Batterie per veiculi ibridi è elettrichi

In u nostru articulu precedente, avemu discututu a batteria cum'è una fonte di elettricità, necessaria principalmente per avviare una vittura, ma ancu per u funziunamentu relativamente à breve termine di apparecchiature elettriche. Tuttavia, esigenze cumpletamente diverse sò imposti à e pruprietà di e batterie aduprate in u campu di a propulsione di grandi dispositivi mobili, in u nostru casu, veiculi ibridi è veiculi elettrichi. Una quantità assai più grande di energia immagazzinata hè necessaria per alimentà un veiculu è deve esse almacenata in qualchì locu. In una vittura classica cù un mutore à combustione interna, hè almacenata in u tank in forma di benzina, diesel o GPL. In u casu di una vittura elettrica o una vittura ibrida, hè conservatu in batterie, chì pò esse descrittu cum'è u prublema principale di a vittura elettrica.

L'accumulatori attuali ponu almacenà poca energia, mentre sò piuttostu ingombranti, pesanti, è à u listessu tempu, per a so rifornimentu massimu, ci vole parechje ore (di solitu 8 o più). In cuntrastu, i veiculi cunvinziunali cù mutori à combustione interna ponu immagazzinà una grande quantità di energia paragunatu à e batterie in un picculu casu, à cundizione chì ci vole solu un minutu, forse dui, per ricaricà si. Sfurtunatamente, u prublema di u magazinu di l'elettricità hà afflittu i veiculi elettrichi dapoi a so creazione, è malgradu un prugressu innegabile, a so densità energetica necessaria per alimentà un veiculu hè sempre assai bassa. In e prossime linee, risparmiu email Discuteremu nantu à l'energia in più dettagliu è pruvemu à avvicinà a vera realtà di e vitture cù azionamentu puramente elettricu o ibridu. Ci sò parechji miti intornu à queste "vitture elettroniche", dunque ùn face male di fighjà di più attentamente i vantaghji o i svantaghji di tali discu.

Sfortunatamente, i figuri dati da i pruduttori sò ancu assai dubbiti è sò piuttostu teorichi. Per esempiu, u Kia Venga cuntene un mutore elettricu cù una putenza di 80 kW è un torque di 280 Nm. L'energia hè furnita da batterie di lithium-ion cù una capacità di 24 kWh, a gamma stimata di Kia Vengy EV secondu u fabricatore hè 180 km. A capacità di e batterie ci dice chì, cumplettamente carica, ponu furnisce un cunsumu di u mutore di 24 kW, o alimentate un cunsumu di 48 kW in una meza ora, etc. Un semplice recalculazione, è ùn pudemu micca guidà 180 km. . Se vulemu pensà à una tale gamma, allora duvemu guidà una media di 60 km / h per circa 3 ore, è a putenza di u mutore seria solu un decimu di u valore nominale, vale à dì 8 kW. In altri palori, cù un passaghju veramente attentu (attenzione), induve quasi certamente aduprà u frenu in u travagliu, un tali ride hè teoricamente pussibule. Di sicuru, ùn avemu micca cunsideratu l'inclusione di diversi accessori elettrici. Ognunu pò digià imaginà ciò chì un autonegazione paragunatu à una vittura classica. À u listessu tempu, versate 40 litri di carburante diesel in u classicu Venga è guidate centinaie è centinaie di chilometri senza restrizioni. Perchè hè cusì ? Pruvemu di paragunà quantu di sta energia è quantu pesu una vittura classica pò tene in u tank, è quantu una vittura elettrica pò tene in batterie - leghjite più quì QUI.

Uni pochi di fatti da a chimica è a fisica

• putenza calorifica di l'essenza: 42,7 MJ / kg,
• putenza calorifica di u gasoil: 41,9 MJ / kg,
• densità di benzina: 725 kg / m3,
• densità d'oliu: 840 kg / m3,
• Joule (J) = [kg * m2 / s2],
• Watt (W) = [J / s],
• 1 MJ = 0,2778 kWh.

L'energia hè a capacità di fà u travagliu, misurata in joule (J), kilowatt-ora (kWh). U travagliu (mecànicu) hè manifestatu da un cambiamentu di energia durante u muvimentu di u corpu, hà i stessi unità cum'è energia. U putere esprime a quantità di travagliu fattu per unità di tempu, l'unità di basa hè u watt (W).

