Batterier til hybrid- og elbiler

I vores tidligere artikel diskuterede vi batteriet som en kilde til elektricitet, primært nødvendig for at starte en bil samt for relativt kortvarig drift af elektrisk udstyr. Imidlertid stilles der helt andre krav til egenskaberne af batterier, der bruges til at drive store mobile enheder, i vores tilfælde hybridbiler og elbiler. En meget større mængde lagret energi er påkrævet for at drive et køretøj og skal lagres et sted. I en klassisk bil med en forbrændingsmotor opbevares den i tanken i form af benzin, diesel eller LPG. I tilfælde af et elektrisk køretøj eller et hybridbil opbevares det i batterier, hvilket kan beskrives som hovedproblemet med et elektrisk køretøj.

Nuværende akkumulatorer kan lagre lidt energi, mens de er temmelig omfangsrige, tunge, og på samme tid tager det flere timer at genopbygge dem maksimalt (normalt 8 eller mere). I modsætning hertil kan konventionelle køretøjer med forbrændingsmotorer lagre en stor mængde energi i forhold til batterier i en lille kasse, forudsat at det kun tager et minut, måske to, at genoplade. Desværre har problemet med lagring af elektricitet plaget elektriske køretøjer siden deres begyndelse, og på trods af ubestridelige fremskridt er deres energitæthed, der kræves for at drive et køretøj, stadig meget lav. I de næste linjer, der sparer e -mail Vi vil diskutere energi mere detaljeret og forsøge at bringe den virkelige virkelighed af biler tættere på ren elektrisk eller hybriddrev. Der er mange myter omkring disse "elektroniske biler", så det skader ikke at se nærmere på fordele eller ulemper ved sådanne drev.

Desværre er tallene fra producenterne også meget tvivlsomme og ret teoretiske. For eksempel indeholder Kia Venga en elmotor med en effekt på 80 kW og et drejningsmoment på 280 Nm. Strømmen leveres af lithium-ion-batterier med en kapacitet på 24 kWh, den estimerede rækkevidde af Kia Vengy EV ifølge producenten er 180 km. Batteriernes kapacitet fortæller os, at de fuldt opladet kan give et motorforbrug på 24 kW, eller fodre et forbrug på 48 kW på en halv time osv. En simpel genberegning, og vi vil ikke kunne køre 180 km . Hvis vi ville tænke på en sådan rækkevidde, så skulle vi i gennemsnit køre 60 km/t i cirka 3 timer, og motoreffekten ville kun være en tiendedel af den nominelle værdi, altså 8 kW. Med andre ord, med en rigtig forsigtig (forsigtig) tur, hvor du næsten helt sikkert vil bruge bremsen i arbejdet, er sådan en tur teoretisk mulig. Vi overvejer naturligvis ikke medtagelsen af ​​diverse elektrisk tilbehør. Alle kan allerede forestille sig, hvilken selvfornægtelse sammenlignet med en klassisk bil. Samtidig hælder du 40 liter diesel i den klassiske Venga og kører hundreder og atter hundrede af kilometer uden begrænsninger. Hvorfor er det sådan? Lad os prøve at sammenligne hvor meget af denne energi og hvor meget vægt en klassisk bil kan rumme i tanken, og hvor meget en elbil kan rumme i batterier – læs mere her HER.

Et par fakta fra kemi og fysik

• brændværdi af benzin: 42,7 MJ / kg,
• brændværdi af dieselolie: 41,9 MJ / kg,
• benzintæthed: 725 kg / m3,
• olietæthed: 840 kg / m3,
• Joule (J) = [kg * m2 / s2],
• Watt (W) = [J / s],
• 1 MJ = 0,2778 kWh.

Energi er evnen til at udføre arbejde, målt i joule (J), kilowatttimer (kWh). Arbejde (mekanisk) manifesteres ved en ændring i energi under kroppens bevægelse, har de samme enheder som energi. Effekt udtrykker mængden af ​​udført arbejde pr. tidsenhed, basisenheden er watt (W).

