Mga baterya alang sa mga hybrid ug electric nga salakyanan

Sa among miaging artikulo, gihisgutan namon ang baterya ingon usa ka gigikanan sa elektrisidad, kinahanglan una aron magsugod ang usa ka awto, maingon man alang sa medyo mubu nga operasyon sa mga ekipo sa elektrisidad. Bisan pa, ang hingpit nga magkalainlain nga mga kinahanglanon gipahamtang sa mga kabtangan sa mga baterya nga gigamit sa natad sa pagduso sa daghang mga mobile device, sa among kaso, mga hybrid nga salakyanan ug mga de-koryenteng salakyanan. Gikinahanglan ang labi ka daghang kantidad nga gitipigan nga kusog aron mapadagan ang usa ka sakyanan ug kinahanglan itipig bisan diin. Sa usa ka klasiko nga awto nga adunay sulud nga combustion engine, kini gitipig sa tanke nga porma sa gasolina, diesel o LPG. Sa kaso sa usa ka de-kuryenteng salakyanan o usa ka hybrid nga salakyanan, kini gitipig sa mga baterya, nga mahimong mahulagway nga nag-una nga problema sa usa ka de-koryenteng awto.

Ang mga nagtigum karon makatipig gamay nga kusog, samtang sila labi ka daghan, bug-at, ug sa parehas nga oras, nagkinahanglan daghang oras aron ma-recharge sila hangtod sa ilang kadaghan (kasagaran 8 o labaw pa). Sa kasukwahi, ang mga naandan nga salakyanan nga adunay sulud nga mga makina sa pagkasunog mahimong magtipig daghang enerhiya nga kumpara sa mga baterya sa gamay nga kaso, kung hatagan lang usa ka minuto, tingali duha, aron ma-recharge. Intawon, ang problema sa pagtipig og elektrisidad nakadaot sa mga de-kuryenteng salakyanan gikan sa ilang pagsugod, ug bisan sa dili malimod nga pag-uswag, ang ilang kusog nga kusog nga gikinahanglan aron mapadagan ang usa ka salakyanan pa gihapon kaayo. Sa mga mosunud nga linya, pagtipig sa email Hisgutan namon ang dugang nga kusog sa enerhiya ug paningkamutan nga mapaduol ang tinuud nga katinuud sa mga awto nga adunay puro electric o hybrid drive. Daghang mga mitolohiya sa palibut sa mga "elektronikong awto", mao nga dili masakitan nga susihon pag-ayo ang mga bentaha o disbentaha sa mao nga mga drive.

Ikasubo, ang mga numero nga gihatag sa mga tiggama kaduhaduhaan usab ug labi ka teoretikal. Pananglitan, ang Kia Venga adunay usa ka electric motor nga adunay gahum nga 80 kW ug usa ka torque nga 280 Nm. Ang gahum gihatag sa mga baterya sa lithium-ion nga adunay kapasidad nga 24 kWh, ang gibanabana nga sakup sa Kia Vengy EV sumala sa tiggama mao ang 180 km. Ang kapasidad sa mga baterya nagsulti kanato nga, bug-os nga gikargahan, sila makahatag sa usa ka makina konsumo sa 24 kW, o feed sa usa ka konsumo sa 48 kW sa tunga sa oras, ug uban pa Usa ka yano nga recalculation, ug kita dili makahimo sa pagmaneho sa 180 km . Kung gusto namon nga hunahunaon ang ingon nga usa ka range, kinahanglan namon nga magmaneho sa usa ka average nga 60 km / h sa mga 3 ka oras, ug ang gahum sa makina mahimong usa lamang sa ikanapulo sa nominal nga kantidad, i.e. 8 kW. Sa laing pagkasulti, uban ang usa ka mabinantayon (mabinantayon) nga pagsakay, diin hapit gyud nimo gamiton ang preno sa trabaho, ang ingon nga pagsakay posible sa teorya. Siyempre, wala namo tagda ang paglakip sa lainlaing mga gamit sa elektrisidad. Ang tanan makahanduraw na kung unsa ang pagdumili sa kaugalingon kung itandi sa usa ka klasiko nga awto. Sa parehas nga oras, gibubo nimo ang 40 ka litro nga gasolina sa diesel sa klasiko nga Venga ug nagmaneho sa gatusan ug gatusan ka kilometro nga wala’y mga pagdili. Ngano man? Atong sulayan nga itandi kung unsa kadaghan ang kini nga kusog ug kung unsa kadaghan ang gibug-aton sa usa ka klasiko nga awto sa tangke, ug kung pila ang mahimo sa usa ka electric nga awto sa mga baterya - basaha ang dugang dinhi HERE.

Pipila nga mga kamatuoran gikan sa chemistry ug physics

• calorific nga kantidad sa gasolina: 42,7 MJ / kg,
• calorific nga kantidad sa diesel fuel: 41,9 MJ / kg,
• kakusog sa gasolina: 725 kg / m3,
• gibug-aton sa lana: 840 kg / m3,
• Joule (J) = [kg * m2 / s2],
• Watt (W) = [J / s],
• 1 MJ = 0,2778 kWh.

Ang enerhiya mao ang abilidad sa pagbuhat sa trabaho, gisukod sa joules (J), kilowatt hours (kWh). Ang trabaho (mekanikal) gipakita pinaagi sa pagbag-o sa kusog sa panahon sa paglihok sa lawas, adunay parehas nga mga yunit sa enerhiya. Ang gahum nagpahayag sa gidaghanon sa trabaho nga nahimo kada yunit sa oras, ang base nga yunit mao ang watt (W).

