Cadhnraí le haghaidh feithiclí hibrideacha agus leictreacha
Airteagail

Cadhnraí le haghaidh feithiclí hibrideacha agus leictreacha

Cadhnraí le haghaidh feithiclí hibrideacha agus leictreachaInár n-alt roimhe seo, phléamar an ceallraí mar fhoinse leictreachais, a theastaigh go príomha chun carr a thosú, chomh maith le haghaidh oibriú réasúnta gearrthéarmach trealaimh leictreach. Mar sin féin, forchuirtear ceanglais go hiomlán difriúil ar airíonna cadhnraí a úsáidtear i réimse na bhfeistí soghluaiste móra, inár gcás, feithiclí hibrideacha agus feithiclí leictreacha. Teastaíonn méid i bhfad níos mó fuinnimh stóráilte chun feithicil a chumhacht agus is gá í a stóráil áit éigin. I gcarr clasaiceach le hinneall dócháin inmheánaigh, stóráiltear é san umar i bhfoirm gásailín, díosail nó GPL. I gcás feithicil leictreach nó feithicil hibrideach, stóráiltear í i gcadhnraí, ar féidir cur síos uirthi mar an phríomhfhadhb le feithicil leictreach.

Ní féidir le taisc-cheallraí reatha mórán fuinnimh a stóráil, cé go bhfuil siad sách toirtiúil, trom, agus ag an am céanna, tógann sé roinnt uaireanta an chloig iad a athluchtú go dtí a n-uasmhéid (8 nó níos mó de ghnáth). I gcodarsnacht leis sin, is féidir le gnáthfheithiclí le hinnill dócháin inmheánaigh cuid mhór fuinnimh a stóráil i gcomparáid le cadhnraí i gcás beag, ar an gcoinníoll nach dtógann sé ach nóiméad, b’fhéidir dhá cheann, iad a athlíonadh. Ar an drochuair, tá an fhadhb a bhaineann le leictreachas a stóráil tar éis feithiclí leictreacha a chosc ó bunaíodh iad, agus in ainneoin dul chun cinn nach féidir a shéanadh, tá a ndlús fuinnimh atá riachtanach chun feithicil a chumhacht an-íseal. Sna línte seo a leanas, r-phost a shábháil Déanfaimid fuinneamh a phlé níos mionsonraithe agus déanfaimid iarracht fíor-réaltacht na ngluaisteán a bhfuil tiomáint leictreach nó hibrideach íon acu a thabhairt níos gaire. Tá go leor miotais thart ar na "gluaisteáin leictreonacha" seo, mar sin ní ghortaíonn sé breathnú níos dlúithe ar na buntáistí nó na míbhuntáistí a bhaineann le tiomántáin den sórt sin.

Ar an drochuair, tá na figiúirí a thugann na monaróirí an-amhrasach freisin agus tá siad sách teoiriciúil. Mar shampla, tá mótar leictreach sa Kia Venga le cumhacht 80 kW agus chasmhóimint 280 Nm. Soláthraítear cumhacht ag cadhnraí litiam-ian le cumas 24 kWh, is é 180 km an raon measta Kia Vengy EV de réir an mhonaróra. Insíonn cumas na gcadhnraí dúinn gur féidir leo, a ghearrtar go hiomlán, tomhaltas inneall 24 kW a sholáthar, nó tomhaltas 48 kW a bheathú i leath uair an chloig, etc. Athríomh simplí, agus ní bheidh muid in ann 180 km a thiomáint. . Dá mba mhaith linn smaoineamh ar a leithéid de raon, bheadh ​​orainn 60 km / h ar an meán a thiomáint ar feadh thart ar 3 uair an chloig, agus ní bheadh ​​​​an chumhacht innill ach an deichiú cuid den luach ainmniúil, i.e. 8 kW. I bhfocail eile, le turas fíor-chúramach (cúramach), áit a mbainfidh tú úsáid as an gcoscán beagnach cinnte san obair, is féidir go teoiriciúil a leithéid de thiomána. Ar ndóigh, ní dhéanaimid machnamh ar chuimsiú gabhálais leictreacha éagsúla. Is féidir le gach duine a shamhlú cheana féin cad is féin-shéanadh i gcomparáid le carr clasaiceach. Ag an am céanna, doirteann tú 40 lítear de bhreosla díosail isteach sa Venga clasaiceach agus tiomáint na céadta agus na céadta ciliméadar gan srianta. Cén fáth go bhfuil sé amhlaidh? Déanaimis iarracht comparáid a dhéanamh idir cé mhéad den fhuinneamh seo agus cé mhéad meáchain is féidir le carr clasaiceach a choinneáil san umar, agus cé mhéad is féidir le carr leictreach a choinneáil i gcadhnraí - léigh níos mó anseo ANSEO.

Cúpla fíric ón gceimic agus ón bhfisic

  • luach calrach gásailín: 42,7 MJ / kg,
  • luach calrach breosla díosail: 41,9 MJ / kg,
  • dlús gásailín: 725 kg / m3,
  • dlús ola: 840 kg / m3,
  • Joule (J) = [kg * m2 / s2],
  • Watt (W) = [J / s],
  • 1 MJ = 0,2778 kWh.

Is é is fuinneamh ann ná an cumas obair a dhéanamh, arna thomhas i ngúl (J), cileavatuaireanta (kWh). Tá obair (meicniúla) léiriú ag athrú ar fhuinneamh le linn an ghluaiseacht an chomhlachta, tá na haonaid chéanna le fuinneamh. Léiríonn cumhacht an méid oibre a dhéantar in aghaidh an aonaid ama, agus an vata (W) mar bhunaonad.