Energikilders specifikke kraft

Energiressource	Brændværdi / kg massefylde	Brændværdi / l Energi / l	Energi / kg
Benzin	42,7 MJ / kg 725 kg / m3	30,96 MJ / l 8,60 kWh / l	11,86 kWh / kg
Olie	41,9 MJ / kg 840 kg / m3	35,20 MJ / l 9,78 kWh / l	11,64 kWh / kg
Li-ion batteri (Audi R8 e-tron)	42 kWh 470 kg		0,0893 kWh / kg

Af ovenstående er det klart, at benzin f.eks. Med en brændværdi på 42,7 MJ / kg og en massefylde på 725 kg / m3 tilbyder en energi på 8,60 kWh pr. Liter eller 11,86 kWh pr. Kg. Hvis vi bygger de nuværende batterier, der nu er installeret i elektriske køretøjer, for eksempel lithium-ion, er deres kapacitet mindre end 0,1 kWh pr. Kilogram (for enkelhedens skyld vil vi overveje 0,1 kWh). Konventionelle brændstoffer giver over hundrede gange mere energi til den samme vægt. Du vil forstå, at dette er en enorm forskel. Hvis vi f.eks. Opdeler den i små, bærer en Chevrolet Cruze med et batteri på 31 kWh energi, der kan rumme mindre end 2,6 kg benzin eller, hvis du vil, cirka 3,5 liter benzin.

Du kan fortælle, hvordan det er muligt, at en elbil overhovedet starter, og ikke at den stadig vil have mere end 100 km energi. Årsagen er enkel. Elmotoren er meget mere effektiv med hensyn til at konvertere lagret energi til mekanisk energi. Typisk bør den have en virkningsgrad på 90%, mens effektiviteten af ​​en forbrændingsmotor er omkring 30% for en benzinmotor og 35% for en dieselmotor. Derfor er det nok med en meget lavere energireserve for at levere den samme effekt til elmotoren.

Brugervenlighed af individuelle drev

Efter at have vurderet den forenklede beregning antages det, at vi kan opnå cirka 2,58 kWh mekanisk energi fra en liter benzin, 3,42 kWh fra en liter dieselbrændstof og 0,09 kWh fra et kilogram af et lithium-ion-batteri. Så forskellen er ikke mere end hundrede gange, men kun omkring tredive gange. Dette er det bedste nummer, men stadig ikke rigtig pink. Overvej for eksempel den sporty Audi R8. Dens fuldt opladede batterier, der vejer 470 kg, har en energiækvivalent på 16,3 liter benzin eller kun 12,3 liter diesel. Eller hvis vi havde en Audi A4 3,0 TDI med en tankkapacitet på 62 liter diesel, og vi ville have samme rækkevidde på et rent batteridrev, ville vi have brug for cirka 2350 kg batterier. Indtil videre giver dette faktum ikke elbilen en særlig lys fremtid. Der er dog ingen grund til at kaste et haglgevær efter rugen, da presset for at udvikle sådanne "e-biler" vil blive taget af den hensynsløse grønne lobby, så uanset om bilproducenterne kan lide det eller ej, må de producere noget "grønt. " “. En klar erstatning for et rent elektrisk drev er de såkaldte hybrider, som kombinerer en forbrændingsmotor med en elmotor. De mest kendte i øjeblikket er for eksempel Toyota Prius (Auris HSD med samme hybridteknologi) eller Honda Inside. Deres rent elektriske rækkevidde er dog stadig til grin. I det første tilfælde omkring 2 km (i den seneste version af Plug In er det øget "til" 20 km), og i det andet banker Honda ikke engang på et rent elektrisk drev. Indtil videre er den resulterende effektivitet i praksis ikke så mirakuløs, som massereklamer antyder. Virkeligheden har vist, at de kan farve dem med enhver blå bevægelse (økonomi) for det meste med konventionel teknologi. Fordelen ved hybridkraftværket ligger hovedsageligt i brændstoføkonomien ved bykørsel. Audi sagde for nylig, at det i øjeblikket kun er nødvendigt at reducere kropsvægten for i gennemsnit at opnå den samme brændstoføkonomi, som nogle mærker opnår ved at installere et hybridsystem i en bil. Nye modeller af nogle biler beviser også, at dette ikke er et skrig ind i mørket. For eksempel bruger den nyligt introducerede syvende generation af Volkswagen Golf lettere komponenter til at lære af og bruger i praksis faktisk mindre brændstof end tidligere. Den japanske bilproducent Mazda har taget en lignende retning. På trods af disse påstande fortsætter udviklingen af ​​et "langrækkende" hybriddrev. Som eksempel vil jeg nævne Opel Ampera og paradoksalt nok modellen fra Audi A1 e-tron.