Potenza specifica di e fonti d'energia

Risorsa energetica	Valeur caloricu / densità kg	Valeur caloricu / l Energia / l	Energia / chilò
Gasoline	42,7 MJ / chilò 725 chilò / m3	30,96 MJ / l 8,60 kWh / l	11,86 kWh / chilò
Oliu	41,9 MJ / chilò 840 chilò / m3	35,20 MJ / l 9,78 kWh / l	11,64 kWh / chilò
Batteria Li-ion (Audi R8 e-tron)	42 kWh 470 chilò		0,0893 kWh / chilò

Da quì sopra hè chjaru chì, per esempiu, cun un valore calorificu di 42,7 MJ / kg è una densità di 725 kg / m3, a benzina offre un'energia di 8,60 kWh per litru o 11,86 kWh per kilogramu. Se custruimu e batterie attuali chì sò avà installate in veiculi elettrichi, per esempiu, lithium-ion, a so capacità hè menu di 0,1 kWh per chilugrammu (per simplicità, cunsidereremu 0,1 kWh). I carburanti convenzionali furniscenu più di centu volte più energia per u listessu pesu. Capirete chì questu hè una differenza enorme. Se a scumpartemu in piccule, per esempiu, una Chevrolet Cruze cù una batteria di 31 kWh trasporta energia chì pò accade in menu di 2,6 kg di benzina o, se vulete, circa 3,5 litri di benzina.

Si pò sapè cumu hè pussibule chì una vittura elettrica parta da tuttu, è micca chì averà sempre più di 100 km d'energia. U mutivu hè simplice. U mutore elettricu hè assai più efficiente in termini di cunversione di energia immagazzinata in energia meccanica. Tipicamente, duveria avè un'efficienza di 90%, mentre l'efficienza di un mutore à combustione interna hè circa 30% per un mutore à benzina è 35% per un mutore diesel. Dunque, per furnisce a stessa putenza à u mutore elettricu, basta cun una riserva energetica assai più bassa.

Facilità d'utilizazione di unità individuale

Dopu avè evaluatu u calculu simplificatu, si assume chì pudemu ottene circa 2,58 kWh d'energia meccanica da un litru di benzina, 3,42 kWh da un litru di gasoil, è 0,09 kWh da un kilogramu di una bateria di lithium-ion. Allora a diffarenza ùn hè micca più di centu volte, ma solu una trenta volte. Questu hè u megliu numeru, ma ancu micca veramente rosa. Per esempiu, cunzidira l'Audi R8 sportiva. E so batterie completamente cariche, chì pesanu 470 kg, anu un equivalente energeticu di 16,3 litri di benzina o solu 12,3 litri di gasoil. Or, si avemu avutu un Audi A4 3,0 TDI cù una capacità di cisterna di 62 litri di gasoil è vulemu avè a listessa gamma nantu à una unità di bateria pura, avemu bisognu di circa 2350 kg di batterie. Finu a ora, stu fattu ùn dà micca a vittura elettrica un futuru assai brillanti. Tuttavia, ùn ci hè micca bisognu di lancià una fucile à u segale, postu chì a prissioni per sviluppà tali "e-cars" serà tolta da u lobby verde spietatu, cusì chì l'automobilisti piace o micca, anu da pruduce qualcosa "verde". . ". Un sustitutu definitu per un puramente elettricu hè l'ibridi chjamati, chì combina un mutore di combustione interna cù un mutore elettricu. Attualmente i più cunnisciuti sò, per esempiu, Toyota Prius (Auris HSD cù a listessa tecnulugia hibrida) o Honda Inside. Tuttavia, a so gamma puramente elettrica hè sempre ridere. In u primu casu, circa 2 km (in l'ultima versione di Plug In hè aumentatu "à" 20 km), è in u sicondu, Honda ùn hè ancu chjappà nantu à una unità puramente elettrica. Finu a ora, l'efficacità resultanti in a pratica ùn hè micca miraculosa cum'è a publicità di massa suggerisce. A rialtà hà dimustratu chì ponu culurite cù qualsiasi muvimentu blu (ecunumia) soprattuttu cù tecnulugia cunvinziunali. U vantaghju di a centrale ibrida hè principarmenti in l'ecunumia di carburante durante a guida in cità. Audi hà dettu pocu tempu chì attualmente hè solu necessariu di riduce u pesu di u corpu per ottene, in media, a listessa ecunumia di carburante chì alcune marche ghjunghjenu installendu un sistema hibridu in una vittura. I mudelli novi di certi vitture pruvucanu ancu chì questu ùn hè micca un urlo in u bughju. Per esempiu, u Volkswagen Golf di settima generazione recentemente introduttu utilizza cumpunenti più ligeri per amparà è in pratica usa menu carburante chè prima. U fabricatore giapponese Mazda hà pigliatu una direzzione simili. Nunustanti sti dichjarazioni, u sviluppu di un drive hibridu "long-range" cuntinueghja. Cum'è un esempiu, aghju citatu l'Opel Ampera è, paradoxalmente, u mudellu di l'Audi A1 e-tron.