Cumhacht shonrach foinsí fuinnimh
Acmhainn fuinnimhLuach calrach / dlús kgLuach calrach / l Fuinneamh / lFuinneamh / kg
Gásailín42,7 MJ / kg 725 kg / m330,96 MJ / l 8,60 kWh / l11,86 kWh / kg
Ola41,9 MJ / kg 840 kg / m335,20 MJ / l 9,78 kWh / l11,64 kWh / kg
Ceallraí Li-ian (Audi R8 e-tron)42 kWh 470 kg 0,0893 kWh / kg

Is léir ón méid thuas, mar shampla, le luach calrach 42,7 MJ / kg agus dlús 725 kg / m3, go dtugann gásailín fuinneamh 8,60 kWh in aghaidh an lítir nó 11,86 kWh in aghaidh an chileagraim. Má thógann muid na cadhnraí reatha atá suiteáilte anois i bhfeithiclí leictreacha, mar shampla, ian litiam, tá a gcumas níos lú ná 0,1 kWh in aghaidh an chileagraim (ar mhaithe le simplíocht, déanfaimid 0,1 kWh a mheas). Soláthraíonn breoslaí traidisiúnta breis agus céad oiread níos mó fuinnimh don mheáchan céanna. Tuigfidh tú gur difríocht mhór é seo. Má dhéanaimid é a bhriseadh síos ina chinn bheaga, mar shampla, iompraíonn an Chevrolet Cruze le ceallraí 31 kWh fuinneamh atá in ann níos lú ná 2,6 kg de gásailín nó, más mian leat, thart ar 3,5 lítear gásailín.

Is féidir leat a rá conas is féidir go dtosóidh carr leictreach ar chor ar bith, agus ní go mbeidh níos mó ná 100 km fuinnimh aige fós. Tá an chúis simplí. Tá an mótar leictreach i bhfad níos éifeachtaí ó thaobh fuinneamh stóráilte a thiontú ina fhuinneamh meicniúil. De ghnáth, ba cheart go mbeadh éifeachtúlacht 90% aige, cé go bhfuil éifeachtúlacht innill dócháin inmheánaigh thart ar 30% d’inneall gásailín agus 35% d’inneall díosail. Dá bhrí sin, chun an chumhacht chéanna a sholáthar don mhótar leictreach, is leor é le cúlchiste fuinnimh i bhfad níos ísle.

Éasca le tiomántáin aonair a úsáid

Tar éis an ríomh simplithe a mheas, glactar leis gur féidir linn thart ar 2,58 kWh d'fhuinneamh meicniúil a fháil ó lítear gásailín, 3,42 kWh ó lítear de bhreosla díosail, agus 0,09 kWh ó chileagram de cheallraí litiam-ian. Mar sin níl an difríocht níos mó ná céad, ach thart ar tríocha huaire. Is é seo an líon is fearr, ach fós ní bándearg i ndáiríre. Mar shampla, a mheas an sporty Audi R8. Tá coibhéis fuinnimh de 470 lítear peitril nó díreach 16,3 lítear de bhreosla díosail ag a gcadhnraí lánluchtaithe, dar meáchan 12,3 kg. Nó, dá mbeadh Audi A4 3,0 TDI againn le cumas umar de 62 lítear breosla díosail agus gur theastaigh uainn an raon céanna a bheith againn ar thiomáint ceallraí íon, bheadh ​​thart ar 2350 kg de chadhnraí ag teastáil uainn. Go dtí seo, ní thugann an fhíric seo todhchaí an-gheal don charr leictreach. Mar sin féin, ní gá gunna gráin a chaitheamh ag an seagal, mar go mbainfidh an stocaireacht glas neamhthrócaireach an brú chun "r-gluaisteáin" den sórt sin a fhorbairt, mar sin cibé acu is maith le huathoibritheoirí é nó nach bhfuil, ní mór dóibh rud éigin "glas" a tháirgeadh. . “. Is athsholáthar cinnte do thiomáint leictreach amháin na hibridí mar a thugtar orthu, a chomhcheanglaíonn inneall dócháin inmheánaigh le mótar leictreach. Faoi láthair is iad na cinn is fearr aithne, mar shampla, an Toyota Prius (Auris HSD leis an teicneolaíocht hibrideach céanna) nó an Honda Inside. Mar sin féin, tá a raon leictreach amháin fós laughable. Sa chéad chás, thart ar 2 km (sa leagan is déanaí de Plug In méadaítear é "go" 20 km), agus sa dara cás, ní chuireann Honda cnag fiú ar thiomáint leictreach amháin. Go dtí seo, níl an éifeachtacht mar thoradh air i gcleachtas chomh míorúilteach agus a thugann ollfhógraíocht le tuiscint. Tá sé léirithe ag an réaltacht gur féidir leo iad a dhathú le haon ghluaiseacht ghorm (geilleagar) den chuid is mó le gnáththeicneolaíocht. Tá buntáiste an ghléasra cumhachta hibrideach go príomha i ngeilleagar breosla agus iad ag tiomáint sa chathair. Dúirt Audi le déanaí nach gá ach meáchan coirp a laghdú faoi láthair chun an geilleagar breosla céanna a bhaint amach, ar an meán, a bhaineann roinnt brandaí amach trí chóras hibrideach a shuiteáil i gcarr. Cruthaíonn samhlacha nua de roinnt gluaisteáin freisin nach scread isteach sa dorchadas é seo. Mar shampla, úsáideann Volkswagen Golf an seachtú glúin a tugadh isteach le déanaí comhpháirteanna níos éadroime chun foghlaim uathu agus go praiticiúil úsáideann sé níos lú breosla ná mar a bhí roimhe. Tá an t-uathadóir Seapánach Mazda tar éis an treo céanna a ghlacadh. In ainneoin na n-éileamh seo, leanann forbairt tiomáint hibrideach "fadraoin" ar aghaidh. Mar shampla, luafaidh mé an Opel Ampera agus, go paradoxically, an tsamhail ón Audi A1 e-tron.