Piho nga gahum sa mga gigikanan sa enerhiya

Gigikanan sa kusog	Kaloriya nga kantidad / gibug-aton sa kg	Kaloriya nga kantidad / l Kusog / l	Kusog / kg
Gasolina	42,7 MJ / kg 725 kg / m3	30,96 MJ / l 8,60 kWh / l	11,86 kWh / kg
Lana	41,9 MJ / kg 840 kg / m3	35,20 MJ / l 9,78 kWh / l	11,64 kWh / kg
Li-ion nga baterya (Audi R8 e-tron)	42 kWh 470 kg		0,0893 kWh / kg

Gikan sa taas tin-aw nga, pananglitan, nga adunay calorific nga kantidad nga 42,7 MJ / kg ug usa ka density nga 725 kg / m3, ang gasolina nagtanyag usa ka enerhiya nga 8,60 kWh matag litro o 11,86 kWh matag kilo. Kung gitukod namon ang karon nga mga baterya nga na-install na sa mga de-kuryenteng salakyanan, pananglitan, lithium-ion, ang ilang kapasidad mas mubu sa 0,1 kWh matag kilo (alang sa kayano, tagdon namon ang 0,1 kWh). Ang mga naandan nga gasolina naghatag labaw pa sa usa ka gatus ka pilo nga enerhiya alang sa parehas nga gibug-aton. Masabtan nimo nga kini usa ka dakong kalainan. Kung gibahinbahin naton kini ngadto sa gagmay, pananglitan, ang Chevrolet Cruze nga adunay 31 kWh nga baterya nagdala kusog nga mahimo nga moubus sa 2,6 kg nga gasolina o, kung gusto nimo, mga 3,5 ka litro nga gasolina.

Mahimo nimo mahibal-an kung giunsa posible nga ang usa ka de-kuryenteng awto magsugod sa tanan, ug dili nga kini adunay pa labaw sa 100 km nga enerhiya. Ang hinungdan yano ra. Ang motor nga de-kuryente labi ka episyente sa mga termino sa pagkabig sa gitipig nga enerhiya ngadto sa kusog nga mekanikal. Kasagaran, kinahanglan adunay kini kaepisyensya nga 90%, samtang ang kahusayan sa usa ka sulud nga combustion engine mga 30% alang sa usa ka gasolina engine ug 35% alang sa usa ka diesel engine. Busa, aron mahatagan parehas nga gahum ang motor nga de koryente, igo na kini nga adunay labi ka gamay nga reserba nga enerhiya.

Kadali sa paggamit sa tagsatagsa nga mga drive

Human sa pagtimbang-timbang sa gipasimple nga kalkulasyon, gituohan nga kita makakuha og gibana-bana nga 2,58 kWh nga mekanikal nga enerhiya gikan sa usa ka litro sa gasolina, 3,42 kWh gikan sa usa ka litro sa diesel fuel, ug 0,09 kWh gikan sa usa ka kilo sa lithium-ion nga baterya. Busa ang kalainan dili mosobra sa usa ka gatos ka pilo, kondili mga katloan lang ka pilo. Kini ang labing kaayo nga numero, apan dili gyud pink. Pananglitan, tagda ang sporty Audi R8. Ang fully charged nga mga baterya niini, nga may gibug-aton nga 470 kg, adunay enerhiya nga katumbas sa 16,3 ka litro nga gasolina o 12,3 ka litro lang sa diesel fuel. O, kung kami adunay usa ka Audi A4 3,0 TDI nga adunay kapasidad sa tangke nga 62 ka litro sa diesel fuel ug gusto namon nga adunay parehas nga range sa usa ka putli nga drive sa baterya, kinahanglan namon ang gibana-bana nga 2350 kg nga mga baterya. Sa pagkakaron, kini nga kamatuoran wala maghatag sa electric car og hayag kaayo nga kaugmaon. Bisan pa, dili kinahanglan nga ihulog ang usa ka shotgun sa rye, tungod kay ang pagpit-os sa paghimo sa ingon nga "mga e-car" kuhaon sa mapintas nga berde nga lobby, mao nga gusto man kini o dili sa mga automaker, kinahanglan sila maghimo usa ka butang nga "berde. " “. Ang usa ka tino nga kapuli alang sa usa ka lunsay nga electric drive mao ang gitawag nga mga hybrid, nga naghiusa sa usa ka internal nga pagkasunog nga makina sa usa ka de-koryenteng motor. Sa pagkakaron, ang labing nailhan mao, pananglitan, ang Toyota Prius (Auris HSD nga adunay parehas nga hybrid nga teknolohiya) o ang Honda Inside. Hinuon, kataw-anan gihapon ang ilang puro nga electrical range. Sa una nga kaso, mga 2 km (sa pinakabag-o nga bersyon sa Plug In kini nadugangan "ngadto sa" 20 km), ug sa ikaduha, ang Honda wala gani nanuktok sa usa ka lunsay nga electric drive. Sa pagkakaron, ang resulta nga pagkaepektibo sa praktis dili sama ka milagroso sa gisugyot sa mass advertising. Gipakita sa reyalidad nga mahimo nilang koloran kini sa bisan unsang asul nga kalihukan (ekonomiya) kasagaran sa naandan nga teknolohiya. Ang bentaha sa hybrid power plant kay nag-una sa fuel economy kung magdrayb sa siyudad. Ang Audi bag-o lang miingon nga sa pagkakaron gikinahanglan lamang ang pagpakunhod sa gibug-aton sa lawas aron makab-ot, sa kasagaran, ang sama nga ekonomiya sa gasolina nga makab-ot sa pipila ka mga tatak pinaagi sa pag-instalar sa hybrid nga sistema sa usa ka sakyanan. Ang mga bag-ong modelo sa pipila ka mga sakyanan nagpamatuod usab nga kini dili usa ka singgit ngadto sa kangitngit. Pananglitan, ang bag-o lang gipaila-ila nga ikapitong henerasyon nga Volkswagen Golf naggamit sa mas gaan nga mga sangkap aron makat-on gikan ug sa praktis sa aktuwal nga naggamit og gamay nga sugnod kaysa kaniadto. Ang Japanese automaker nga Mazda mikuha sa susamang direksyon. Bisan pa niini nga mga pag-angkon, ang pag-uswag sa usa ka "long-range" hybrid drive nagpadayon. Isip usa ka pananglitan, akong hisgutan ang Opel Ampera ug, sa paradoxically, ang modelo gikan sa Audi A1 e-tron.