Facilità d'utilizazione di unità individuale

Risorsa energetica	Efficienza di u mutore	Energia efficace / l	Energia efficace / kg
Gasoline	0,30	2,58 kWh / l	3,56 kWh / chilò
Oliu	0,35	3,42 kWh / l	4,07 kWh / chilò
Batterie à liti-ion	0,90	-	OK. 0,1 kWh / kg

Opel Corsa

Benchì l'Opel Ampera sia spessu presentata cum'è veiculu elettricu, hè in realtà un veiculu ibridu. In più di u mutore elettricu, l'Ampere utilizza ancu un mutore di combustione interna da 1,4 litri 63 kW. Tuttavia, stu mutore à benzina ùn cunduce micca direttamente e roti, ma agisce da generatore in casu chì e batterie sianu senza elettricità. energia. A parte elettrica hè rappresentata da un mutore elettricu cù una potenza di 111 kW (150 CV) è un torque di 370 Nm. L'alimentazione elettrica hè alimentata da cellule di litiu in forma di 220. Anu una putenza totale di 16 kWh è pesanu 180 kg. Sta vittura elettrica pò viaghjà 40-80 km nant'à un drive puramente elettricu. Sta distanza hè spessu sufficiente per a guida di a cità tutta a ghjurnata è riduce significativamente i costi operativi postu chì u trafficu di a cità richiede un cunsumu significativu di carburante in u casu di i motori à combustione. E batterie ponu ancu esse ricaricate da una presa standard, è quandu sò cumbinate cù un mutore à combustione interna, a portata di l'Ampera si estende à cinque centu chilometri assai rispettabili.

Audi e electron A1

Audi, chì preferisce un drive classicu cù una tecnulugia più avanzata cà un drive hibridu tecnicamente assai esigenti, hà introduttu una interessante vittura hibrida A1 e-tron più di dui anni fà. E batterie di lithium-ion cù una capacità di 12 kWh è un pesu di 150 kg sò caricate da un mutore Wankel cum'è parte di un generatore chì usa l'energia in forma di benzina almacenata in un tank di 254 litri. U mutore hà un voluminu di 15 metri cubi. cm è genera 45 kW / h el. energia. U mutore elettricu hà una putenza di 75 kW è pò pruduce sin'à 0 kW di putenza in pocu tempu. L'accelerazione da 100 à 10 hè di circa 130 seconde è una velocità massima di circa 50 km / h. A vittura pò viaghjà circa 12 km intornu à a cità nantu à una unità puramente elettrica. Dopu à u depletion di e. l'energia hè discretamente attivata da u mutore di combustione interna rotativa è ricaricà l'electricità. energia per batterie. L'autonomia tutale cù batterie completamente carica è 250 litri di benzina hè di circa 1,9 km cù un cunsumu mediu di 100 litri per 1450 km. U pesu operativu di u veiculu hè 12 kg. Fighjemu una cunversione simplice per vede in paragone direttu quantu energia hè ammucciata in un tank di 30 litri. Assumindu una efficienza di u mutore Wankel mudernu di 70%, allora 9 kg di questu, inseme cù 12 kg (31 L) di benzina, hè equivalente à 79 kWh d'energia almacenata in batterie. Allora 387,5 kg di mutore è tank = 1 kg di batterie (calculate in pesi Audi A9 e-Tron). Se vuliamu aumentà u tank di carburante da 62 litri, avemu digià XNUMX kWh d'energia dispunibule per alimentà a vittura. Allora pudemu cuntinuà. Ma deve avè una cattura. Ùn serà più una vittura "verde". Allora ancu quì hè chjaramente vistu chì l'accionamentu elettricu hè limitatu significativamente da a densità di putenza di l'energia almacenata in e batterie.

In particulare, u prezzu più altu, è ancu u pesu altu, hà purtatu à u fattu chì l'ibrida di l'Audi hà gradualmente sbulicatu in u fondu. Tuttavia, questu ùn significa micca chì u sviluppu di vitture hibridi è veiculi elettrichi in Audi hà completamente deprezzatu. L'infurmazioni nantu à a nova versione di u mudellu A1 e-tron hè apparsu pocu tempu. Paragunatu à u precedente, u mutore rotativu / generatore hè statu rimpiazzatu da un turbocompressore à trè cilindri di 1,5 kW 94 litri. L'usu di l'unità di combustione interna classica hè stata furzata da l'Audi soprattuttu per via di e difficultà assuciate à sta trasmissione, è u novu mutore di trè cilindri hè cuncepitu micca solu per carricà e batterie, ma ancu travaglià direttamente cù i roti di mutore. E batterie Sanyo anu una pruduzzione identica di 12 kWh, è a gamma di l'accionamentu puramente elettricu hè stata ligeramente aumentata à circa 80 km. Audi dice chì l'A1 e-tron aghjurnatu duveria in media un litru per centu chilometri. Sfurtunatamente, sta spesa hà un snag. Per i veiculi ibridi cù una gamma pura elettrica estesa. drive usa una tecnica interessante per u calculu di u flussu finali. U cunsumu chjamatu hè ignoratu. rifornimentu da a rete di carica di a bateria, è ancu u cunsumu finali l / 100 km, solu piglia in contu u cunsumu di benzina per l'ultimi 20 km di guida, quandu ci hè l'electricità. carica di batterie. Per un calculu assai simplice, pudemu calculà questu se e batterie sò state scaricate in modu adattatu. avemu guidatu dopu chì u putere si n'andò. energia da batterie puramente gasoline, in u risultatu, u cunsumu aumenterà cinque volte, vale à dì 5 litri di benzina per 100 km.