Éasca le tiomántáin aonair a úsáid
Acmhainn fuinnimhÉifeachtacht innillFuinneamh éifeachtach / lFuinneamh éifeachtach / kg
Gásailín0,302,58 kWh / l3,56 kWh / kg
Ola0,353,42 kWh / l4,07 kWh / kg
Cadhnraí litiam-ian0,90-Ceart go leor. 0,1 kWh / kg

Opel Ampera

Cé gur minic a chuirtear an Opel Ampera i láthair mar fheithicil leictreach, is feithicil hibrideach í i ndáiríre. Chomh maith leis an mótar leictreach, úsáideann an Ampere inneall dócháin inmheánaigh 1,4-lítear 63 kW freisin. Mar sin féin, ní thiomáineann an t-inneall gásailín seo na rothaí go díreach, ach feidhmíonn sé mar ghineadóir ar eagla go rithfeadh na cadhnraí as leictreachas. fuinneamh. Tá an chuid leictreach léirithe ag mótar leictreach le haschur 111 kW (150 hp) agus chasmhóimint 370 Nm. Tá an soláthar cumhachta faoi thiomáint ag 220 cealla litiam cruth T. Tá cumhacht iomlán 16 kWh acu agus meáchan 180 kg acu. Is féidir leis an gcarr leictreach seo taisteal 40-80 km ar thiomáint leictreach amháin. Is minic gur leor an fad seo le haghaidh tiomána cathrach ar feadh an lae agus laghdaíonn sé costais oibriúcháin go suntasach toisc go mbíonn ídiú breosla suntasach ag teastáil ó thrácht cathrach i gcás innill dócháin. Is féidir na cadhnraí a athluchtú ó asraon caighdeánach, agus nuair a dhéantar iad a chomhcheangal leis an inneall dócháin inmheánaigh, leathnaíonn raon an Ampera go cúig chéad ciliméadar an-urramach.

Leictreon Audi A1

Thug Audi, ar fearr leis tiomáint clasaiceach le teicneolaíocht níos forbartha ná tiomáint hibrideach an-éilitheach go teicniúil, carr hibrideach A1 e-tron suimiúil níos mó ná dhá bhliain ó shin. Gearrtar cadhnraí litiam-ian le toilleadh 12 kWh agus meáchan 150 kg ag inneall Wankel mar chuid de ghineadóir a úsáideann an fuinneamh i bhfoirm gásailín a stóráiltear in umar 254-lítear. Tá toirt 15 méadar ciúbach ag an inneall. cm agus gineann sé 45 kW / h el. fuinneamh. Tá cumhacht 75 kW ag an mótar leictreach agus féadann sé suas le 0 kW de chumhacht a tháirgeadh i mbeagán ama. Tá luasghéarú ó 100 go 10 thart ar 130 soicind agus luas barr de thart ar 50 km / h.Is féidir leis an gcarr taisteal thart ar 12 km timpeall na cathrach ar thiomáint leictreach amháin. Tar éis ídiú e. déantar an fuinneamh a ghníomhachtú go discréideach ag an inneall dócháin inmheánaigh rothlacha agus athluchtaíonn sé an leictreachas. fuinneamh le haghaidh cadhnraí. Is é an raon iomlán le cadhnraí lánluchtaithe agus 250 lítear peitril thart ar 1,9 km le tomhaltas meán de 100 lítear in aghaidh an 1450 km. Is é meáchan oibriúcháin na feithicle 12 kg. Breathnaímid ar chomhshó simplí chun a fheiceáil i gcomparáid dhíreach cé mhéad fuinnimh atá i bhfolach in umar 30 lítear. Ag glacadh le héifeachtacht inneall Wankel nua-aimseartha de 70%, ansin tá 9 kg de, mar aon le 12 kg (31 L) de gásailín, comhionann le 79 kWh de fhuinneamh a stóráiltear i gcadhnraí. Mar sin 387,5 kg inneall agus umar = 1 kg de chadhnraí (arna ríomh i meáchain Audi A9 e-Tron). Dá mbeimis ag iarraidh an umar breosla a mhéadú faoi 62 lítear, bheadh ​​XNUMX kWh d’fhuinneamh againn cheana féin chun an carr a chumhachtú. Mar sin d’fhéadfaimis leanúint ar aghaidh. Ach caithfidh sé gabháil amháin a bheith aige. Ní carr “glas” a bheidh ann a thuilleadh. Mar sin, fiú anseo feictear go soiléir go bhfuil an tiomáint leictreach teoranta go mór ag dlús cumhachta an fhuinnimh atá stóráilte sna cadhnraí.

Go háirithe, tá an praghas níos airde, chomh maith leis an meáchan ard, mar thoradh ar an bhfíric go bhfuil an tiomáint hibrideach i Audi faded de réir a chéile isteach sa chúlra. Mar sin féin, ní chiallaíonn sé seo go bhfuil forbairt na ngluaisteán hibrideach agus feithiclí leictreacha ag Audi dímheas go hiomlán. Tá faisnéis faoin leagan nua den tsamhail e-tron A1 le feiceáil le déanaí. I gcomparáid leis an gceann roimhe seo, tá inneall turbocharged trí-sorcóir 1,5 kW 94-lítear curtha in ionad an innill/gineadóir rothlacha. Chuir Audi iachall ar úsáid an aonaid dócháin inmheánaigh clasaiceach go príomha mar gheall ar na deacrachtaí a bhaineann leis an tarchur seo, agus tá an t-inneall nua trí-sorcóir deartha ní hamháin chun na cadhnraí a mhuirearú, ach freisin oibriú go díreach leis na rothaí tiomána. Tá aschur comhionann 12kWh ag cadhnraí Sanyo, agus tá raon an tiomána íon leictreach méadaithe beagán go dtí thart ar 80km. Deir Audi gur cheart don ríomh-tron uasghrádaithe A1 lítear amháin in aghaidh na céad ciliméadar ar an meán. Ar an drochuair, tá snag amháin ag baint leis an gcostas seo. I gcás feithiclí hibrideacha le raon leictreach íon leathnaithe. Úsáideann tiomáint teicníc suimiúil chun an ráta sreafa deiridh a ríomh. Tugtar neamhaird ar thomhaltas mar a thugtar air. athbhreoslaithe ó ní thógann an líonra muirir ceallraí, chomh maith leis an tomhaltas deiridh l / 100 km, ach tomhaltas gásailín ar feadh an 20 km deiridh tiomána san áireamh, nuair a bhíonn leictreachas ann. muirear ceallraí. Trí ríomh an-simplí, is féidir linn é seo a ríomh an raibh na cadhnraí scaoilte go cuí. thiomáin muid tar éis an chumhacht dul amach. fuinneamh ó chadhnraí gásailín amháin, mar thoradh air sin, méadóidh tomhaltas cúig huaire, is é sin, 5 lítear gásailín in aghaidh an 100 km.