Kadali sa paggamit sa tagsatagsa nga mga drive

Gigikanan sa kusog	Ang kahusayan sa makina	Epektibo nga kusog / l	Epektibo nga kusog / kg
Gasolina	0,30	2,58 kWh / l	3,56 kWh / kg
Lana	0,35	3,42 kWh / l	4,07 kWh / kg
Mga baterya nga lithium-ion	0,90	-	OK ra. 0,1 kWh / kg

Vauxhall Ampera

Bisan kung ang Opel Ampera kanunay gipakita ingon usa ka de-kuryenteng salakyanan, kini sa tinuud usa ka hybrid nga salakyanan. Gawas sa electric motor, ang Ampere naggamit usab usa ka 1,4-litro nga 63 kW internal nga pagkasunog nga makina. Bisan pa, ang kini nga makina nga gasolina dili direkta nga nagmaneho sa mga ligid, hinunoa naglihok ingon usa ka generator kung ang mga baterya mahurot sa kuryente. kusog. Ang bahin sa elektrisidad girepresentar sa usa ka de motor nga de koryente nga adunay output nga 111 kW (150 hp) ug usa ka torque nga 370 Nm. Ang suplay sa kuryente gipadagan sa 220 T-shaped lithium cells. Adunay kini total nga kusog nga 16 kWh ug timbang nga 180 kg. Kini nga de-kuryenteng awto mahimong magbiyahe og 40-80 km sa usa ka pulos electric drive. Kini nga gilay-on kanunay nga igoigo alang sa tibuuk nga adlaw nga pagmaneho sa syudad ug kamahinungdanon nga pagmobu ang mga gasto sa pagpadagan tungod kay ang trapiko sa syudad kinahanglan nga hinungdanon nga konsumo sa gasolina sa kaso sa mga makina sa pagkasunog. Ang mga baterya mahimo usab mabag-o gikan sa usa ka sukaranan nga outlet, ug kung gihiusa sa sulud nga pagkasunog nga makina, ang sakup sa Ampera mosangko sa usa ka labi ka matinahuron nga lima ka gatus ka mga kilometro.

Audi e-electron A1

Ang Audi, nga mas gusto ang usa ka klasiko nga drive nga adunay labi ka abante nga teknolohiya kaysa sa usa ka teknikal kaayo nga gipangayo nga hybrid nga drive, nagpaila sa usa ka makapaikag nga A1 e-tron hybrid nga awto kapin sa duha ka tuig ang milabay. Ang mga baterya sa Lithium-ion nga adunay kapasidad nga 12 kWh ug gibug-aton nga 150 kg gi-charge sa usa ka makina nga Wankel isip bahin sa usa ka generator nga naggamit sa enerhiya sa porma sa gasolina nga gitipigan sa usa ka 254-litro nga tangke. Ang makina adunay volume nga 15 cubic meters. cm ug makamugna og 45 kW/h el. kusog. Ang de-koryenteng motor adunay gahum nga 75 kW ug makahimo og hangtod sa 0 kW nga gahum sa mubo nga panahon. Ang pagpatulin gikan sa 100 ngadto sa 10 maoy mga 130 segundos ug ang kinatas-ang tulin nga mga 50 km/h. Ang sakyanan makabiyahe ug mga 12 km libot sa siyudad sa usa lamang ka electric drive. Pagkahurot sa e. ang enerhiya maampingong gi-activate sa rotary internal combustion engine ug nag-recharge sa kuryente. enerhiya alang sa mga baterya. Ang kinatibuk-ang range nga adunay bug-os nga na-charge nga mga baterya ug 250 ka litro nga gasolina mga 1,9 km nga adunay average nga konsumo nga 100 ka litro matag 1450 km. Ang operating gibug-aton sa sakyanan mao ang 12 kg. Atong tan-awon ang usa ka yano nga pagkakabig aron makita sa direkta nga pagtandi kung pila ang enerhiya nga gitago sa usa ka 30 litro nga tangke. Sa pag-asumir sa modernong Wankel engine efficiency nga 70%, unya 9 kg niini, uban sa 12 kg (31 L) nga gasolina, katumbas sa 79 kWh nga enerhiya nga gitipigan sa mga baterya. Busa 387,5 kg sa makina ug tangke = 1 kg sa mga baterya (gikalkula sa Audi A9 e-Tron gibug-aton). Kon gusto natong dugangan og 62 ka litro ang tangke sa sugnod, aduna na unta kitay XNUMX kWh nga enerhiya nga magamit sa pagpaandar sa sakyanan. Para makapadayon mi. Apan kinahanglan siya adunay usa ka kuha. Dili na kini "berde" nga awto. Busa bisan dinhi tin-aw nga nakita nga ang electric drive limitado kaayo sa power density sa enerhiya nga gitipigan sa mga baterya.

Sa partikular, ang mas taas nga presyo, ingon man ang taas nga gibug-aton, misangpot sa kamatuoran nga ang hybrid drive sa Audi anam-anam nga nawala sa background. Bisan pa, wala kini magpasabut nga ang pag-uswag sa mga hybrid nga mga awto ug mga de-koryenteng salakyanan sa Audi hingpit nga nag-depreciate. Ang kasayuran bahin sa bag-ong bersyon sa modelo nga A1 e-tron nagpakita bag-o lang. Kung itandi sa nauna, ang rotary engine/generator gipulihan sa 1,5 kW 94-litre three-cylinder turbocharged engine. Ang paggamit sa classic internal combustion unit gipugos sa Audi nag-una tungod sa mga kalisdanan nga nalangkit niini nga transmission, ug ang bag-o nga tulo-ka-silindro nga makina gidisenyo dili lamang sa pag-charge sa mga baterya, apan usab sa pagtrabaho direkta uban sa drive ligid. Ang mga baterya sa Sanyo adunay parehas nga output nga 12kWh, ug ang sakup sa puro nga electric drive gamay nga nadugangan sa gibana-bana nga 80km. Ang Audi nag-ingon nga ang gi-upgrade nga A1 e-tron kinahanglan nga mag-aberids sa usa ka litro matag gatusan ka kilometro. Ikasubo, kini nga gasto adunay usa ka snag. Alang sa hybrid nga mga sakyanan nga adunay taas nga purong electric range. Ang drive naggamit sa usa ka makapaikag nga teknik alang sa pagkalkulo sa katapusan nga rate sa dagan. Gibalewala ang gitawag nga konsumo. refueling gikan sa ang network sa pag-charge sa baterya, ingon man ang katapusan nga pagkonsumo l / 100 km, gikonsiderar lamang ang pagkonsumo sa gasolina sa katapusan nga 20 km sa pagmaneho, kung adunay kuryente. bayad sa baterya. Pinaagi sa usa ka yano kaayo nga kalkulasyon, makalkulo nato kini kung ang mga baterya haom nga na-discharge. nagdrayb mi human nawala ang kuryente. enerhiya gikan sa lunsay nga gasolina baterya, ingon sa usa ka resulta, ang konsumo sa pagdugang sa lima ka mga panahon, nga mao, 5 ka litro sa gasolina kada 100 km.