Audi A1 e-tron II. generazione

Problemi di conservazione di l'elettricità

U prublema di u almacenamentu di l'energia hè vechju cum'è l'ingegneria elettrica stessu. I primi fonti di l'electricità eranu cellule galvaniche. Dopu à pocu tempu, a pussibilità di un prucessu reversibile di l'accumulazione di l'electricità in i celluli galvanichi secundarii - batterie hè stata scuperta. I primi batterie utilizati eranu batterie di piombo, dopu à pocu tempu nickel-ferru è un pocu dopu nickel-cadmium, è u so usu praticu durò più di centu anni. Hè ancu esse aghjustatu chì, malgradu a ricerca intensiva in u mondu in questu spaziu, u so disignu di basa ùn hà micca cambiatu assai. Utilizendu e tecnulugia di fabricazione novi, migliurà e proprietà di i materiali di basa è utilizendu novi materiali per i separatori di cellule è di navi, era pussibule di riduce ligeramente a gravità specifica, riduce l'autodiscarica di e cellule, è aumentà u cunfortu è a sicurità di l'operatore. ma hè quì. U svantaghju più significativu, ie. Un rapportu assai sfavorevule di a quantità di energia almacenata à u pesu è u voluminu di e batterie restava. Per quessa, sti batterie sò stati utilizati principarmenti in l'applicazioni statiche (fornimenti di salvezza di salvezza in casu chì l'alimentazione principale falla, etc.). Batterie sò stati utilizati com'è una fonte d'energia per i sistemi di trazione, in particulare nantu à e ferrovie (carru di trasportu), induve u pesu pesu è dimensioni significativu ùn anu micca interferitu troppu.

Avanzamentu di almacenamentu di energia

Tuttavia, a necessità di sviluppà cellule cù poche capacità è dimensioni in ore ampere hè aumentata. Cusì, e cellule primarie alcaline è e versioni sigillate di batterie nickel-cadmiu (NiCd) è poi di nickel-metal hydride (NiMH) sò state furmate. Per l'incapsulamentu di e cellule, sò state scelte e stesse forme è dimensioni di maniche cum'è per e cellule di cloruru di zincu primariu finora cunvinziunali. In particulare, i parametri rializati di batterie à nickel-metallo idride permettenu di aduprà, in particulare, in telefunini mobili, laptop, unità manuali di strumenti, ecc. grande capacità in ampere-ore. L'arrangementu lamellare di u sistema di l'elettrodu di grande cellula hè rimpiazzatu da a tecnulugia di cunversione di u sistema di elettrodi, cumprese i separatori, in una bobina cilindrica, chì hè inserita è cuntatta cù cellule di forma regulare in dimensioni AAA, AA, C è D, risp. multipli di a so dimensione. Per alcune applicazioni speciali, cellule piatte speciali sò prodotte.

U vantaghju di e cellule ermetiche cù elettrodi spirali hè parechje volte più grande capacità di carica è scaricamentu cù alti currenti è u rapportu di a densità di energia relativa à u pesu è u voluminu di e cellule cumparatu cù u disignu classicu di grande cellula. U svantaghju hè più autodiscarica è menu cicli di travagliu. A capacità massima di una sola cellula NiMH hè di circa 10 Ah. Ma, cum'è cù l'altri cilindri di diametru più grande, ùn permettenu micca di carricà troppu currenti elevati per via di a dissipazione di u calore problematicu, chì riduce assai l'usu in i veiculi elettrici, è per quessa sta fonte hè solu aduprata cum'è una batteria ausiliaria in un sistema hibridu (Toyota Prius). 1,3 kWh).

Un avanzu significativu in u campu di l'almacenamiento d'energia hè statu u sviluppu di batterie di lithium sicuru. U lithium hè un elementu cù un altu valore potenziale elettrochimicu, ma hè ancu estremamente reattivu in un sensu oxidativu, chì causa ancu prublemi quandu si usa lithium metal in a pratica. Quandu u lithium entra in cuntattu cù l'ossigenu atmosfericu, a combustione si faci, chì, secondu e proprietà di l'ambiente, pò avè u caratteru di una splusione. Sta pruprietà dispiacevule pò esse eliminata sia da prutege currettamente a superficia, sia cù l'usu di composti di lithium menu attivi. Attualmente, i batterie di lithium-ion è lithium-polymer più cumuni cù una capacità di 2 à 4 Ah in ampere-ora. U so usu hè simile à quellu di NiMh, è à una volta di scaricamentu mediu di 3,2 V, 6 à 13 Wh di energia hè dispunibule. Comparatu à e batterie di nichel-metallu idruru, e batterie di lithium ponu almacenà duie à quattru volte più energia per u stessu voluminu. E batterie di lithium-ion (polimeru) anu un elettrolitu in gel o forma solida è ponu esse fabbricate in cellule piatte sottili quant'è uni pochi decimi di millimetru in quasi ogni forma per adattà à i bisogni di l'applicazione rispettiva.

