Batterien fir Hybrid an Elektroautoen

An eisem fréiere Artikel hu mir d'Batterie als Stroumquell diskutéiert, haaptsächlech gebraucht fir en Auto ze starten, souwéi fir déi relativ kuerzfristeg Operatioun vun elektreschen Ausrüstung. Wéi och ëmmer, ganz aner Viraussetzunge ginn un d'Eegeschafte vun de Batterien opgestallt, déi am Feld vu grousse mobilen Apparater benotzt ginn, an eisem Fall, Hybrid Gefierer an elektresch Gefierer. Eng vill méi grouss Quantitéit gespäichert Energie ass noutwendeg fir en Auto ze bedreiwen a muss iergendwou gelagert ginn. An engem klassesche Auto mat engem Verbrennungsmotor gëtt en am Tank a Form vu Benzin, Diesel oder LPG gelagert. Am Fall vun engem Elektroauto oder engem Hybridauto gëtt et a Batterien gelagert, wat als den Haaptproblem mat engem Elektroauto beschriwwe ka ginn.

Aktuell Akkumulatore kënne wéineg Energie späicheren, wärend se zimmlech voluminös, schwéier sinn, a gläichzäiteg, fir hir maximal Erhuelung, dauert et e puer Stonnen (normalerweis 8 oder méi). Am Géigesaz, konventionell Gefierer mat Verbrennungsmotoren kënnen eng grouss Quantitéit un Energie späicheren am Verglach mat Akkuen an engem klenge Fall, virausgesat datt et nëmmen eng Minutt, vläicht zwee, dauert fir ze laden. Leider ass de Problem fir Stroum ze späicheren elektresch Gefierer zënter hirem Ufank geplot, an trotz onbestriddene Fortschrëtt ass hir Energiedicht, déi néideg ass fir en Auto ze dreiwen, nach ëmmer ganz niddereg. An de folgende Linnen, E -Mail spueren Mir diskutéieren Energie méi detailléiert a probéieren d'real Realitéit vun Autoen méi no ze bréngen mat pure elektreschen oder Hybrid Drive. Et gi vill Mythen ronderëm dës "elektronesch Autoen", sou datt et kee Schued mécht d'Virdeeler oder Nodeeler vun esou Fuerer méi no ze kucken.

Leider sinn d'Zuelen vun den Hiersteller och ganz zweifelhaft a sinn éischter theoretesch. Zum Beispill enthält de Kia Venga en Elektromotor mat enger Kraaft vun 80 kW an engem Dréimoment vun 280 Nm. D'Kraaft gëtt vu Lithium-Ion-Batterien mat enger Kapazitéit vu 24 kWh geliwwert, déi geschätzte Gamme vu Kia Vengy EV no dem Hiersteller ass 180 km. D'Kapazitéit vun de Batterien seet eis, datt se voll gelueden sinn e Motorverbrauch vu 24 kW, oder e Verbrauch vun 48 kW an enger hallwer Stonn fidderen, asw.. Eng einfach Recalculatioun, a mir kënnen net 180 km fueren . Wa mir iwwer esou eng Rei denken wëllen, da misste mir ongeféier 60 Stonnen am Duerchschnëtt 3 km / h fueren, an d'Motorkraaft wier nëmmen en Zéngtel vum Nominalwäert, also 8 kW. An anere Wierder, mat engem wierklech virsiichteg (virsiichteg) Fahrt, wou Dir bal sécher d'Brems an der Aarbecht benotzt, ass esou eng Fahrt theoretesch méiglech. Natierlech betruechte mir net d'Inklusioun vu verschiddenen elektreschen Accessoiren. Jidderee ka sech scho virstellen, wéi eng Selbstverleegung am Verglach zu engem klassesche Auto. Zur selwechter Zäit schëpst Dir 40 Liter Diesel an de klassesche Venga a fuert honnerte an honnerte vu Kilometer ouni Restriktiounen. Firwat ass et esou? Loosst eis probéieren ze vergläichen wéi vill vun dëser Energie a wéi vill Gewiicht e klassesche Auto am Tank kann halen, a wéi vill en Elektroauto an Batterien hält - liest méi HEI.

E puer Fakten aus der Chimie a Physik

• Kaloresch Wäert vum Bensin: 42,7 MJ / kg,
• Kaloriewäert vum Diesel: 41,9 MJ / kg,
• Benzindicht: 725 kg / m3,
• Uelegdicht: 840 kg / m3,
• Joule (J) = [kg * m2 / s2],
• Watt (W) = [J / s],
• 1 MJ = 0,2778 kWh.

Energie ass d'Fäegkeet fir Aarbecht ze maachen, gemooss an Joule (J), Kilowattstonnen (kWh). Aarbecht (mechanesch) manifestéiert sech duerch eng Verännerung vun der Energie während der Bewegung vum Kierper, huet déiselwecht Eenheeten wéi Energie. D'Kraaft dréckt d'Quantitéit vun der Aarbecht pro Zäitunitéit aus, d'Basiseenheet ass de Watt (W).