Brugervenlighed af individuelle drev

Energiressource	Motoreffektivitet	Effektiv energi / l	Effektiv energi / kg
Benzin	0,30	2,58 kWh / l	3,56 kWh / kg
Olie	0,35	3,42 kWh / l	4,07 kWh / kg
Lithium-ion-batterier	0,90	-	OKAY. 0,1 kWh / kg

Opel Ampera

Selvom Opel Ampera ofte præsenteres som et elektrisk køretøj, er det faktisk en hybridbil. Udover elmotoren bruger Ampere også en 1,4-liters forbrændingsmotor på 63 kW. Denne benzinmotor driver dog ikke direkte hjulene, men fungerer som en generator, hvis batterierne løber tør for elektricitet. energi. Den elektriske del repræsenteres af en elmotor med en ydelse på 111 kW (150 hk) og et drejningsmoment på 370 Nm. Strømforsyningen drives af 220 T-formede lithiumceller. De har en samlet effekt på 16 kWh og vejer 180 kg. Denne elbil kan køre 40-80 km på et rent elektrisk drev. Denne afstand er ofte tilstrækkelig til bykørsel hele dagen og reducerer driftsomkostningerne betydeligt, da bytrafik kræver et betydeligt brændstofforbrug i tilfælde af forbrændingsmotorer. Batterierne kan også genoplades fra en almindelig stikkontakt, og når de kombineres med en forbrændingsmotor, strækker Amperas rækkevidde sig til meget respektable fem hundrede kilometer.

Audi e elektron A1

Audi, der foretrækker et klassisk drev med mere avanceret teknologi end et teknisk meget krævende hybriddrev, introducerede for mere end to år siden en interessant A1 e-tron hybridbil. Lithium-ion-batterier med en kapacitet på 12 kWh og en vægt på 150 kg oplades af en Wankel-motor som en del af en generator, der bruger energien i form af benzin lagret i en 254-liters tank. Motoren har et volumen på 15 kubikmeter. cm og genererer 45 kW/h el. energi. Elmotoren har en effekt på 75 kW og kan producere op til 0 kW effekt på kort tid. Acceleration fra 100 til 10 er omkring 130 sekunder og en topfart på omkring 50 km/t. Bilen kan køre omkring 12 km rundt i byen på et rent elektrisk drev. Efter udtømningen af ​​f.eks. energien aktiveres diskret af den roterende forbrændingsmotor og genoplader elektriciteten. energi til batterier. Den samlede rækkevidde med fuldt opladede batterier og 250 liter benzin er omkring 1,9 km med et gennemsnitligt forbrug på 100 liter pr. 1450 km. Køretøjets driftsvægt er 12 kg. Lad os tage et kig på en simpel konvertering for i direkte sammenligning at se, hvor meget energi der er gemt i en 30 liters tank. Hvis man antager en moderne Wankel-motoreffektivitet på 70 %, svarer 9 kg af den sammen med 12 kg (31 L) benzin til 79 kWh energi lagret i batterier. Altså 387,5 kg motor og tank = 1 kg batterier (udregnet i Audi A9 e-Tron vægte). Hvis vi ville øge brændstoftanken med 62 liter, ville vi allerede have XNUMX kWh energi til rådighed til at drive bilen. Så vi kunne fortsætte. Men han skal have en fangst. Det bliver ikke længere en "grøn" bil. Så selv her ses det tydeligt, at det elektriske drev er væsentligt begrænset af effekttætheden af ​​den energi, der er lagret i batterierne.

Især den højere pris, samt den høje vægt, har ført til, at hybriddrevet i Audi efterhånden er trådt i baggrunden. Det betyder dog ikke, at udviklingen af ​​hybridbiler og elbiler hos Audi er blevet fuldstændig svækket. Information om den nye version af A1 e-tron-modellen er dukket op for nylig. I forhold til den foregående er den roterende motor/generator erstattet af en 1,5 kW 94-liters trecylindret turboladet motor. Brugen af ​​den klassiske forbrændingsenhed blev tvunget af Audi hovedsageligt på grund af vanskelighederne forbundet med denne transmission, og den nye tre-cylindrede motor er designet til ikke kun at oplade batterierne, men også arbejde direkte med drivhjulene. Sanyo-batterierne har en identisk effekt på 12kWh, og rækkevidden på det rent elektriske drev er øget en smule til cirka 80 km. Audi siger, at den opgraderede A1 e-tron i gennemsnit burde have én liter pr. hundrede kilometer. Desværre har denne udgift en hage. Til hybridbiler med udvidet ren elektrisk rækkevidde. drevet bruger en interessant teknik til at beregne den endelige flowhastighed. Såkaldt forbrug ignoreres. tankning fra batteriladenetværket, samt det endelige forbrug l/100 km, tager kun hensyn til benzinforbruget for de sidste 20 km kørsel, når der er strøm. batteriopladning. Ved en meget simpel beregning kan vi beregne dette, hvis batterierne var passende afladet. vi kørte efter strømmen gik. energi fra rene benzinbatterier, som et resultat vil forbruget stige fem gange, det vil sige 5 liter benzin pr. 100 km.