L'accionamentu elettricu in una vittura di passageru pò esse fattu cum'è u principale è solu unu (caru elettricu) o cumminatu, induve l'accionamentu elettricu pò esse sia a fonte dominante è ausiliaria di trazione (ibrida). Sicondu a variante utilizata, i bisogni energetichi per u funziunamentu di u veiculu è dunque a capacità di e batterie sò diffirenti. In i veiculi elettrichi, a capacità di a bateria hè trà 25 è 50 kWh, è cù una unità hibrida, hè naturalmente più bassa è varieghja da 1 à 10 kWh. Da i valori dati, si pò vede chì à una volta di una cellula (lithium) di 3,6 V, hè necessariu di cunnette e cellule in serie. Per riduce e perdite in i cunduttori di distribuzione, inverter è avvolgimenti di u mutore, hè cunsigliatu di selezziunà una tensione più altu di u solitu in a reta di bordu (12 V) per i drive - i valori cumunimenti usati sò da 250 à 500 V. oghje, e cellule di Lithium sò ovviamente u tipu più adattatu. Certamente, sò sempre assai caru, soprattuttu quandu paragunate à e batterie di piombo-acidu. Tuttavia, sò assai più difficiuli.

A tensione nominale di e cellule di bateria di lithium cunvinziunali hè 3,6 V. Stu valore hè diversu da e cellule di idruru di nichel-metallu, rispettivamente. NiCd, chì anu una tensione nominale di 1,2 V (o piombo - 2 V), chì, s'ellu hè adupratu in a pratica, ùn permettenu micca intercambiabilità di i dui tipi. A carica di sti batterie di lithium hè carattarizata da a necessità di mantene assai precisamente u valore di a tensione massima di carica, chì esige un tipu speziale di caricatore è, in particulare, ùn permette micca l'usu di sistemi di carica pensati per altri tipi di cellule.

Caratteristiche principali di e batterie al litiu

E caratteristiche principali di e batterie per veiculi elettrichi è ibridi ponu esse cunsiderate cum'è e so caratteristiche di carica è di scarica.

Caratteristica di carica 

U prucessu di carica richiede una regulazione di a corrente di carica, u cuntrollu di a tensione di a cellula è u cuntrollu di a temperatura attuale ùn ponu esse saltati. Per e cellule di litiu in usu oghje chì utilizanu LiCoO2 cum'è l'elettrodu di u catodu, u limitu massimu di tensione di carica hè da 4,20 à 4,22 V per cella. Superà stu valore porta à danni à e pruprietà di a cellula è, à u cuntrariu, u mancatu di ghjunghje à questu valore significa micca aduprà a capacità nominale di a cellula. Per a ricarica, si usa a caratteristica IU abituale, vale à dì, in a prima fase hè caricata cun corrente costante finu à chì una tensione di 4,20 V / cella hè ghjunta. A corrente di carica hè limitata à u valore massimu ammissibile specificatu da u fabbricante di cellule, rispettivamente. ozzione piglia. U tempu di carica à a prima tappa varieghja da parechje decine di minuti à parechje ore, secondu a magnitudine di u currente di carica. A tensione di a cellula aumenta gradualmente finu à u massimu. valori di 4,2 V. Cum'è digià citatu, sta tensione ùn deve esse superata per via di u risicu di danni à a cellula. In a prima fase di carica, 70 à 80% di l'energia hè conservata in e cellule, in a seconda fase u restu. In a seconda fase, a tensione di carica hè mantenuta à u valore massimu ammissibile, è a corrente di carica diminuisce gradualmente. A carica hè cumpleta quandu u currente hè calatu à circa 2-3% di u currente di scarica nominale di a cellula. Postu chì u valore massimu di i currenti di ricarica in u casu di e cellule più chjuche hè ancu parechje volte superiore à a corrente di scarica, una parte significativa di l'elettricità pò esse salvata in a prima fase di ricarica. energia in un tempu relativamente curtu (circa ½ è 1 ora). Cusì, in casu di emergenza, hè pussibile caricare e batterie di un veìculu elettricu à una capacità sufficiente in un tempu relativamente cortu. Ancu in u casu di e cellule di litiu, l'elettricità accumulata diminuisce dopu un certu periodu di conservazione. Tuttavia, questu accade solu dopu à circa 3 mesi di fermu.