Audi A1 e-tron II. kaliwatan

Mga problema sa pagtipig og kuryente

Ang isyu sa pagtipig sa enerhiya sama ka daan sa electrical engineering mismo. Ang unang mga tinubdan sa elektrisidad mao ang galvanic cells. Human sa usa ka mubo nga panahon, ang posibilidad sa usa ka mabalik nga proseso sa akumulasyon sa elektrisidad sa galvanic secondary nga mga selula - mga baterya nadiskobrehan. Ang unang gigamit nga mga baterya mao ang lead batteries, human sa mubo nga panahon nga nickel-iron ug usa ka gamay nga ulahi nga nickel-cadmium, ug ang ilang praktikal nga paggamit milungtad og sobra sa usa ka gatos ka tuig. Kinahanglan usab nga idugang nga, bisan pa sa intensive nga panukiduki sa tibuuk kalibutan sa kini nga lugar, ang ilang sukaranan nga disenyo wala kaayo nagbag-o. Gamit ang mga bag-ong teknolohiya sa paggama, pagpaayo sa mga kabtangan sa mga base nga materyales ug paggamit sa bag-ong mga materyales alang sa mga separator sa cell ug sudlanan, posible nga gamay nga makunhuran ang piho nga gibug-aton, makunhuran ang pagtangtang sa kaugalingon sa mga selyula, ug madugangan ang kahupayan ug kaluwasan sa operator, apan kana mahitungod niini. Ang labing mahinungdanon nga disbentaha, ie. Ang usa ka dili maayo nga ratio sa gidaghanon sa gitipigan nga enerhiya sa gibug-aton ug gidaghanon sa mga baterya nagpabilin. Busa, kini nga mga baterya gigamit sa panguna sa mga static nga aplikasyon (backup nga mga suplay sa kuryente kung mapakyas ang panguna nga suplay sa kuryente, ug uban pa). Ang mga baterya gigamit ingon usa ka gigikanan sa enerhiya alang sa mga sistema sa traksyon, labi na sa mga riles (transport cart), diin ang bug-at nga gibug-aton ug hinungdanon nga mga sukat wala usab makabalda pag-ayo.

Pag-uswag sa pagtipig og kusog

Bisan pa, ang panginahanglan sa paghimo sa mga cell nga adunay gagmay nga mga kapasidad ug sukat sa mga oras nga ampere nagdugang. Sa ingon, ang mga alkaline nga nag-una nga selyula ug giselyohan nga mga bersyon sa nickel-cadmium (NiCd) ug pagkahuman ang nickel-metal hydride (NiMH) nga baterya gihimo. Alang sa encapsulation sa mga selyula, parehas nga mga porma ug gidak-on sa manggas ang gipili alang sa hangtud karon nga naandan nga mga panguna nga selyo klorido. Sa partikular, ang nakab-ot nga mga parameter sa mga baterya nga nickel-metal hydride nga posible nga gamiton kini, labi na, sa mga mobile phone, laptop, manwal nga drive sa mga gamit, ug uban pa. Ang teknolohiya sa paggama sa kini nga mga selyula lahi sa mga teknolohiya nga gigamit alang sa mga selyula nga adunay dako nga kapasidad sa mga oras nga ampere. Ang paghikay sa lamellar sa dako nga sistema sa electrode sa cell gipulihan sa teknolohiya sa pagkabig sa electrode system, lakip ang mga separator, ngadto sa usa ka cylindrical coil, nga gisal-ot ug gikontak sa mga regular nga porma nga mga selyula sa gidak-on sa AAA, AA, C ug D, resp. kadaghan sa ilang gidak-on. Alang sa pipila nga espesyal nga aplikasyon, gihimo ang espesyal nga mga flat cell.

Ang bentaha sa hermetic nga mga selula nga adunay spiral electrodes mao ang pipila ka mga higayon nga mas dako nga abilidad sa pag-charge ug discharge uban sa hatag-as nga mga sulog ug ang ratio sa relatibong enerhiya Densidad sa cell gibug-aton ug gidaghanon kon itandi sa klasikal nga dako nga cell design. Ang disbentaha mao ang labi nga pagtangtang sa kaugalingon ug gamay nga mga siklo sa trabaho. Ang maximum nga kapasidad sa usa ka NiMH cell mao ang gibana-bana nga 10 Ah. Apan, sama sa uban nga dagkong mga silindro sa diyametro, wala nila tugoti ang pag-charge sa sobra ka taas nga mga sulog tungod sa problema sa pagkawala sa kainit, nga makapamenos pag-ayo sa paggamit sa mga de-koryenteng sakyanan, ug busa kini nga tinubdan gigamit lamang isip usa ka auxiliary nga baterya sa usa ka hybrid nga sistema (Toyota Prius). 1,3 kWh).