Audi A1 e-tron II. generation

Problemer med opbevaring af elektricitet

Spørgsmålet om energilagring er lige så gammelt som selve elektroteknik. De første kilder til elektricitet var galvaniske celler. Efter kort tid blev muligheden for en reversibel proces med akkumulering af elektricitet i galvaniske sekundære celler - batterier opdaget. De første brugte batterier var blybatterier, efter kort tid nikkel-jern og lidt senere nikkel-cadmium, og deres praktiske anvendelse varede mere end hundrede år. Det skal også tilføjes, at på trods af intensiv verdensomspændende forskning på dette område, har deres grundlæggende design ikke ændret sig meget. Ved hjælp af nye fremstillingsteknologier, forbedring af grundmaterialernes egenskaber og anvendelse af nye materialer til celle- og beholderseparatorer var det muligt at reducere vægtfylden en smule, reducere selvafladningen af ​​cellerne og øge operatørens komfort og sikkerhed, men det er om det. Den væsentligste ulempe, dvs. Et meget ugunstigt forhold mellem mængden af ​​lagret energi og vægten og volumen af ​​batterierne forblev. Derfor blev disse batterier primært brugt i statiske applikationer (backup strømforsyninger i tilfælde af at hovedstrømforsyningen svigter osv.). Batterier blev brugt som energikilde til træksystemer, især på jernbaner (transportvogne), hvor tung vægt og betydelige dimensioner heller ikke forstyrrede for meget.

Energilagringsfremgang

Imidlertid er behovet for at udvikle celler med små kapaciteter og dimensioner i ampertimer steget. Således blev alkaliske primære celler og forseglede versioner af nikkel-cadmium (NiCd) og derefter nikkel-metalhydrid (NiMH) batterier dannet. Til indkapsling af cellerne blev de samme ærmeformer og -størrelser valgt som for de hidtil konventionelle primære zinkchloridceller. Især de opnåede parametre for nikkel-metalhydridbatterier gør det især muligt at bruge dem i mobiltelefoner, bærbare computere, manuelle drev af værktøjer osv. Produktionsteknologien for disse celler adskiller sig fra de teknologier, der bruges til celler med en stor kapacitet i ampere-timer. Det store cellecelleelektrodesystems lamellarrangement erstattes af teknologien til at konvertere elektrodesystemet, herunder separatorer, til en cylindrisk spole, der indsættes i og kontakter med regelmæssige formede celler i størrelserne AAA, AA, C og D, hhv. multipler af deres størrelse. Til nogle særlige applikationer produceres specielle flade celler.

Fordelen ved hermetiske celler med spiralelektroder er flere gange større evne til at oplade og aflade med høje strømme og forholdet mellem relativ energitæthed og cellevægt og volumen sammenlignet med det klassiske storcelledesign. Ulempen er mere selvafladning og færre arbejdscyklusser. Den maksimale kapacitet for en enkelt NiMH-celle er cirka 10 Ah. Men som med andre cylindre med større diameter tillader de ikke opladning af for høje strømme på grund af problematisk varmeafledning, hvilket i høj grad reducerer brugen i elektriske køretøjer, og derfor bruges denne kilde kun som et hjælpebatteri i et hybridsystem (Toyota Prius 1,3 kWh).