Caratteristiche di scarica

A tensione prima cala rapidamente à 3,6-3,0 V (secondu a magnitudine di u currente di scarica) è ferma guasi custante per tutta a scarica sana. Dopu l'esaurimentu di a fornitura di e-mail. l'energia riduce dinò a tensione di a cellula assai prestu. Dunque, a scarica deve esse finita micca più tardi à a tensione di scarica specificata da u fabbricante, chì hè da 2,7 à 3,0 V.

Altrimenti, a struttura di u pruduttu pò esse danneggiata. U prucessu di scaricamentu hè relativamente faciule da cuntrullà. Hè limitata solu da u valore di a corrente è si ferma quandu u valore di a tensione di scarica finale hè ghjuntu. L'unicu prublema hè chì e pruprietà di e cellule individuali in un accordu sequenziale ùn sò mai listesse. Dunque, ci vole à fà casu à assicurà chì a tensione di qualsiasi cellula ùn fala micca sottu à a tensione di scarica finale, chì pò danneghja è causà dunque un malfunzionamentu di tutta a batteria. U listessu deve esse cunsideratu quandu si carica a batteria.

U tippu menzionatu di cellule di litiu cù un materiale di catodu diversu, in cui l'ossidu di cobalt, nichel o manganese hè rimpiazzatu da u fosfidu Li3V2 (PO4) 3, elimina i rischi citati di dannu à a cellula per mancanza di conformità. una capacità più alta. Hè dinò dichjarata a so vita di serviziu dichjarata di circa 2 cicli di carica (à 000% di scarica) è soprattuttu u fattu chì quandu a cellula hè completamente scarica, ùn serà micca dannighjata. U vantaghju hè ancu una tensione nominale più alta di circa 80 quandu si carica finu à 4,2 V.

Da a descrizzione di sopra, pò esse chjaramente indicatu chì e batterie al litiu sò attualmente l'unica alternativa cum'è u almacenamentu di l'energia per guidà una vittura in quantu l'energia almacenata in combustibile fossile in un serbatu di carburante. Ogni aumentu di a capacità specifica di a batteria aumenterà a cumpetitività di questu discu eculogicu. Ùn pudemu chè sperà chì u sviluppu ùn rallenti micca, ma, à u cuntrariu, avanzà parechji chilometri.

Esempii di veiculi chì utilizanu batterie ibride è elettriche

Toyota Prius hè un ibridu classicu cù una riserva di putenza bassa annantu à l'elettricu puru. cunduce

U Toyota Prius utilizza una batteria NiMH da 1,3 kWh, chì hè principalmente usata cum'è fonte di energia per l'accelerazione è permette di utilizà un drive elettricu separatu per una distanza di circa 2 km à u massimu. velocità di 50 km / h. A versione Plug-In utilizza dighjà batterie à liti di ioni di litiu cù una capacità di 5,4 kWh, chì permette di guidà solu nantu à un discu elettricu per una distanza di 14-20 km à una velocità massima. velocità 100 km / h.

Opel Ampere-hybrid cù riserva di putenza aumentata nantu à e-mail pura. cunduce

U veìculu elettricu cù una portata allargata (40-80 km), cume Opel chjama l'Amper à cinque porte à quattru posti, hè alimentatu da un mutore elettricu chì produce 111 kW (150 CV) è 370 Nm di coppia. L'alimentazione hè alimentata da 220 cellule di litiu in forma di T. Anu una putenza totale di 16 kWh è pesanu 180 kg. U generatore hè un mutore à benzina 1,4 litri cù una potenza di 63 kW.

Mitsubishi è MiEV, Citroën C-Zero, Peugeot iOn-clean el. vitture

E batterie à u litiu-ionu cù una capacità di 16 kWh permettenu à u veiculu di viaghjà finu à 150 km senza ricaricà, cumu misuratu in cunfurmità cù u standard NEDC (New European Driving Cycle). E batterie à alta tensione (330 V) sò situate à l'internu di u pavimentu è sò ancu prutette da u quadru di a culla da danni in casu d'impattu. Hè un pruduttu di Lithium Energy Japan, una impresa cumuna trà Mitsubishi è GS Yuasa Corporation. Ci sò 88 articuli in tuttu. L'elettricità per l'azionamentu hè furnita da una batteria di ioni di litiu 330 V, cumposta da 88 celle 50 16 Ah cù una capacità totale di 125 kWh. A batteria serà caricata da una presa di casa in sei ore, aduprendu un caricatore veloce esternu (400 A, 80 V), a batteria serà caricata à XNUMX% in una mezz'ora.