Ang usa ka hinungdanon nga pag-uswag sa natad sa pagtipig sa enerhiya mao ang pag-uswag sa luwas nga mga baterya sa lithium. Ang Lithium usa ka elemento nga adunay taas nga electrochemical potensyal nga kantidad, apan kini usab hilabihan ka reaktibo sa usa ka oxidative nga kahulugan, nga hinungdan usab sa mga problema kung gigamit ang lithium metal sa praktis. Kung ang lithium moabut sa kontak sa atmospheric oxygen, ang pagkasunog mahitabo, nga, depende sa mga kabtangan sa kalikopan, mahimong adunay kinaiya sa usa ka pagbuto. Kining dili maayo nga kabtangan mahimong mawagtang pinaagi sa maampingong pagpanalipod sa nawong, o pinaagi sa paggamit sa dili kaayo aktibo nga lithium compounds. Sa pagkakaron, ang labing komon nga lithium-ion ug lithium-polymer nga mga baterya nga adunay kapasidad nga 2 ngadto sa 4 Ah sa ampere-hours. Ang ilang paggamit susama sa NiMh, ug sa usa ka average nga discharge boltahe sa 3,2 V, 6 ngadto sa 13 Wh sa enerhiya anaa. Kon itandi sa nickel-metal hydride batteries, ang lithium batteries makatipig og duha ngadto sa upat ka pilo nga mas kusog alang sa samang gidaghanon. Ang Lithium-ion (polymer) nga mga baterya adunay electrolyte sa gel o solid nga porma ug mahimong himoon sa patag nga mga selula nga ingon ka nipis sa pipila ka ikanapulo sa usa ka milimetro sa halos bisan unsang porma nga mohaum sa mga panginahanglan sa tagsa-tagsa nga aplikasyon.

Ang electric drive sa usa ka pasaheroan nga sakyanan mahimong himoon nga nag-una ug usa lamang (electric car) o gihiusa, diin ang electric drive mahimong pareho nga dominante ug auxiliary nga tinubdan sa traksyon (hybrid drive). Depende sa variant nga gigamit, ang mga kinahanglanon sa enerhiya alang sa operasyon sa sakyanan ug busa ang kapasidad sa mga baterya managlahi. Sa mga de-koryenteng salakyanan, ang kapasidad sa baterya anaa sa taliwala sa 25 ug 50 kWh, ug sa hybrid drive, kini natural nga mas ubos ug gikan sa 1 ngadto sa 10 kWh. Gikan sa gihatag nga mga kantidad makita nga sa usa ka boltahe sa usa (lithium) nga cell nga 3,6 V, kinahanglan nga ikonektar ang mga selyula sa serye. Aron makunhuran ang pagkawala sa mga konduktor sa pag-apod-apod, mga inverters ug mga windings sa motor, girekomenda nga magpili usa ka boltahe nga mas taas kaysa sa naandan sa on-board network (12 V) alang sa mga drive - ang kasagarang gigamit nga mga kantidad gikan sa 250 hangtod 500 V. Gikan sa karon, Lithium mga selula mao ang dayag nga ang labing angay nga matang. Tinuod, mahal pa kaayo sila, labi na kung itandi sa mga baterya nga lead-acid. Apan, sila mas lisud.

Ang nominal nga boltahe sa conventional lithium battery cells mao ang 3,6 V. Kini nga bili lahi sa conventional nickel-metal hydride cells, matag usa. Ang NiCd, nga adunay usa ka nominal nga boltahe nga 1,2 V (o lead - 2 V), nga, kung gigamit sa praktis, wala magtugot sa pagbayloay sa duha nga mga tipo. Ang pag-charge sa kini nga mga baterya sa lithium gihulagway sa panginahanglan nga tukma kaayo nga mapadayon ang kantidad sa labing kataas nga boltahe sa pag-charge, nga nanginahanglan usa ka espesyal nga tipo sa charger ug, labi na, wala magtugot sa paggamit sa mga sistema sa pag-charge nga gidisenyo alang sa ubang mga lahi sa mga selula.

Panguna nga mga kinaiya sa mga baterya nga lithium

Ang mga punoan nga kinaiya sa mga baterya alang sa mga de-koryenteng salakyanan ug hybrids mahimong ikonsiderar nga ilang mga kinaiya sa pag-charge ug pagpagawas.

Kinaiya sa pag-charge 

Ang proseso sa pag-charge nanginahanglan regulasyon sa karon nga pag-charge, ang pagpugong sa boltahe sa cell ug ang pagpugong sa karon nga temperatura dili mahimong laktawan. Alang sa gigamit nga mga cell sa lithium karon nga gigamit ang LiCoO2 ingon ang cathode electrode, ang labing kadaghan nga limitasyon sa boltahe sa pag-charge mao ang 4,20 hangtod 4,22 V matag selyula. Ang sobra sa kini nga kantidad mosangput sa kadaot sa mga kabtangan sa cell ug, sa sukwahi, ang dili pagkab-ot sa kini nga kantidad nagpasabut nga dili paggamit sa nominal cell nga kapasidad. Alang sa pag-charge, gigamit ang naandan nga kinaiyahan sa IU, kana, sa unang hugna kini gisingil sa kanunay nga kasamtangan hangtod nga maabut ang boltahe nga 4,20 V / cell. Ang kasamtangan nga pag-charge gikutuban sa labing kadako nga gitugotan nga kantidad nga gitakda sa taghimo sa cell, sumala sa pagsunud. mga kapilian sa charger. Ang oras sa pag-charge sa una nga yugto magkalainlain gikan sa daghang napulo nga minuto hangtod daghang oras, depende sa kadako sa sulud sa pag-charge. Ang boltahe sa cell anam-anam nga nagdugang hangtod sa max. mga kantidad nga 4,2 V. Ingon sa nahisgutan na, ang boltahe nga kini dili kinahanglan molapas tungod sa peligro nga madaot sa selyula. Sa unang hugna sa pag-charge, 70 hangtod 80% sa enerhiya ang gitipig sa mga selyula, sa ikaduha nga bahin ang nahabilin. Sa ikaduhang hugna, ang boltahe nga nag-charge gipadayon sa labing kadaghan nga gitugotan nga kantidad, ug ang kasamtangan nga pag-charge sa hinayhinay nga pagkunhod. Ang pag-charge nahuman kung ang sulud ningtulo sa halos 2-3% sa karon nga gi-rate nga pagtulo sa cell. Tungod kay ang labing kadaghan nga kantidad sa mga sulud nga nag-charge sa kaso sa gagmay nga mga selyula usab daghang beses nga mas taas kaysa sa pag-agay sa pag-agi, usa ka hinungdanon nga bahin sa kuryente ang maluwas sa una nga yugto sa pag-charge. kusog sa usa ka medyo mubu nga oras (gibana-bana nga ½ ug 1 oras). Sa ingon, kung adunay emerhensya, posible nga i-charge ang mga baterya sa usa ka de-kuryenteng salakyanan sa usa ka igo nga kapasidad sa usa ka mubu nga panahon. Bisan sa kaso sa mga cell sa lithium, ang natipon nga elektrisidad mikunhod pagkahuman sa usa ka piho nga panahon sa pagtipig. Bisan pa, kini mahitabo lamang pagkahuman sa mga 3 ka bulan nga downtime.

