И это только начало. Цены на электроэнергию будут расти угрожающими темпами. В том числе из-за цен на выбросы СО2 (кто думал, что воздух нельзя облагать налогом, ошибался).

Среднее энергопотребление компактного Nissan Leaf составляет 17 кВтч/100 км. Довольно оптимистичное предположение, но пусть будет так.
Средняя цена на электроэнергию в Польше (по состоянию на 07 мая 2020 г.) составляет 0,60 злотых за 1 кВтч. Следовательно, если среднее потребление составляет 17 кВтч/100 км, то проезда на электромобиле на 100 км в комбинированном цикле должны стоить 10,20 злотых. Но только если автомобиль заряжается дома, от бытовой розетки (13 - 16 часов зарядки) или от домашней быстрой зарядки (3 - 4 часа).Быстрое зарядное устройство означает дополнительные расходы. Зарядное устройство стоит несколько тысяч злотых, сюда же нужно добавить стоимость подтяжки 400В к дому (около 1000 злотых).
Если электромобиль заряжается от быстрого зарядного устройства постоянного тока, например, во время дальнейшего движения, вам придется заплатить минимум 2,19 злотых за 1 кВтч. Зарядка занимает 30-40 минут. Таким образом, стоимость проезда на 100 километров (при принятом оптимистическом варианте: 17,0 кВтч/100 км) составит 37,23 злотых. Расход 17кВтч/100км при динамичной езде за городом нереальный.Но в этом тексте мы используем заводские данные.
Автомобиль подходит для коротких и дальних поездок. Таким образом, вы должны учитывать стоимость зарядки дома и вдали от дома. Также следует помнить, что каждое срабатывание дополнительного устройства на борту электромобиля, увеличивающее скорость или нагрузку на автомобиль, приводит к повышенному расходу энергии.

Давайте проверим дизельный компактный конкурс.
Renault Megane с бензиновым двигателем TCe 115 FAP потребляет 6 л.с.1 л/100км (заводские данные). Средняя цена топлива PB 95 сегодня составляет 3,81 злотых (07 мая 2020 г.). Это означает, что стоимость проезда Renault Megane на 100 километров составляет 23,24 злотых. Toyota Corolla
с бензиновым двигателем 1.2 Turbo потребляет в смешанном цикле 5,8 л/100 км (заводские данные). Это означает, что стоимость проезда на Corolla на 100 километров составляет 22,09 злотых.
Ни Megane, ни Corolla не потребуют вложений в размере 40 000 злотых после 8-10 лет эксплуатации, как в случае с электромобилем.Так выгодно ли продвигать электромобильность таким образом?
Если бы он был действительно прибыльным, его не нужно было бы агрессивно продвигать. Люди умеют считать.
Также важно помнить, откуда берутся государственные субсидии на электромобили. Из наших налогов. Каждый водитель доплачивает из своих налогов тому, кто покупает электромобиль. Это знаменитая "солидарность"? Это пустая трата наших денег.

Фото Маркуса Списке на Unsplash

" За счет снижения цены на литий-ионные аккумуляторы (с 1183 долл./кВтч в 2010 г. додо $156 за кВтч в 2019 году по данным анализирует BNEF), эта доля постепенно снижается и в 2025 году будет ниже 20%. Как следствие, электромобили становятся все более и более привлекательными с точки зрения потенциальных покупателей, — сказал Мацей Мазур, управляющий директор PSPA и вице-президент Европейской ассоциации электромобильности».

В настоящее время, если говорить проще, литий-ионный аккумулятор стоит около 40 тысяч. злотый. Это 1/3 стоимости автомобиля. Стоит машина около 120 тысяч. злотый. Это более или менее правильно, глядя, например.на Ниссан Лиф.

Аккумулятор подешевеет в 2025 году. Он будет составлять 1/5 стоимости автомобиля (20%). Если аккумулятор стоит 30тыс. PLN, машина будет стоить 150 тысяч. PLN и будет дороже, чем сегодня.
Если новый аккумулятор стоит 20тыс. PLN, машина будет стоить 100 тысяч. злотый. Значительного снижения зрения нет. Станет ли электромобиль действительно более привлекательным с точки зрения покупателя? Когда электромобилей станет больше, никто не будет доплачивать за их покупку.Никто не даст скидок, бесплатных парковочных мест и пропусков на автобусные полосы.
Анализ Ягеллонского института показывает, что цены на энергоносители, вероятно, вырастут к концу следующего десятилетия ...

Интересно, сколько будет стоить киловатт электроэнергии в 2025 году.

ЖУРНАЛ АВТОМОБИЛЕЙ - интересные статьи об автомобилях и автомобилизации

АВТОМОБИЛЬНАЯ ТЕХНИКА - автомобильные направляющие. Как обслуживать, как ремонтировать, как распознавать неисправности?