Cadhnraí le haghaidh feithiclí hibrideacha agus leictreacha

Audi A1 r-tron II. giniúint

Cadhnraí le haghaidh feithiclí hibrideacha agus leictreacha

Fadhbanna stórála leictreachais

Tá ceist na stórála fuinnimh chomh sean leis an innealtóireacht leictreach féin. Ba iad na chéad fhoinsí leictreachais ná cealla galbhánacha. Tar éis tréimhse ghearr, thángthas ar an bhféidearthacht próiseas inchúlaithe de charnadh leictreachais i gcealla tánaisteacha galbhánacha - cadhnraí. Ba chadhnraí luaidhe iad na chéad chadhnraí a úsáideadh, tar éis nicil-iarainn agus beagán níos déanaí nicil-caidmiam, agus mhair a n-úsáid phraiticiúil níos mó ná céad bliain. Ba cheart a chur leis freisin, in ainneoin dianthaighde domhanda sa réimse seo, nach bhfuil mórán athraithe tagtha ar a ndearadh bunúsach. Ag baint úsáide as teicneolaíochtaí déantúsaíochta nua, feabhas a chur ar airíonna bunábhair agus úsáid a bhaint as ábhair nua le haghaidh deighilteoirí cille agus soithí, bhí sé indéanta an meáchanlár sonrach a laghdú beagán, féin-urscaoileadh na gcealla a laghdú, agus compord agus sábháilteacht an oibreora a mhéadú, ach sin faoi. An míbhuntáiste is suntasaí .i. D'fhan cóimheas an-neamhfhabhrach idir an méid fuinnimh stóráilte agus meáchan agus toirt na gcadhnraí. Mar sin, baineadh úsáid as na cadhnraí seo go príomha in iarratais statacha (soláthairtí cumhachta cúltaca i gcás go dteipeann ar an bpríomhsholáthar cumhachta, etc.). Baineadh úsáid as cadhnraí mar fhoinse fuinnimh le haghaidh córais tarraingthe, go háirithe ar iarnród (cairteanna iompair), áit nár chuir meáchan trom agus toisí suntasacha isteach ró-mhór freisin.

Dul chun cinn maidir le stóráil fuinnimh

Mar sin féin, tá méadú tagtha ar an ngá le cealla a fhorbairt a bhfuil toilleadh agus toisí beaga acu in uaireanta aimpéar. Mar sin, cruthaíodh cealla bunscoile alcaileach agus leaganacha séalaithe de chadhnraí nicil-caidmiam (NiCd) agus ansin cadhnraí hidríd nicil-miotail (NiMH). Le haghaidh cuimsiú na gcealla, roghnaíodh na cruthanna agus na méideanna muinchille céanna agus a bhí sna gnáthchealla clóiríd since go dtí seo. Go háirithe, de bharr na bparaiméadar bainte amach de chadhnraí hidríde miotail nicil is féidir iad a úsáid, go háirithe i bhfóin phóca, ríomhairí glúine, tiomántáin láimhe uirlisí, srl. Tá teicneolaíocht déantúsaíochta na gcealla seo difriúil leis na teicneolaíochtaí a úsáidtear le haghaidh cealla a bhfuil a cumas mór in ampere-hours. Cuirtear an teicneolaíocht chun an córas leictreoid, lena n-áirítear deighilteoirí, a thiontú ina chorna sorcóireach, a chuirtear isteach agus a ndéantar teagmháil le cealla múnlaithe rialta i méideanna AAA, AA, C agus D, resp, in ionad socrú lamellar an chórais leictreoid chealla mór. iolraithe dá méid. I gcás roinnt feidhmchlár speisialta, táirgtear cealla comhréidh speisialta.

Cadhnraí le haghaidh feithiclí hibrideacha agus leictreacha

Is é an leas a bhaint as cealla heirméiteach le leictreoidí bíseach arís agus arís eile cumas níos mó a mhuirearú agus a urscaoileadh le sruthanna ard agus an cóimheas idir an dlús fuinnimh coibhneasta le meáchan cille agus toirt i gcomparáid leis an dearadh cille mór clasaiceach. Is é an míbhuntáiste níos mó féin-urscaoileadh agus níos lú timthriallta oibre. Tá acmhainn uasta aon chill NiMH amháin thart ar 10 Ah. Ach, mar atá le sorcóirí trastomhas níos mó eile, ní cheadaíonn siad sruthanna ró-ard a mhuirearú mar gheall ar dhiomailt teasa fadhbach, rud a laghdaíonn go mór an úsáid i bhfeithiclí leictreacha, agus mar sin ní úsáidtear an fhoinse seo ach mar cheallraí cúnta i gcóras hibrideach (Toyota Prius 1,3 .XNUMX kWh).

Cadhnraí le haghaidh feithiclí hibrideacha agus leictreacha

Chun cinn suntasach i réimse na stórála fuinnimh tá forbairt cadhnraí litiam sábháilte. Is eilimint í litiam le luach féideartha ard leictriceimiceach, ach tá sé thar a bheith imoibríoch freisin sa chiall ocsaídiúcháin, rud a fhágann fadhbanna freisin nuair a úsáidtear miotail litiam go praiticiúil. Nuair a thagann litiam i dteagmháil le ocsaigin atmaisféarach, tarlaíonn dócháin, rud a d'fhéadfadh carachtar pléascadh a bheith ag brath ar airíonna an chomhshaoil. Is féidir an t-airí míthaitneamhach seo a dhíchur tríd an dromchla a chosaint go cúramach, nó trí úsáid a bhaint as comhdhúile litiam nach bhfuil chomh gníomhach. Faoi láthair, na cadhnraí litiam-ian agus litiam-polaiméire is coitianta le cumas 2 go 4 Ah in aimpéar-uaireanta. Tá a n-úsáid cosúil le húsáid NiMh, agus ag meánvoltas urscaoilte de 3,2 V, tá 6 go 13 Wh fuinnimh ar fáil. I gcomparáid le cadhnraí hidríde nicil-mhiotail, is féidir le cadhnraí litiam dhá nó ceithre huaire níos mó fuinnimh a stóráil don toirt céanna. Tá leictrilít i bhfoirm glóthach nó soladach ag cadhnraí litiam-ian (polaiméir) agus is féidir iad a mhonarú i gcealla comhréidh chomh tanaí le cúpla deichiú de milliméadar i gcruth ar bith beagnach chun freastal ar riachtanais an fheidhmchláir faoi seach.