Et væsentligt fremskridt inden for energilagring har været udviklingen af ​​sikre lithiumbatterier. Lithium er et grundstof med en høj elektrokemisk potentialværdi, men det er også ekstremt reaktivt i oxidativ forstand, hvilket også giver problemer ved anvendelse af lithiummetal i praksis. Når lithium kommer i kontakt med atmosfærisk ilt, opstår der en forbrænding, som afhængig af omgivelsernes egenskaber kan have karakter af en eksplosion. Denne ubehagelige egenskab kan elimineres enten ved omhyggelig at beskytte overfladen eller ved at bruge mindre aktive lithiumforbindelser. I øjeblikket er de mest almindelige lithium-ion- og lithium-polymer-batterier med en kapacitet på 2 til 4 Ah i ampere-timer. Deres brug svarer til NiMh, og ved en gennemsnitlig afladningsspænding på 3,2 V er der 6 til 13 Wh energi til rådighed. Sammenlignet med nikkel-metalhydrid-batterier kan lithium-batterier lagre to til fire gange mere energi for samme volumen. Lithium-ion (polymer) batterier har en elektrolyt i gel eller fast form og kan fremstilles i flade celler så tynde som nogle få tiendedele millimeter i stort set enhver form for at passe til behovene i den respektive applikation.

Det elektriske drev i en personbil kan udføres som det primære og eneste (elbil) eller kombineret, hvor det elektriske drev kan være både den dominerende og hjælpekilde til trækkraft (hybriddrev). Afhængigt af den anvendte variant varierer energikravene til køretøjets drift og dermed batteriernes kapacitet. I elbiler er batterikapaciteten mellem 25 og 50 kWh, og med et hybriddrev er den naturligvis lavere og spænder fra 1 til 10 kWh. Fra de givne værdier kan det ses, at ved en spænding på en (lithium) celle på 3,6 V er det nødvendigt at forbinde cellerne i serie. For at reducere tab i distributionsledere, invertere og motorviklinger anbefales det at vælge en spænding, der er højere end normalt i det indbyggede netværk (12 V) til drev - almindeligt anvendte værdier er fra 250 til 500 V. Fra i dag er lithiumceller åbenbart den bedst egnede type. Ganske vist er de stadig meget dyre, især sammenlignet med bly-syre-batterier. De er dog meget sværere.

Den nominelle spænding for konventionelle lithiumbattericeller er 3,6 V. Denne værdi er henholdsvis forskellig fra konventionelle nikkel-metalhydridceller. NiCd, som har en nominel spænding på 1,2 V (eller bly - 2 V), hvilket, hvis det bruges i praksis, ikke tillader udskiftelighed af begge typer. Opladningen af ​​disse lithium-batterier er kendetegnet ved behovet for meget nøjagtigt at opretholde værdien af ​​den maksimale ladespænding, hvilket kræver en speciel type oplader og i særdeleshed ikke tillader brug af ladesystemer designet til andre typer celler.

Litiumbatteriers vigtigste egenskaber

De vigtigste egenskaber ved batterier til elektriske køretøjer og hybrider kan betragtes som deres opladnings- og afladningskarakteristika.

Opladningskarakteristik 

Opladningsprocessen kræver regulering af ladestrømmen, styringen af ​​cellespændingen og styringen af ​​den aktuelle temperatur kan ikke overses. For litiumceller i brug i dag, der bruger LiCoO2 som katodeelektrode, er den maksimale ladningsspændingsgrænse 4,20 til 4,22 V pr. Celle. Overskridelse af denne værdi fører til beskadigelse af cellens egenskaber, og omvendt betyder manglende opnåelse af denne værdi ikke-brug af den nominelle cellekapacitet. Til opladning bruges den sædvanlige IU -karakteristik, det vil sige, at den i den første fase oplades med konstant strøm, indtil en spænding på 4,20 V / celle er nået. Ladestrømmen er begrænset til den maksimalt tilladte værdi, der er angivet af henholdsvis celleproducenten. muligheder for oplader. Opladningstiden på det første trin varierer fra flere titalls minutter til flere timer, afhængigt af størrelsen af ​​ladestrømmen. Cellespænding stiger gradvist op til max. værdier på 4,2 V. Som allerede nævnt bør denne spænding ikke overskrides på grund af risikoen for beskadigelse af cellen. I den første fase af opladningen lagres 70 til 80% af energien i cellerne, i den anden fase resten. I den anden fase opretholdes opladningsspændingen på den maksimalt tilladte værdi, og ladestrømmen falder gradvist. Opladningen er fuldført, når strømmen er faldet til omkring 2-3% af cellens nominelle udladningsstrøm. Da den maksimale værdi af ladestrømmene i tilfælde af mindre celler også er flere gange højere end afladningsstrømmen, kan en væsentlig del af elektriciteten spares i den første opladningsfase. energi på relativt meget kort tid (ca. ½ og 1 time). I en nødsituation er det således muligt at oplade batterierne i et elektrisk køretøj til en tilstrækkelig kapacitet på relativt kort tid. Selv for litiumceller falder den akkumulerede elektricitet efter en vis opbevaringsperiode. Dette sker dog først efter cirka 3 måneders nedetid.