CAR TESTS - шоу звезд автомобилестроения (испытания новых автомобилей и тесты автомобилей с пробегом

АВТОМОБИЛЬ И ПОЛИТИКА - как современная политика влияет на автомобильную промышленность, водителей, способы использования и производства автомобилей.

АВТОАКСЕССУАРЫ - инструменты, видеорегистраторы, камеры, счетчики, датчики!

АВТОМОБИЛИ МИРА - какие автомобили, совершенно неизвестные в Польше, производятся в других странах?

МЕДЛЕННОЕ ВОЖДЕНИЕ - ПУТЕШЕСТВИЕ ПО ПОЛЬШЕ НА АВТОМОБИЛЕ

БОРЬБА С КОРРОЗИЕЙ - то есть бои вели против злейшего врага автомобилей

.

Недорогой быстрозаряжаемый аккумулятор дальнего действия для электромобилей

Инженеры Пенсильванского государственного университета разработали аккумуляторы для электромобилей, которые позволяют проезжать до 400 километров без подзарядки. Исследователи говорят, что их батареи можно зарядить всего за 10 минут. Кроме того, само производство аккумуляторов должно быть дешевле, чем сегодня. Все благодаря соответствующим модификациям литий-железо-фосфатных аккумуляторов.

Сегодня в большинстве электромобилей используются батареи, содержащие никель и кобальт.Эти металлы используются в катодах литий-ионных аккумуляторов. Однако такие батареи могут перегреваться и представлять угрозу безопасности. Кроме того, они дороги, а содержащийся в них кобальт трудно достать устойчивым образом, и он токсичен.

Литий-железо-фосфатные батареи дешевле и безопаснее, но их характеристики хуже, чем у никелевых и кобальтовых батарей. Но это может измениться. Чао-Янг Ван и его коллеги из Университета штата Пенсильвания показали, что производительность литий-железо-фосфатных батарей значительно улучшается при нагревании.

Недорогой аккумулятор большой емкости

- Мы разработали довольно умный аккумулятор для массовых электромобилей, стоимость которого такая же, как и для автомобилей с двигателем внутреннего сгорания. Кроме того, батарея недорогая, и с ней нам не придется беспокоиться о запасе хода, — сказал Чао-Ян Ван, один из авторов публикации, появившейся в журнале «Энергия природы». Их разработка позволит проехать на одном заряде до 400 километров.При этом сама зарядка должна занимать всего 10 минут, а батарея должна выдерживать более 3 миллионов километров за весь срок службы.

Ключом к долгому сроку службы и молниеносной зарядке является способность аккумулятора быстро нагреваться до 60 градусов Цельсия для зарядки и разрядки, а затем охлаждаться, когда аккумулятор не работает.

Будущее электромобилей?

Система самонагрева была ранее разработана командой Wang.В батарее используется тонкая никелевая фольга, которая нагревается при прохождении электронов. Когда аккумулятор достигает температуры 60 градусов Цельсия, аккумулятор готов к быстрой зарядке или разрядке.

Команда Ванга создала модель батареи, используя существующие технологии и инновационные подходы. Исследователи предполагают, что при использовании метода самонагрева можно использовать дешевые материалы для катода и анода батареи и безопасный низковольтный электролит. В разработанной батарее катод не содержит дорогих материалов типа кобальта, а анод выполнен из графита, безопасного, легкого и недорогого материала.

Производители электромобилей предпочитают никелевые батареи литий-железо-фосфатным батареям, потому что они имеют более высокую плотность энергии, что означает, что они имеют больший запас хода. Тем не менее, Ван и его команда показали, что если литий-железо-фосфатные батареи часто перезаряжать, но только частично, при нагревании до 60 градусов по Цельсию, что можно сделать всего за 10 минут, автомобили должны быть в состоянии преодолевать большие расстояния с относительно небольшими неудобствами.Такой подход к перезарядке может быть более безопасным, чем менее частая, но полная перезарядка аккумуляторов на основе никеля, температура которых может достигать пожароопасной температуры во время длительных перезарядок.

В то время как для нагревания литий-железо-фосфатных батарей требуется энергия, их эксплуатация при более высокой температуре дает преимущества в производительности, которые должны перевешивать любые дополнительные затраты, считают исследователи. Более того, поскольку литий-железо-фосфатные батареи могут безопасно работать при более высоких температурах, потребность в технологии охлаждения батарей, используемой в батареях на основе никеля, меньше.Это также снижает потребность в энергии и должно способствовать снижению эксплуатационных расходов.

Источник: Университет штата Пенсильвания

.

Смотрите также

     ico 3M  ico armolan  ico suntek  ico llumar ico nexfil ico suncontrol jj rrmt aswf