Is féidir an tiomáint leictreach i gcarr paisinéara a dhéanamh mar an príomh-agus an t-aon cheann amháin (gluaisteán leictreach) nó le chéile, nuair is féidir leis an tiomáint leictreach a bheith mar fhoinse tarraingthe ceannasach agus cúnta (tiomáint hibrideach). Ag brath ar an malairt a úsáidtear, tá difríocht idir na ceanglais fuinnimh maidir le hoibriú na feithicle agus mar sin cumas na gcadhnraí. I bhfeithiclí leictreacha, tá an cumas ceallraí idir 25 agus 50 kWh, agus le tiomáint hibrideach, tá sé níos ísle go nádúrtha agus raonta ó 1 go 10 kWh. Ó na luachanna tugtha is féidir a fheiceáil go bhfuil sé riachtanach na cealla a nascadh i sraith ag voltas cill amháin (litiam) de 3,6 V. D'fhonn caillteanais i seoltóirí dáileacháin, inverters agus foirceannadh mótair a laghdú, moltar voltas níos airde ná mar is gnách a roghnú sa líonra ar bord (12 V) le haghaidh thiomáineann - tá na luachanna a úsáidtear go coitianta ó 250 go 500 V. Ó inniu, is léir gurb iad cealla litiam an cineál is oiriúnaí. Admhaigh, tá siad fós an-daor, go háirithe i gcomparáid le cadhnraí luaidhe-aigéad. Mar sin féin, tá siad i bhfad níos deacra.

Is é 3,6 V voltas ainmniúil na gcealla ceallraí litiam traidisiúnta. Tá an luach seo difriúil ó chealla traidisiúnta hidríde nicil-mhiotail, faoi seach. NiCd, a bhfuil voltas ainmniúil de 1,2 V (nó luaidhe - 2 V), nach gceadaíonn, má úsáidtear é go praiticiúil, idirmhalartaithe an dá chineál. Is sainairíonna é muirearú na gcadhnraí litiam seo ná an gá atá le luach an uasvoltais luchtaithe a choinneáil go cruinn, a éilíonn cineál speisialta charger agus, go háirithe, ní cheadaíonn sé úsáid a bhaint as córais muirir atá deartha le haghaidh cineálacha eile cealla.

Cadhnraí le haghaidh feithiclí hibrideacha agus leictreacha

Príomhthréithe cadhnraí litiam

Is féidir príomhthréithe cadhnraí feithiclí leictreacha agus hibridí a mheas mar a dtréithe luchtaithe agus scaoilte.

Saintréith luchtaithe 

Éilíonn an próiseas luchtaithe rialáil a dhéanamh ar an sruth luchtaithe, ní féidir an voltas cille a rialú agus rialú na teochta reatha a scipeáil. Maidir le cealla litiam atá in úsáid inniu a úsáideann LiCoO2 mar an leictreoid catóide, is é an uasteorainn voltais luchtaithe ná 4,20 go 4,22 V in aghaidh na cille. Má dhéantar níos mó ná an luach seo, déantar damáiste d’airíonna na cille agus, os a choinne sin, má theipeann ort an luach seo a bhaint amach ní úsáidtear an acmhainn ainmniúil cille. Le haghaidh luchtaithe, úsáidtear an tréith IU is gnách, is é sin, sa chéad chéim tá sé luchtaithe le sruth tairiseach go dtí go sroichtear voltas 4,20 V / cill. Tá an sruth luchtaithe teoranta don uasluach incheadaithe a shonraíonn an monaróir cille, faoi seach. roghanna charger. Athraíonn an t-am luchtaithe ag an gcéad chéim ó roinnt deich nóiméad go roinnt uaireanta an chloig, ag brath ar mhéid an tsrutha luchtaithe. De réir a chéile méadaíonn voltas cille suas go huasmhéid. luachanna 4,2 V. Mar a luadh cheana, níor cheart an voltas seo a shárú mar gheall ar an mbaol damáiste don chill. Sa chéad chéim den mhuirearú, stóráiltear 70 go 80% den fhuinneamh sna cealla, sa dara céim an chuid eile. Sa dara céim, coimeádtar an voltas luchtaithe ag an uasluach incheadaithe, agus laghdaíonn an sruth luchtaithe de réir a chéile. Cuirtear an muirear i gcrích nuair a bhíonn an sruth tite go dtí thart ar 2-3% de shruth urscaoilte rátáilte na cille. Ó tharla go bhfuil uasluach na sruthanna luchtaithe i gcás cealla níos lú arís agus arís eile níos airde ná an sruth urscaoilte, is féidir cuid shuntasach den leictreachas a shábháil sa chéad chéim luchtaithe. fuinneamh i dtréimhse réasúnta gearr (thart ar ½ agus 1 uair an chloig). Mar sin, i gcás éigeandála, is féidir cadhnraí feithicil leictreach a mhuirearú go hacmhainn leordhóthanach i dtréimhse réasúnta gearr. Fiú amháin i gcás cealla litiam, laghdaíonn an leictreachas carntha tar éis tréimhse áirithe stórála. Mar sin féin, ní tharlaíonn sé seo ach tar éis thart ar 3 mhí de downtime.