Udledningskarakteristika

Spændingen falder først hurtigt til 3,6–3,0 V (afhængigt af størrelsen af ​​afladningsstrømmen) og forbliver næsten konstant gennem hele afladningen. Efter opbrugelsen af ​​levering af e-mail. energien sænker også cellespændingen meget hurtigt. Derfor skal afladningen fuldføres senest producentens angivne afladningsspænding på 2,7 til 3,0 V.

Ellers kan produktets struktur blive beskadiget. Aflastningsprocessen er relativt let at kontrollere. Den begrænses kun af værdien af ​​strømmen og stopper, når værdien af ​​den endelige afladningsspænding er nået. Det eneste problem er, at egenskaberne for individuelle celler i et sekventielt arrangement aldrig er de samme. Derfor skal der udvises omhu for at sikre, at spændingen i en hvilken som helst celle ikke falder under den endelige afladningsspænding, da dette kan beskadige det og dermed forårsage funktionsfejl i hele batteriet. Det samme bør overvejes, når batteriet oplades.

Den nævnte type lithiumceller med et andet katodemateriale, hvor oxidet af kobolt, nikkel eller mangan erstattes af phosphidet Li3V2 (PO4) 3, eliminerer de nævnte risici for skader på cellen på grund af manglende overholdelse. Celler med en højere kapacitet. Også deklareret er deres erklærede levetid på omkring 2 opladningscyklusser (ved 000% afladning) og især det faktum, at når cellen er helt afladet, vil den ikke blive beskadiget. Fordelen er også en højere nominel spænding på omkring 80 ved opladning op til 4,2 V.

Fra ovenstående beskrivelse kan det tydeligt angives, at lithiumbatterier i øjeblikket er det eneste alternativ, såsom lagring af energi til at køre bil i forhold til energien, der er lagret i fossilt brændstof i en brændstoftank. Enhver forøgelse af batterispecifik kapacitet vil øge dette miljøvenlige drevs konkurrenceevne. Vi kan kun håbe, at udviklingen ikke vil bremse, men tværtimod gå flere kilometer frem.

Eksempler på køretøjer, der bruger hybrid- og elbatterier

Toyota Prius er en klassisk hybrid med en lav effektreserve på ren elektrisk. køre

Toyota Prius bruger et 1,3 kWh NiMH -batteri, som primært bruges som strømkilde til acceleration og gør det muligt at bruge et separat elektrisk drev i en afstand på ca. 2 km ved maks. hastighed på 50 km / t. Plug-In-versionen bruger allerede lithium-ion-batterier med en kapacitet på 5,4 kWh, som giver dig mulighed for udelukkende at køre på et elektrisk drev i en afstand på 14-20 km ved en maksimal hastighed. hastighed 100 km / t.

Opel Ampere-hybrid med øget effektreserve på ren e-mail. køre

Elbilen med en udvidet rækkevidde (40-80 km), som Opel kalder den firesæders femdørs Amper, drives af en elmotor, der producerer 111 kW (150 hk) og 370 Nm drejningsmoment. Strømforsyningen drives af 220 T-formede lithiumceller. De har en samlet effekt på 16 kWh og vejer 180 kg. Generatoren er en 1,4 liters benzinmotor med en effekt på 63 kW.

Mitsubishi og MiEV, Citroën C-Zero, Peugeot iOn-clean el. biler

Litium-ion-batterier med en kapacitet på 16 kWh tillader køretøjet at køre op til 150 km uden genopladning, målt i henhold til NEDC (New European Driving Cycle) -standarden. Højspændingsbatterierne (330 V) er placeret inde i gulvet og er også beskyttet af vuggerammen mod skader i tilfælde af stød. Det er et produkt af Lithium Energy Japan, et joint venture mellem Mitsubishi og GS Yuasa Corporation. Der er i alt 88 artikler. Elektricitet til drevet leveres af et 330 V lithium-ion batteri, der består af 88 50 Ah celler med en samlet kapacitet på 16 kWh. Batteriet oplades fra en stikkontakt i hjemmet inden for seks timer ved hjælp af en ekstern hurtig oplader (125 A, 400 V), batteriet oplades til 80% på en halv time.