Mga kinaiya sa pagpagawas

Ang boltahe una nga nahulog sa 3,6-3,0 V (depende sa kadako sa kasamtangan nga pagtuman) ug nagpabilin nga hapit kanunay sa tibuuk nga paggawas. Pagkahuman sa pagkahurot sa paghatag sa e-mail. ang kusog usab nagpaubos sa boltahe sa cell nga dali kaayo. Busa, ang pagtuman kinahanglan nga makumpleto nga dili ulahi sa gipili nga gigikanan sa boltahe sa paggawas nga 2,7 hangtod 3,0 V.

Kung dili, mahimong madaut ang istraktura sa produkto. Ang proseso sa pagdiskarga dali ra makontrol. Gilimitahan lamang kini sa kantidad sa karon ug mohunong kung maabot ang kantidad sa katapusang boltahe sa pagpagawas. Ang problema ra mao nga ang mga kabtangan sa tagsatagsa nga mga selyula sa usa ka sunod-sunod nga paghan-ay dili parehas. Busa, kinahanglan nga pag-amping aron masiguro nga ang boltahe sa bisan unsang cell dili mahulog sa ubos sa katapusan nga boltahe sa pagpagawas, tungod kay makadaut kini ug sa ingon hinungdan nga dili mag-ayo ang bug-os nga baterya. Ang parehas kinahanglan nga gikonsidera sa pag-charge sa baterya.

Ang gihisgutan nga tipo sa mga cell sa lithium nga adunay lainlaing materyal nga cathode, diin ang oxide nga cobalt, nickel o manganese giilisan sa phosphide Li3V2 (PO4) 3, gitangtang ang gihisgutan nga mga peligro sa kadaot sa selyula tungod sa dili pagsunod. usa ka mas taas nga kapasidad. Gideklara usab ang ilang gideklara nga kinabuhi sa serbisyo nga mga 2 nga siklo sa bayad (sa 000% nga paggawas) ug labi na ang kamatuoran nga kung ang cell hingpit nga makagawas, dili kini madaut. Ang bentaha usab usa ka mas taas nga nominal boltahe nga mga 80 kung nag-charge hangtod sa 4,2 V.

Gikan sa gihulagway sa taas, mahimo’g tin-aw nga gipakita nga ang mga baterya nga lithium karon lang ang alternatibo sama sa pagtipig og kusog alang sa pagmaneho sa awto kumpara sa enerhiya nga gitipig sa fossil fuel sa usa ka fuel tank. Ang bisan unsang pagtaas sa kapasidad nga piho sa baterya magdugang sa kaindigay sa kini nga eco-friendly drive. Maglaum lang kita nga ang kalamboan dili mohinay, apan, sa sukwahi, pagpadayon sa daghang mga milya.

Mga pananglitan sa mga salakyanan nga gigamit ang hybrid ug electric baterya

Ang Toyota Prius usa ka klasiko nga hybrid nga adunay gamay nga reserba sa kuryente sa puro nga elektrisidad. pagdrayb

Ang Toyota Prius naggamit usa ka 1,3 kWh NiMH nga baterya, nga panguna nga gigamit ingon usa ka gigikanan sa kuryente alang sa pagpadali ug gitugotan ang usa ka linain nga electric drive nga magamit sa gilay-on nga mga 2 km sa max. katulin sa 50 km / oras. Ang bersyon nga Plug-In naggamit na og mga baterya nga lithium-ion nga adunay kapasidad nga 5,4 kWh, nga nagtugot kanimo nga magmaneho nga eksklusibo sa usa ka electric drive sa gilay-on nga 14-20 km sa labing kadaghan nga katulin. tulin nga 100 km / h.

Opel Ampere-hybrid nga adunay dugang nga reserba sa kuryente sa puro nga e-mail. pagdrayb

Ang de-koryenteng salakyanan nga adunay gipalapdan nga (40-80 km), sama sa pagtawag ni Opel sa upat nga lingkod nga five-door Amper, gipadagan sa usa ka de motor nga de motor nga adunay 111 kW (150 hp) ug 370 Nm nga torque. Ang suplay sa kuryente gipadagan sa 220 T-shaped lithium cells. Adunay kini total nga kusog nga 16 kWh ug timbang nga 180 kg. Ang generator usa ka 1,4 litro nga gasolina nga gasolina nga adunay 63 kW nga output.

Mitsubishi ug MiEV, Citroën C-Zero, Peugeot iOn-clean el. mga awto

Ang mga baterya nga lithium-ion nga adunay kapasidad nga 16 kWh nagtugot sa sakyanan nga mobiyahe hangtod sa 150 km nga dili nag-recharge, sama sa gisukot subay sa standard sa NEDC (New European Driving Cycle). Ang mga baterya nga adunay kusog nga boltahe (330 V) naa sa sulud sa salog ug gipanalipdan usab sa duyan sa duyan gikan sa pagkadaut kung adunay epekto. Kini usa ka produkto sa Lithium Energy Japan, usa ka hiniusa nga panimpalad sa taliwala sa Mitsubishi ug GS Yuasa Corporation. Adunay 88 nga mga artikulo sa katibuk-an. Ang elektrisidad alang sa pagmaneho gihatag sa usa ka 330 V lithium-ion nga baterya, nga naglangkob sa 88 50 Ah cells nga adunay usa ka kinatibuk-ang kapasidad nga 16 kWh. Ang baterya sisingilin gikan sa usa ka outlet sa balay sulud sa unom ka oras, gamit ang usa ka external fast charger (125 A, 400 V), ang baterya sisingilin hangtod 80% sa tunga sa oras.