Saintréithe urscaoilte

Titeann an voltas go tapa ar dtús go 3,6–3,0 V (ag brath ar mhéid an tsrutha urscaoilte) agus fanann sé beagnach seasmhach ar feadh an urscaoilte iomláin. Tar éis ídiú an tsoláthair ríomhphoist. íslíonn an fuinneamh an voltas cille go han-tapa freisin. Dá bhrí sin, ní mór an t-urscaoileadh a chríochnú tráth nach déanaí ná voltas urscaoilte sonraithe an mhonaróra de 2,7 go 3,0 V.

Seachas sin, féadfar damáiste a dhéanamh do struchtúr an táirge. Tá an próiseas díluchtaithe réasúnta éasca a rialú. Níl sé teoranta ach ag luach an tsrutha agus stadann sé nuair a shroichtear luach an voltais urscaoilte deiridh. Is í an t-aon fhadhb ná nach mbíonn airíonna cealla aonair i socrú seicheamhach riamh mar an gcéanna. Dá bhrí sin, ní mór a bheith cúramach chun a chinntiú nach dtiteann voltas aon chill faoi bhun an voltais urscaoilte dheiridh, mar go bhféadfadh sé seo dochar a dhéanamh dó agus dá bhrí sin mífheidhmiú a dhéanamh ar an gceallraí iomlán. Ba cheart an rud céanna a mheas agus an ceallraí á mhuirearú.

Cuireann an cineál cealla litiam a luaitear le hábhar catóide difriúil, ina gcuirtear ocsaíd cóbalt, nicil nó mangainéis in ionad an phosphide Li3V2 (PO4) 3, fáil réidh leis na rioscaí a luaitear go ndéanfar damáiste don chill mar gheall ar neamhchomhlíonadh. cumas níos airde. Dearbhaítear freisin go bhfuil a saol seirbhíse dearbhaithe de thart ar 2 thimthriall luchtaithe (ag urscaoileadh 000%) agus go háirithe nuair a scaoiltear an chill go hiomlán, ní dhéanfar damáiste di. Is é an buntáiste freisin ná voltas ainmniúil níos airde de thart ar 80 agus iad ag muirearú suas le 4,2 V.

Ón gcur síos thuas, is féidir a léiriú go soiléir gurb iad cadhnraí litiam an t-aon rogha eile faoi láthair mar fhuinneamh a stóráil chun carr a thiomáint i gcomparáid leis an bhfuinneamh atá stóráilte i mbreosla iontaise in umar breosla. Méadóidh aon mhéadú ar acmhainn atá sonrach do cheallraí iomaíochas an tiomántáin éiceabhách seo. Ní féidir ach súil a bheith againn nach gcuirfidh forbairt moilliú, ach a mhalairt ar fad, bogfaimid ar aghaidh roinnt mílte.

Cadhnraí le haghaidh feithiclí hibrideacha agus leictreacha

Samplaí d’fheithiclí a úsáideann cadhnraí hibrideacha agus leictreacha

Is hibrideach clasaiceach é Toyota Prius le cúlchiste ísealchumhachta ar leictreachas íon. tiomáint

Úsáideann an Toyota Prius ceallraí NiMH 1,3 kWh, a úsáidtear go príomha mar fhoinse cumhachta le haghaidh luasghéarú agus a cheadaíonn tiomántán leictreach ar leithligh a úsáid ar feadh achar thart ar 2 km ar a mhéad. luas 50 km / h. Úsáideann an leagan Breiseán-isteach cadhnraí litiam-ian cheana féin le toilleadh 5,4 kWh, a ligeann duit tiomáint go heisiach ar thiomántán leictreach ar feadh achair 14-20 km ar luas uasta. luas 100 km / h.

Opel Ampere-hibrideach le cúlchiste cumhachta méadaithe ar r-phost íon. tiomáint

Tá an fheithicil leictreach le raon sínte (40-80 km), mar a ghlaonn Opel ar an Amper cúig dhoras le ceithre shuíochán, faoi thiomáint ag mótar leictreach le 111 kW (150 hp) agus 370 Nm de chasmhóimint. Tá an soláthar cumhachta faoi thiomáint ag 220 cealla litiam cruth T. Tá cumhacht iomlán 16 kWh acu agus meáchan 180 kg acu. Is inneall gásailín 1,4 lítear é an gineadóir le haschur 63 kW.

Mitsubishi agus MiEV, Citroën C-Zero, Peugeot iOn-clean el. gluaisteáin

Ligeann cadhnraí litiam-ian le toilleadh 16 kWh don fheithicil taisteal suas le 150 km gan athluchtú, mar a thomhaistear de réir chaighdeán NEDC (Timthriall Tiomána Nua Eorpach). Tá na cadhnraí ardvoltais (330 V) suite taobh istigh den urlár agus cosnaíonn fráma an chliabháin iad ó dhamáiste i gcás tionchair. Is táirge de Lithium Energy Japan é, comhfhiontar idir Mitsubishi agus GS Yuasa Corporation. Tá 88 alt san iomlán. Soláthraíonn leictreachas litiam-ian 330 V leictreachas don tiomántán, comhdhéanta de 88 50 Ah cealla le toilleadh iomlán 16 kWh. Gearrfar an ceallraí as asraon baile laistigh de shé huaire an chloig, ag úsáid luchtaire tapa seachtrach (125 A, 400 V), gearrfar an ceallraí ar 80% i leath uair an chloig.