Jeg er selv stor fan af elektriske køretøjer og overvåger konstant, hvad der sker på dette område, men virkeligheden i øjeblikket er ikke så optimistisk. Dette bekræftes også af ovenstående information, som viser, at livet for både rene el- og hybridbiler ikke er let, og ofte kun et talspil foregiver at være det. Deres produktion er stadig meget krævende og dyr, og deres effektivitet kan gentagne gange diskuteres. Den største ulempe ved elektriske køretøjer (hybrider) er den meget lave specifikke kapacitet af den energi, der er lagret i batterier sammenlignet med den energi, der er lagret i konventionelle brændstoffer (diesel, benzin, flydende petroleumsgas, komprimeret naturgas). For virkelig at bringe elbilernes kraft tættere på konventionelle biler, ville batterier skulle reducere deres vægt med mindst en tiendedel. Det betyder, at den omtalte Audi R8 e-tron skulle opbevare 42 kWh ikke i 470 kg, men i 47 kg. Derudover skulle opladningstiden reduceres væsentligt. Cirka en time ved 70-80% kapacitet er stadig meget, og jeg taler ikke om 6-8 timer i gennemsnit på en fuld opladning. Der er heller ingen grund til at tro på bullshit om nulproduktion af CO2-elbiler. Lad os straks bemærke det faktum, at Energien i vores stikkontakter genereres også af termiske kraftværker, og de producerer ikke kun nok CO2. For slet ikke at tale om den mere komplekse produktion af sådan en bil, hvor behovet for CO2 til produktionen er meget større end i en klassisk. Vi må ikke glemme antallet af komponenter, der indeholder tunge og giftige materialer og deres problematiske efterfølgende bortskaffelse.

Med alle de nævnte og ikke nævnte minusser har en elbil (hybrid) også ubestridelige fordele. I bytrafik eller over kortere afstande er deres mere økonomiske drift ubestridelig, kun på grund af princippet om energilagring (genvinding) under bremsning, når det i konventionelle køretøjer fjernes under bremsning i form af spildvarme til luften, ikke for at nævne muligheden et par km kørsel rundt i byen for billig genopladning fra offentlig e-mail. net. Hvis vi sammenligner en ren elbil og en klassisk bil, så er der i en konventionel bil en forbrændingsmotor, som i sig selv er et ret komplekst mekanisk element. Dens kraft skal overføres til hjulene på en eller anden måde, og det sker for det meste gennem en manuel eller automatisk gearkasse. Der er stadig et eller flere differentialer i vejen, nogle gange også en drivaksel og en række akselaksler. Bilen skal selvfølgelig også sænke farten, motoren skal køle af, og denne termiske energi går ubrugeligt tabt til miljøet som restvarme. En elbil er meget mere effektiv og mere enkel – (gælder ikke et hybriddrev, hvilket er meget kompliceret). Elbilen indeholder ikke gearkasser, gearkasser, kardaner og halvaksler, glem alt om motoren foran, bagpå eller i midten. Den indeholder ikke en radiator, dvs. kølevæske og starter. Fordelen ved en elbil er, at den kan installere motorer direkte i hjulene. Og pludselig har du den perfekte ATV, der kan styre hvert hjul uafhængigt af de andre. Derfor vil det med et elektrisk køretøj ikke være svært kun at styre ét hjul, og det er også muligt at vælge og styre den optimale fordeling af kraften til sving. Hver af motorerne kan også være en bremse, igen fuldstændig uafhængig af de andre hjul, der omdanner i det mindste noget af den kinetiske energi tilbage til elektrisk energi. Som et resultat vil konventionelle bremser blive udsat for meget mindre belastning. Motorerne kan producere den maksimale tilgængelige effekt næsten til enhver tid og uden forsinkelse. Deres effektivitet til at konvertere energi lagret i batterier til kinetisk energi er omkring 90 %, hvilket er omkring tre gange så meget som konventionelle motorer. De genererer derfor ikke så meget restvarme og behøver ikke at være svære at afkøle. Alt du skal bruge til dette er god hardware, en kontrolenhed og en god programmør.

Suma sumárum. Hvis elbiler eller hybrider er endnu tættere på klassiske biler med brændstofeffektive motorer, har de stadig en meget vanskelig og vanskelig vej foran sig. Jeg håber bare, at dette ikke bekræftes af en række vildledende tal eller. overdrevet pres fra embedsmænd. Men lad os ikke fortvivle. Udviklingen af ​​nanoteknologi bevæger sig virkelig med spring og grænser, og måske er mirakler virkelig i vente for os i den nærmeste fremtid.