Ako mismo usa ka dako nga fan sa mga de-koryenteng sakyanan ug kanunay nga nag-monitor kung unsa ang nahitabo sa kini nga lugar, apan ang reyalidad sa pagkakaron dili kaayo malaumon. Gipamatud-an usab kini sa impormasyon sa ibabaw, nga nagpakita nga ang kinabuhi sa lunsay nga electric ug hybrid nga mga sakyanan dili sayon, ug kasagaran usa lamang ka dula nga numero ang nagpakaaron-ingnon. Ang ilang produksiyon labi ka gipangayo ug mahal, ug ang ilang pagkaepektibo kanunay nga gidebatehan. Ang nag-unang disbentaha sa mga de-koryenteng mga sakyanan (hybrids) mao ang ubos kaayo nga piho nga kapasidad sa enerhiya nga gitipigan sa mga baterya kon itandi sa enerhiya nga gitipigan sa conventional fuels (diesel, gasolina, liquefied petroleum gas, compressed natural gas). Aron madala gyud ang gahum sa mga de-koryenteng mga salakyanan nga mas duol sa naandan nga mga awto, ang mga baterya kinahanglan nga makunhuran ang ilang gibug-aton sa labing menos usa ka ikanapulo. Kini nagpasabot nga ang gihisgutan nga Audi R8 e-tron kinahanglan nga magtipig 42 kWh dili sa 470 kg, apan sa 47 kg. Dugang pa, ang oras sa pag-charge kinahanglan nga makunhuran pag-ayo. Mga usa ka oras sa 70-80% nga kapasidad daghan pa, ug wala ako maghisgot bahin sa 6-8 ka oras sa aberids sa usa ka bug-os nga bayad. Dili kinahanglan nga tuohan ang kabuang bahin sa zero production sa CO2 electric nga mga salakyanan usab. Atong timan-an dayon ang kamatuoran nga Ang enerhiya sa atong mga socket gimugna usab sa mga thermal power plant, ug dili lang kini igo nga CO2. Wala pay labot ang mas komplikado nga produksyon sa maong sakyanan, diin ang panginahanglan alang sa CO2 alang sa produksyon mas dako kay sa usa ka classic. Kinahanglang dili nato kalimtan ang bahin sa gidaghanon sa mga sangkap nga adunay bug-at ug makahilo nga mga materyales ug ang ilang problema nga sunod-sunod nga paglabay.

Sa tanan nga mga minus nga gihisgutan ug wala gihisgutan, ang usa ka electric car (hybrid) adunay usab dili ikalimod nga mga bentaha. Sa trapiko sa kasyudaran o sa mas mubu nga mga distansya, ang ilang labi ka ekonomikanhon nga operasyon dili ikalimod, tungod lamang sa prinsipyo sa pagtipig sa enerhiya (pagbawi) sa panahon sa pagpreno, kung sa mga naandan nga salakyanan kini gikuha sa panahon sa pagpreno sa porma sa basura nga init sa hangin, dili aron hisgoti ang posibilidad sa pipila ka km nga pagdrayb libot sa siyudad alang sa barato nga recharging gikan sa publikong e-mail. pukot. Kung atong itandi ang usa ka lunsay nga electric nga sakyanan ug usa ka classic nga sakyanan, nan sa usa ka conventional nga sakyanan adunay internal combustion engine, nga sa iyang kaugalingon usa ka medyo komplikado nga mekanikal nga elemento. Ang gahum niini kinahanglan nga ibalhin sa mga ligid sa usa ka paagi, ug kini kasagaran gihimo pinaagi sa usa ka manual o awtomatik nga transmission. Adunay usa o daghan pa nga mga kalainan sa dalan, usahay usa usab ka driveshaft ug usa ka serye sa mga axle shaft. Siyempre, ang sakyanan kinahanglan usab nga mohinay, ang makina kinahanglan nga mobugnaw, ug kini nga thermal energy walay kapuslanan nga mawala sa palibot isip nahabilin nga kainit. Ang usa ka de-koryenteng awto mas episyente ug mas simple - (wala magamit sa usa ka hybrid nga drive, nga labi ka komplikado). Ang de-koryenteng sakyanan wala'y sulod nga mga gearbox, gearbox, cardan ug tunga nga mga shaft, kalimtan ang bahin sa makina sa atubangan, likod o sa tunga. Kini walay radiator, i.e. coolant ug starter. Ang bentaha sa usa ka electric nga awto mao nga kini maka-install sa mga motor direkta sa mga ligid. Ug sa kalit ikaw adunay hingpit nga ATV nga makakontrol sa matag ligid nga independente sa uban. Busa, sa usa ka de-koryenteng sakyanan, dili lisud ang pagpugong sa usa lamang ka ligid, ug posible usab nga mapili ug makontrol ang labing maayo nga pag-apod-apod sa gahum alang sa pag-corner. Ang matag usa sa mga motor mahimo usab nga usa ka preno, pag-usab hingpit nga independente sa ubang mga ligid, nga nag-convert sa labing menos pipila sa kinetic energy balik ngadto sa elektrikal nga enerhiya. Ingon usa ka sangputanan, ang naandan nga preno mapaubos sa labi ka gamay nga stress. Ang mga makina makahimo sa labing taas nga magamit nga gahum sa hapit bisan unsang oras ug sa walay paglangan. Ang ilang kahusayan sa pag-convert sa enerhiya nga gitipigan sa mga baterya ngadto sa kinetic energy maoy mga 90%, nga mga tulo ka pilo sa naandan nga mga motor. Tungod niini, dili sila makamugna og daghang nahabilin nga kainit ug dili kinahanglan nga lisud pabugnawan. Ang tanan nga imong gikinahanglan alang niini mao ang maayo nga hardware, usa ka control unit ug usa ka maayo nga programmer.

Suma sumárum. Kung ang mga de-kuryenteng awto o Hybrids labi pa nga duul sa mga klasikong awto nga adunay mga makina nga episyente sa gasolina, adunay pa sila usa ka malisud ug lisud nga agianan sa unahan nila. Manghinaut lang ako nga dili kini makumpirma sa usa ka gidaghanon nga nagpahisalaag nga mga numero o. nagpasobra nga pagpamugos gikan sa mga opisyal. Apan dili kita mawad-an sa paglaum. Ang pag-uswag sa nanotechnology tinuud nga naglihok sa mga lakang, ug, tingali, ang mga milagro tinuod nga giandam alang kanato sa dulng nga umaabot.

Sa katapusan, dugangan ko ang usa pa nga makaiikag nga butang. Naa na usay solar refueling station.