Cadhnraí le haghaidh feithiclí hibrideacha agus leictreacha

Is lucht leanúna mór feithiclí leictreacha mé féin agus déanann mé monatóireacht leanúnach ar a bhfuil ag tarlú sa réimse seo, ach níl an réaltacht faoi láthair chomh dóchasach. Deimhnítear é seo freisin leis an bhfaisnéis thuas, a léiríonn nach bhfuil saol na bhfeithiclí leictreacha agus hibrideacha íon araon éasca, agus go minic ní ligeann ach cluiche uimhreacha air. Tá a dtáirgeadh fós an-éilitheach agus costasach, agus déantar a n-éifeachtacht a phlé arís agus arís eile. Is é an míbhuntáiste is mó a bhaineann le feithiclí leictreacha (hibridí) cumas sonrach an-íseal an fhuinnimh a stóráiltear i gcadhnraí i gcomparáid leis an bhfuinneamh a stóráiltear i ngnáthbhreoslaí (díosal, gásailín, gás peitriliam leachtaithe, gás nádúrtha comhbhrúite). Chun cumhacht feithiclí leictreacha a thabhairt níos gaire do ghluaisteáin thraidisiúnta, bheadh ​​ar chadhnraí a meáchan a laghdú deichiú ar a laghad. Ciallaíonn sé seo go raibh ar an Audi R8 r-tron luaite 42 kWh a stóráil ní i 470 kg, ach i 47 kg. Ina theannta sin, chaithfí an t-am muirir a laghdú go suntasach. Tá thart ar uair an chloig ag cumas 70-80% fós go leor, agus níl mé ag caint faoi 6-8 uair an chloig ar an meán ar mhuirear iomlán. Ní gá a chreidiúint an bullshit faoi nialas táirgeadh feithiclí leictreacha CO2 ach an oiread. Lig dúinn faoi deara láithreach ar an bhfíric go Gintear an fuinneamh inár soicéid freisin ó ghléasraí cumhachta teirmeacha, agus ní hamháin go dtáirgeann siad go leor CO2. Gan trácht ar tháirgeadh níos casta gluaisteán den sórt sin, áit a bhfuil an gá atá le CO2 le haghaidh táirgeadh i bhfad níos mó ná mar atá i gceann clasaiceach. Ní mór dúinn dearmad a dhéanamh ar líon na gcomhpháirteanna ina bhfuil ábhair throma agus tocsaineacha agus ar a ndiúscairt fadhbach ina dhiaidh sin.

Leis na míbhuntáistí go léir a luaitear agus nach bhfuil luaite, tá buntáistí gan shéanadh ag carr leictreach (hibrideach). I dtrácht uirbeach nó thar achair níos giorra, ní féidir a shéanadh ar a n-oibriú níos eacnamaí, ach amháin mar gheall ar phrionsabal na stórála fuinnimh (aisghabháil) le linn coscánaithe, nuair a dhéantar é i bhfeithiclí traidisiúnta a bhaint le linn coscánaithe i bhfoirm teasa dramhaíola isteach san aer, ní gá. luaigh an fhéidearthacht tiomáint cúpla km timpeall na cathrach le haghaidh athluchtú saor ó r-phost poiblí. glan. Má dhéanaimid comparáid idir carr leictreach íon agus carr clasaiceach, ansin i gcarr traidisiúnta tá inneall dócháin inmheánaigh, atá ann féin ina eilimint mheicniúil sách casta. Ní mór a chumhacht a aistriú chuig na rothaí ar bhealach éigin, agus déantar é seo den chuid is mó trí tharchur láimhe nó uathoibríoch. Tá difreálach amháin nó níos mó fós ar an mbealach, uaireanta freisin seafta tiomána agus sraith seaftaí acastóra. Ar ndóigh, ní mór an carr a mhoilliú freisin, ní mór don inneall fuarú, agus cailltear an fuinneamh teirmeach seo go neamhúsáideach don chomhshaol mar theas iarmharach. Tá carr leictreach i bhfad níos éifeachtaí agus níos simplí - (ní bhaineann sé le tiomáint hibrideach, atá an-chasta). Níl giarbhoscaí, giarbhoscaí, cardán agus leath seafta sa charr leictreach, déan dearmad ar an inneall chun tosaigh, ar chúl nó i lár. Níl radaitheora ann, i.e. fuaraitheoir agus tosaithe. Is é an buntáiste a bhaineann le carr leictreach ná gur féidir leis mótair a shuiteáil go díreach isteach sna rothaí. Agus go tobann tá an ATV foirfe agat a fhéadfaidh gach roth a rialú go neamhspleách ar na cinn eile. Mar sin, le feithicil leictreach, ní bheidh sé deacair ach roth amháin a rialú, agus is féidir freisin an dáileadh cumhachta is fearr le haghaidh cúinneála a roghnú agus a rialú. Is féidir le gach ceann de na mótair a bheith ina choscán freisin, arís go hiomlán neamhspleách ar na rothaí eile, a thiontaíonn cuid den fhuinneamh cinéiteach ar ais go fuinneamh leictreach. Mar thoradh air sin, beidh coscáin traidisiúnta faoi réir i bhfad níos lú strus. Is féidir leis na hinnill an chumhacht uasta atá ar fáil a tháirgeadh ag am ar bith beagnach agus gan mhoill. Tá a n-éifeachtúlacht maidir le fuinneamh atá stóráilte i gcadhnraí a thiontú go fuinneamh cinéiteach thart ar 90%, atá thart ar thrí huaire níos mó ná na gnáth-mhótair. Dá bhrí sin, ní ghineann siad an oiread teasa iarmharach agus ní gá go mbeadh sé deacair iad a fhuarú. Níl uait le haghaidh seo ná crua-earraí maithe, aonad rialaithe agus ríomhchláraitheoir maith.

Suma sumárum. Má tá gluaisteáin leictreacha nó Hibridí níos gaire fós do ghluaisteáin chlasaiceacha a bhfuil innill atá tíosach ar bhreosla, tá cosán an-deacair agus deacair fós rompu. Níl súil agam ach nach bhfuil sé seo deimhnithe ag roinnt uimhreacha míthreoracha nó. brú áibhéalacha ó oifigigh. Ach ná déanaimis éadóchas. Tá forbairt na nanaitheicneolaíochta ag dul i méid i ndáiríre, agus, b’fhéidir, tá míorúiltí i ndán dúinn go luath.

Faoi dheireadh, cuirfidh mé rud amháin níos suimiúla leis. Tá stáisiún athbhreoslaithe gréine ann cheana féin.