Eiu stessu sò un grande fan di i veiculi elettrici è cuntrollà constantemente ciò chì succede in questa zona, ma a realità in u mumentu ùn hè micca cusì ottimista. Questu hè ancu cunfirmatu da l'infurmazioni sopra, chì mostra chì a vita di i veiculi elettrichi è ibridi puri ùn hè micca faciule, è spessu solu un ghjocu di numeri finta di esse. A so pruduzzione hè sempre assai esigenti è caru, è a so efficacità hè ripetutamente discutibile. U principale svantaghju di i veiculi elettrichi (ibridi) hè a capacità specifica assai bassa di l'energia almacenata in batterie paragunate à l'energia almacenata in i carburanti cunvinziunali (diesel, gasoline, gasu di petroliu licu, gas naturale cumpressu). Per avvicinà veramente a putenza di i veiculi elettrichi à e vitture cunvinziunali, e batterie anu da riduce u so pesu da almenu un decimu. Questu significa chì l'Audi R8 e-tron citatu hà avutu per almacenà 42 kWh micca in 470 kg, ma in 47 kg. Inoltre, u tempu di carica deve esse ridutta significativamente. Circa una ora à 70-80% di capacità hè sempre assai, è ùn sò micca parlatu di 6-8 ore in media nantu à una carica completa. Ùn ci hè micca bisognu di crede à a stronzata nantu à a pruduzzione zero di veiculi elettrici CO2. Fighjemu immediatamente u fattu chì L'energia in i nostri sockets hè ancu generata da e centrali termali, è ùn sò micca solu pruduce abbastanza CO2. Senza parlà di a pruduzzione più cumplessa di un tali caru, induve a necessità di CO2 per a produzzione hè assai più grande ch'è in un classicu. Ùn ci vole micca scurdà di u nùmeru di cumpunenti chì cuntenenu materiali pisanti è tossichi è a so eliminazione sussegwente problematica.

Cù tutti i minus citati è micca citati, una vittura elettrica (ibrida) hà ancu vantaghji innegabili. In u trafficu urbanu o nantu à distanze più brevi, u so funziunamentu più ecunomicu hè innegabile, solu per via di u principiu di l'almacenamiento d'energia (ricuperazione) durante u frenu, quandu in i veiculi cunvinziunali hè sguassatu durante u frenu in forma di calore residuale in l'aria, per micca. menziunà a pussibilità di uni pochi km di guida intornu à a cità per una ricarica economica da e-mail publicu. net. Se paragunemu una vittura elettrica pura è una vittura classica, allora in una vittura cunvinziunali ci hè un mutore di combustione interna, chì in sè stessu hè un elementu meccanicu abbastanza cumplessu. U so putere deve esse trasferitu à i roti in qualchì modu, è questu hè soprattuttu fattu per una trasmissione manuale o automatica. Ci hè sempre unu o più differenziali in u modu, à volte ancu un driveshaft è una seria di fusti d'assi. Di sicuru, a vittura hà ancu bisognu di rallentà, u mutore hà da rinfriscà, è sta energia termale hè inutilmente persa à l'ambiente cum'è u calore residuale. Un caru elettricu hè assai più efficau è simplice - (ùn hè micca appiicatu à una unità hibrida, chì hè assai cumplicata). U carru elettricu ùn cuntene micca scatuli di trasmissione, scatuli di trasmissione, cardans è half shafts, scurdate di u mutore in fronte, in daretu o in mezu. Ùn cuntene un radiatore, vale à dì coolant è starter. U vantaghju di una vittura elettrica hè chì pò installà muturi direttamente in i roti. È di colpu avete u ATV perfettu chì pò cuntrullà ogni rota indipindentamente di l'altri. Per quessa, cù un veìculu elettricu, ùn serà micca difficiule di cuntrullà una sola rota, è hè ancu pussibule di selezziunà è cuntrullà a distribuzione ottimale di u putere per curre. Ognunu di i mutori pò ancu esse un frenu, torna completamente indipendente di l'altri roti, chì cunverte almenu una parte di l'energia cinetica in energia elettrica. In u risultatu, i freni cunvinziunali seranu sottumessi à assai menu stress. I mutori ponu pruduce a putenza massima dispunibile in quasi ogni mumentu è senza ritardu. A so efficienza in a cunversione di l'energia almacenata in batterie in energia cinetica hè di circa 90%, chì hè circa trè volte quella di i motori cunvinziunali. In cunseguenza, ùn generanu micca u calore residuale è ùn anu micca bisognu di esse difficili di rinfriscà. Tuttu ciò chì avete bisognu per questu hè un bonu hardware, una unità di cuntrollu è un bonu programatore.

Suma sumárum. Se e vitture elettriche o Ibridi sò ancu più vicini à e vitture classiche cù motori efficienti in carburante, anu sempre un caminu assai difficiule è difficiule davanti à elli. Speru solu chì questu ùn sia micca cunfirmatu da un numeru di numeri ingannevuli o. pressione esagerata da i funzionari. Ma ùn disperemu. U sviluppu di a nanotecnulugia si move veramente à passi passati, è, forse, miraculi ci sò in riserva in un prossimu avvene.