Ang Toyota Industries Corp (TIC) naghimo og usa ka solar charge station alang sa mga de-kuryente ug hybrid nga salakyanan. Ang estasyon konektado usab sa grid sa kuryente, mao nga ang 1,9 kW solar panels mas adunay posibilidad nga dugang nga gigikanan sa enerhiya. Gigamit ang usa nga gigikanan sa kaugalingon (solar) nga gigikanan sa kuryente, ang estasyon sa pag-charge mahimong makahatag usa ka maximum nga kusog nga 110 VAC / 1,5 kW, kung konektado sa mga mains, nagtanyag kini usa ka maximum nga 220 VAC / 3,2 kW.

Ang wala magamit nga elektrisidad gikan sa mga solar panel gitipig sa mga baterya, nga mahimong tipiganan 8,4 kWh alang sa ulahi nga paggamit. Posible usab nga maghatag suplay sa kuryente sa network sa pagpanghatag o mga aksesorya sa istasyon sa suplay. Ang mga singil sa pag-charge nga gigamit sa estasyon adunay built-in nga teknolohiya sa komunikasyon nga makahimo sa pag-ila sa mga sakyanan sumala niini. ang ilang mga tag-iya nga naggamit smart cards.

Mahinungdanon nga mga termino alang sa mga baterya

• Gahum nga konsumo - nagpakita sa gidaghanon sa electrical charge (kadaghanon sa enerhiya) nga gitipigan sa baterya. Gipiho kini sa mga oras nga ampere (Ah) o, sa kaso sa gagmay nga mga aparato, sa mga oras sa milliamp (mAh). Ang usa ka 1 Ah (= 1000 mAh) nga baterya sa teoriya nga makahimo sa paghatud sa 1 amp sa usa ka oras.
• Pagsukol sa sulud - nagpaila sa abilidad sa baterya sa paghatag og mas daghan o dili kaayo discharge nga kasamtangan. Alang sa ilustrasyon, duha ka canister ang mahimong gamiton, ang usa adunay gamay nga outlet (taas nga internal nga resistensya) ug ang lain nga adunay mas dako (ubos nga internal nga resistensya). Kon kita mohukom sa paghaw-as niini, ang usa ka canister nga adunay mas gamay nga lungag sa kanal mohinay sa paghaw-as.
• Baterya nga gihatagan boltahe nga boltahe - alang sa nickel-cadmium ug nickel-metal hydride nga mga baterya, kini mao ang 1,2 V, lead 2 V ug lithium gikan sa 3,6 ngadto sa 4,2 V. Atol sa operasyon, kini nga boltahe magkalahi sulod sa 0,8 - 1,5 V alang sa nickel -cadmium ug nickel-metal hydride nga mga baterya, 1,7 - 2,3 V alang sa lead ug 3-4,2 ug 3,5-4,9 alang sa lithium.
• Pag-charge karon, kasamtangan nga pagtuman – gipahayag sa amperes (A) o milliamps (mA). Importante kini nga impormasyon alang sa praktikal nga paggamit sa baterya nga gipangutana alang sa usa ka partikular nga device. Gitino usab niini ang mga kondisyon alang sa husto nga pag-charge ug pagdiskarga sa baterya aron ang kapasidad niini magamit sa labing taas ug sa samang higayon dili malaglag.
• Nag-charge acc. pagtunaw kurba - graphic nga gipakita ang pagbag-o sa boltahe depende sa oras sa pag-charge o pagdiskarga sa baterya. Kung ang baterya ma-discharge, kasagaran adunay gamay nga pagbag-o sa boltahe sa gibana-bana nga 90% sa oras sa pag-discharge. Busa, lisud kaayo ang pagtino sa kasamtangan nga kahimtang sa baterya gikan sa gisukod nga boltahe.
• Pagtangtang sa kaugalingon, paglaya sa kaugalingon – Ang baterya dili makapadayon sa kuryente sa tanang panahon. enerhiya, tungod kay ang reaksyon sa mga electrodes usa ka mabalik nga proseso. Ang usa ka gi-charge nga baterya anam-anam nga nag-discharge sa iyang kaugalingon. Kini nga proseso mahimong molungtad gikan sa daghang mga semana hangtod sa mga bulan. Sa kaso sa lead-acid nga mga baterya, kini mao ang 5-20% kada bulan, alang sa nickel-cadmium nga mga baterya - mga 1% sa electric charge kada adlaw, sa kaso sa nickel-metal hydride nga mga baterya - mga 15-20% matag bulan, ug ang lithium mawad-an ug mga 60%. kapasidad sulod sa tulo ka bulan. Ang pagdiskarga sa kaugalingon nagdepende sa temperatura sa palibot ingon man sa internal nga pagsukol (mga baterya nga adunay mas taas nga internal nga pagsukol sa pagdiskarga dili kaayo) ug siyempre ang disenyo, mga materyales nga gigamit ug pagkabuhat hinungdanon usab.
•  Baterya (kit) – Sa talagsaong mga kaso lamang nga ang mga baterya gigamit nga tagsa-tagsa. Kasagaran sila konektado sa usa ka set, hapit kanunay konektado sa serye. Ang maximum nga kasamtangan sa maong usa ka set mao ang katumbas sa maximum nga kasamtangan sa usa ka indibidwal nga cell, ang rated boltahe mao ang gidaghanon sa mga rated boltahe sa tagsa-tagsa nga mga selula.
•  Pagkolekta sa mga baterya.  Ang usa ka bag-o o wala magamit nga baterya kinahanglan ipailalom sa usa, apan labi nga daghang (3-5) mahinay nga bug-os nga pag-charge ug hinay nga paggawas sa siklo. Ang kini nga hinay nga proseso nagtakda sa mga parameter sa baterya sa gitinguha nga lebel.
•  Epekto sa memorya – Mahitabo kini kung ang baterya gi-charge ug gi-discharge sa parehas nga lebel nga adunay gibana-bana nga kanunay, dili kaayo kusog, ug kinahanglan nga wala’y bug-os nga bayad o lawom nga pag-discharge sa cell. Kini nga side effect nakaapekto sa NiCd (minimally usab NiMH).