Endelig vil jeg tilføje endnu en interessant ting. Der er allerede en tankstation til solenergi.

Toyota Industries Corp (TIC) har udviklet en solopladningsstation til elektriske og hybridbiler. Stationen er også forbundet til elnettet, så solpanelerne på 1,9 kW er mere sandsynligt en ekstra energikilde. Ved hjælp af en selvstændig (sol) strømkilde kan ladestationen levere en maksimal effekt på 110 VAC / 1,5 kW, når den er tilsluttet lysnettet, kan den maksimalt tilbyde 220 VAC / 3,2 kW.

Ubrugt elektricitet fra solpaneler opbevares i batterier, som kan lagre 8,4 kWh til senere brug. Det er også muligt at levere elektricitet til distributionsnetværket eller tilbehør til forsyningsstationer. De ladestandere, der bruges på stationen, har indbygget kommunikationsteknologi, der er i stand til at identificere henholdsvis køretøjer. deres ejere ved hjælp af smartkort.

Vigtige vilkår for batterier

• magt - angiver mængden af ​​elektrisk ladning (energimængde), der er lagret i batteriet. Den er angivet i amperetimer (Ah) eller, i tilfælde af små enheder, i milliamperetimer (mAh). Et 1 Ah (= 1000 mAh) batteri er teoretisk i stand til at levere 1 ampere i en time.
• Intern modstand - angiver batteriets evne til at give mere eller mindre afladningsstrøm. Til illustration kan der bruges to beholdere, en med et mindre udløb (høj intern modstand) og den anden med en større (lav intern modstand). Hvis vi beslutter os for at tømme dem, vil en beholder med et mindre drænhul tømmes langsommere.
• Batteriets nominelle spænding - for nikkel-cadmium- og nikkel-metalhydrid-batterier er det 1,2 V, bly 2 V og lithium fra 3,6 til 4,2 V. Under drift varierer denne spænding inden for 0,8 - 1,5 V for nikkel-cadmium- og nikkel-metalhydrid-batterier, 1,7 - 2,3 V for bly og 3-4,2 og 3,5-4,9 for lithium.
• Ladestrøm, afladningsstrøm – udtrykt i ampere (A) eller milliampere (mA). Dette er vigtig information til den praktiske brug af det pågældende batteri til en bestemt enhed. Den fastlægger også betingelserne for korrekt op- og afladning af batteriet, så dets kapacitet udnyttes maksimalt og samtidig ikke ødelægges.
• Opladning iflg. udledningskurve - viser grafisk ændringen i spænding afhængigt af tidspunktet for opladning eller afladning af batteriet. Når et batteri er afladet, er der typisk en lille spændingsændring i cirka 90 % af afladningstiden. Derfor er det meget vanskeligt at bestemme batteriets aktuelle tilstand ud fra den målte spænding.
• Selvudladning, selvudladning – Batteriet kan ikke opretholde elektricitet hele tiden. energi, da reaktionen ved elektroderne er en reversibel proces. Et opladet batteri aflades gradvist af sig selv. Denne proces kan tage fra flere uger til måneder. For bly-syre batterier er det 5-20% om måneden, for nikkel-cadmium batterier - omkring 1% af den elektriske ladning om dagen, for nikkel-metalhydrid batterier - omkring 15-20% pr. måned, og lithium taber omkring 60%. kapacitet i tre måneder. Selvafladning afhænger af omgivelsestemperaturen samt intern modstand (batterier med højere intern modstand aflades mindre) og selvfølgelig er design, anvendte materialer og udførelse også vigtige.
•  Batteri (sæt) – Kun i undtagelsestilfælde bruges batterier enkeltvis. Normalt er de forbundet i et sæt, næsten altid forbundet i serie. Den maksimale strøm af et sådant sæt er lig med den maksimale strøm af en individuel celle, den nominelle spænding er summen af ​​de nominelle spændinger af de enkelte celler.
•  Akkumulering af batterier.  Et nyt eller ubrugt batteri skal udsættes for en, men fortrinsvis flere (3-5) langsom fuld opladning og langsom afladning. Denne langsomme proces sætter batteriparametrene til det ønskede niveau.
•  Memory effekt – Dette sker, når batteriet oplades og aflades til samme niveau med nogenlunde konstant, ikke for meget strøm, og der ikke bør være fuld opladning eller dybafladning af cellen. Denne bivirkning påvirkede NiCd (minimalt også NiMH).