Infine, aghjunghje una cosa più interessante. Ci hè dighjà una stazione di rifornimentu solare.

Toyota Industries Corp (TIC) hà sviluppatu una stazione di ricarica solare per i veiculi elettrichi è ibridi. A stazione hè ancu cunnessa à a rete elettrica, dunque i pannelli solari 1,9 kW sò più probabilmente una fonte addizionale di energia. Aduprendu una fonte di energia autonoma (sulare), a stazione di ricarica pò furnisce una putenza massima di 110 VAC / 1,5 kW, quandu hè cunnessa à a rete, offre un massimu di 220 VAC / 3,2 kW.

L'elettricità inutilizzata da i pannelli solari hè almacenata in batterie, chì ponu almacenà 8,4 kWh per un usu dopu. Hè ancu pussibule di furnisce l'electricità à a rete di distribuzione o l'accessorii di stazioni di furnimentu. I stand di ricarica aduprati in a stazione anu una tecnulugia di cumunicazione integrata capace d'identificà i veiculi in stu modu. i so pruprietari chì utilizanu smart cards.

Termini impurtanti per e batterie

• U cunsumu energicu - indica a quantità di carica elettrica (quantità di energia) almacenata in a bateria. Hè specificatu in ampere ore (Ah) o, in u casu di i picculi apparecchi, in milliamp hours (mAh). Una batteria da 1 Ah (= 1000 mAh) hè teoricamente capace di furnisce 1 amp per una ora.
• Resistenza interna - indica a capacità di a batteria per furnisce più o menu corrente di scaricamentu. Per l'illustrazione, ponu esse utilizati dui canisters, unu cù un outlet più chjucu (alta resistenza interna) è l'altru cù una più grande (bassa resistenza interna). Se decidemu di sviutate, un canisteru cù un foru di drenu più chjucu si sviutarà più lentamente.
• Tensione nominale di a batteria - per batterie di nichel-cadmiu è nichel-metallu idruru, hè 1,2 V, piombo 2 V è lithium da 3,6 à 4,2 V. Durante u funziunamentu, sta tensione varieghja in 0,8 - 1,5 V per nickel-cadmium è nichel-metallu idruru batterie, 1,7 - 2,3 V per u piombu è 3-4,2 è 3,5-4,9 per u lithium.
• Corrente di carica, corrente di scarica – espresso in ampere (A) o milliampere (mA). Questa hè una infurmazione impurtante per l'usu praticu di a bateria in quistione per un dispositivu particulari. Determina ancu e cundizioni per a carica curretta è a scaricamentu di a bateria in modu chì a so capacità hè aduprata à u massimu è à u stessu tempu micca distruttu.
• Ricarica acc. curva di scarica - mostra graficamente u cambiamentu di tensione secondu u tempu di carica o scaricamentu di a batteria. Quandu una bateria hè scaricata, ci hè tipicamenti un picculu cambiamentu di tensione per circa 90% di u tempu di scaricamentu. Per quessa, hè assai difficiule di determinà u statu attuale di a bateria da a tensione misurata.
• Autodiscaricamentu, autudiscaricamentu - A bateria ùn pò micca mantene l'electricità tuttu u tempu. energia, postu chì a reazione à l'elettrodi hè un prucessu reversibile. Una batteria carica si scarica gradualmente da sola. Stu prucessu pò piglià da parechje settimane à mesi. In u casu di batterie di piombo-acidu, questu hè 5-20% per mese, per batterie di nickel-cadmium - circa 1% di a carica elettrica per ghjornu, in u casu di batterie di nickel-metall hydrure - circa 15-20% per mese, è lithium perde circa 60%. capacità per trè mesi. L'autodiscarica dipende da a temperatura di l'ambienti è da a resistenza interna (batterie cù una resistenza interna più alta scaricanu menu) è, sicuru, u disignu, i materiali utilizati è a manuvra sò ancu impurtanti.
•  Batteria (kits) - Solu in casi eccezziunali, e batterie sò aduprate individualmente. Di solitu sò cunnessi in un settore, quasi sempre cunnessi in serie. A currente massima di un tali settore hè uguale à a corrente massima di una cellula individuali, a tensione nominale hè a summa di e tensioni nominali di e cellule individuali.
•  Accumulazione di batterie.  Una batteria nova o inutilizzata deve esse sottumessa à una, ma preferibilmente parechje (3-5) lenta carica piena è cicli di scarica lenta. Stu prucessu lentu mette i parametri di a batteria à u livellu desideratu.
•  Effettu di memoria - Questu succede quandu a bateria hè carica è scaricata à u listessu livellu cù circa constantu, micca troppu currente, è ùn deve esse micca una carica completa o una scarica profonda di a cellula. Stu effetti latu affettatu NiCd (minimu ancu NiMH).