Cadhnraí le haghaidh feithiclí hibrideacha agus leictreacha

D'fhorbair Toyota Industries Corp (TIC) stáisiún luchtaithe gréine d'fheithiclí leictreacha agus hibrideacha. Tá an stáisiún ceangailte leis an eangach chumhachta freisin, mar sin is dóichí gur foinse fuinnimh breise iad na painéil ghréine 1,9 kW. Ag baint úsáide as foinse cumhachta féinchuimsitheach (gréine), is féidir leis an stáisiún luchtaithe uaschumhacht 110 VAC / 1,5 kW a sholáthar, nuair atá sé ceangailte leis an bpríomhlíonra, tairgeann sé uasmhéid de 220 VAC / 3,2 kW.

Stóráiltear leictreachas neamhúsáidte ó phainéil ghréine i gcadhnraí, ar féidir leo 8,4 kWh a stóráil le húsáid níos déanaí. Is féidir freisin leictreachas a sholáthar don líonra dáileacháin nó gabhálais stáisiúin soláthair. Tá teicneolaíocht cumarsáide ionsuite ag na seastáin luchtaithe a úsáidtear sa stáisiún atá in ann feithiclí a aithint dá réir. a n-úinéirí ag úsáid cártaí cliste.

Téarmaí tábhachtacha do chadhnraí

  • Cumhacht - léiríonn sé an méid lucht leictreach (méid an fhuinnimh) atá stóráilte sa cheallraí. Tá sé sonraithe in uaireanta aimpéar (Ah) nó, i gcás feistí beaga, in uaireanta milliamp (mAh). Tá ceallraí 1 Ah (= 1000 mAh) go teoiriciúil in ann 1 amp a sheachadadh ar feadh uair an chloig.
  • Friotaíocht inmheánach - léiríonn sé cumas na ceallraí sruth urscaoilte níos mó nó níos lú a sholáthar. Mar léiriú, is féidir dhá canisters a úsáid, ceann amháin le asraon níos lú (friotaíocht inmheánach ard) agus an ceann eile le ceann níos mó (friotaíocht inmheánach íseal). Má shocraímid iad a fholmhú, folóidh canister le poll draein níos lú níos moille.
  • Voltas rátáil ceallraí - le haghaidh cadhnraí hidríde nicil-caidmiam agus nicil-mhiotail, tá sé 1,2 V, luaidhe 2 V agus litiam ó 3,6 go 4,2 V. Le linn oibriú, athraíonn an voltas seo laistigh de 0,8 - 1,5 V le haghaidh cadhnraí nicil-caidmiam agus hidríde nicil-mhiotail, 1,7 - 2,3 V le haghaidh luaidhe agus 3-4,2 agus 3,5-4,9 le haghaidh litiam.
  • Sruth reatha luchtaithe, urscaoilte urscaoilte – arna shloinneadh in aimpéar (A) nó in milliampaí (mA). Is faisnéis thábhachtach í seo maidir le húsáid phraiticiúil na ceallraí atá i gceist le haghaidh feiste ar leith. Cinneann sé freisin na coinníollacha maidir le muirearú agus urscaoileadh ceart na ceallraí ionas go n-úsáidtear a acmhainn go dtí an t-uasmhéid agus nach scriostar é ag an am céanna.
  • Muirearú acc. cuar urscaoilte - taispeánann sé go grafach an t-athrú ar an voltas ag brath ar an am nuair a bhíonn an ceallraí á mhuirearú nó á scaoileadh. Nuair a bhíonn ceallraí á urscaoileadh, is gnách go mbíonn athrú beag ar an voltas ar feadh thart ar 90% den am urscaoilte. Dá bhrí sin, tá sé an-deacair staid reatha na ceallraí a chinneadh ón voltas tomhaiste.
  • Féin-urscaoileadh, féin-urscaoileadh – Ní féidir leis an gceallra leictreachas a choinneáil an t-am ar fad. fuinneamh, ós rud é gur próiseas inchúlaithe é an t-imoibriú ag na leictreoidí. Scaoileann ceallraí luchtaithe de réir a chéile leis féin. Féadfaidh an próiseas seo a ghlacadh ó roinnt seachtainí go míonna. I gcás cadhnraí luaidhe-aigéad, is é seo 5-20% in aghaidh na míosa, le haghaidh cadhnraí nicil-caidmiam - thart ar 1% den mhuirear leictreach in aghaidh an lae, i gcás cadhnraí hidríde nicil-mhiotail - thart ar 15-20% in aghaidh an lae. mí, agus cailleann litiam thart ar 60%. acmhainn ar feadh trí mhí. Braitheann féin-urscaoileadh ar an teocht chomhthimpeallach chomh maith le friotaíocht inmheánach (cadhnraí le friotaíocht inmheánach níos airde urscaoileadh níos lú) agus ar ndóigh tá an dearadh, na hábhair a úsáidtear agus an ceardaíocht tábhachtach freisin.
  •  Ceallraí (feisteáin) – Ní úsáidtear cadhnraí ina n-aonar ach amháin i gcásanna eisceachtúla. De ghnáth tá siad ceangailte i sraith, beagnach i gcónaí ceangailte i sraith. Tá sruth uasta sraith den sórt sin comhionann le sruth uasta cille aonair, is é an voltas rátáil suim voltais rátáilte na gceall aonair.
  •  Carnadh cadhnraí.  Ba chóir ceallraí nua nó neamhúsáidte a chur faoi cheann amháin, ach b'fhearr roinnt (3-5) timthriallta lánmhuirir agus scaoilte mall. Socraíonn an próiseas mall seo na paraiméadair ceallraí go dtí an leibhéal atá ag teastáil.
  •  Éifeacht chuimhne – Tarlaíonn sé seo nuair a dhéantar an ceallraí a mhuirearú agus a urscaoileadh go dtí an leibhéal céanna le sruth thart ar tairiseach, gan an iomarca, agus níor cheart go mbeadh muirear iomlán nó urscaoileadh domhain ar an gcill. Chuir an fo-iarmhairt seo isteach ar NiCd (ar a laghad NiMH freisin).

Add a comment