Spezifesch Kraaft vun Energiequellen

Energie Ressource	Kaloresch Wäert / kg Dicht	Kaloriewäert / l Energie / l	Energie / kg
Benzin	42,7 MJ / kg 725 kg / m3	30,96 MJ / l 8,60 kWh / l	11,86 kWh / kg
Ueleg	41,9 MJ / kg 840 kg / m3	35,20 MJ / l 9,78 kWh / l	11,64 kWh / kg
Li-Ion Batterie (Audi R8 e-tron)	42 kWh 470 kg		0,0893 kWh / kg

Aus dem uewe genannte ass kloer datt, zum Beispill, mat engem Kaloriewäert vun 42,7 MJ / kg an enger Dicht vun 725 kg / m3, Bensin eng Energie vun 8,60 kWh pro Liter oder 11,86 kWh pro Kilogramm bitt. Wa mir déi aktuell Batterien bauen, déi elo an elektresche Gefierer installéiert sinn, zum Beispill Lithium-Ion, ass hir Kapazitéit manner wéi 0,1 kWh pro Kilogramm (fir Einfachheet wäerte mir 0,1 kWh berücksichtegen). Konventionell Brennstoffer liwweren iwwer honnert Mol méi Energie fir datselwecht Gewiicht. Dir wäert verstoen datt dëst en enorme Ënnerscheed ass. Wa mir et a Kleng briechen, zum Beispill, en Chevrolet Cruze mat enger 31 kWh Batterie dréit Energie déi a manner wéi 2,6 kg Bensin ka passen oder, wann Dir léiwer, ongeféier 3,5 Liter Bensin.

Dir kënnt soen wéi et méiglech ass datt en Elektroauto iwwerhaapt start, an net datt et ëmmer nach méi wéi 100 km Energie wäert hunn. De Grond ass einfach. Den Elektromotor ass vill méi effizient wat d'gespäichert Energie a mechanesch Energie konvertéiert. Normalerweis sollt et eng Effizienz vun 90% hunn, wärend d'Effizienz vun engem Verbrennungsmotor ongeféier 30% fir e Bensinmotor a 35% fir en Dieselmotor ass. Dofir, fir déiselwecht Kraaft un den Elektromotor ze liwweren, ass et genuch mat enger vill méi niddereger Energiereserve.

Einfach ze benotzen vun eenzelne Drive

No der Evaluatioun vun der vereinfachter Berechnung gëtt ugeholl datt mir ongeféier 2,58 kWh mechanesch Energie aus engem Liter Benzin kréien, 3,42 kWh aus engem Liter Diesel Brennstoff, an 0,09 kWh aus engem Kilogramm Lithium-Ion Batterie. Also ass den Ënnerscheed net méi wéi honnertfach, awer nëmmen ongeféier drëssegfach. Dëst ass déi bescht Zuel, awer nach ëmmer net wierklech rosa. Betruecht zum Beispill de sportleche Audi R8. Seng voll gelueden Akkuen, mat engem Gewiicht vun 470 kg, hunn en Energieequivalent vu 16,3 Liter Bensin oder just 12,3 Liter Diesel. Oder wa mir en Audi A4 3,0 TDI mat enger Tankkapazitéit vu 62 Liter Diesel hätten a mir déi selwecht Gamme op engem pure Batteriefueren wëllen hunn, brauche mir ongeféier 2350 kg Batterien. Bis elo gëtt dës Tatsaach dem Elektroauto net eng ganz hell Zukunft. Et ass awer net néideg, e Gewier op de Roggen ze werfen, well den Drock fir sou "E-Autoen" z'entwéckelen gëtt vun der ruthless grénger Lobby ofgeholl, also ob d'Automobilisten et gär hunn oder net, se mussen eppes "Gréngs" produzéieren. " “. En definitiven Ersatz fir e reng elektresche Fuert sinn déi sougenannte Hybriden, déi e Verbrennungsmotor mat engem Elektromotor verbannen. Am Moment sinn déi bekanntst zum Beispill den Toyota Prius (Auris HSD mat der selwechter Hybridtechnologie) oder den Honda Inside. Allerdéngs ass hir reng elektresch Gamme nach ëmmer laache. Am éischte Fall, ongeféier 2 km (an der leschter Versioun vum Plug In ass "op" 20 km erhéicht), an am zweeten Honda klappt net emol op eng reng elektresch Fuert. Bis elo ass déi resultéierend Effizienz an der Praxis net sou wonnerbar wéi d'Massreklammen seet. D'Realitéit huet gewisen datt se se mat all bloe Bewegung (Wirtschaft) meeschtens mat konventioneller Technologie faarwen. De Virdeel vun der Hybridkraaftwierk läit haaptsächlech an der Brennstoffwirtschaft beim Fuere an der Stad. Audi huet viru kuerzem gesot datt et momentan nëmmen d'Kierpergewiicht reduzéiert gëtt fir am Duerchschnëtt déiselwecht Brennstoffwirtschaft z'erreechen, déi verschidde Marken erreechen andeems en Hybridsystem an engem Auto installéiert ass. Nei Modeller vun e puer Autoen beweisen och, datt dëst kee Gejäiz an d'Däischtert ass. Zum Beispill benotzt déi kierzlech agefouert siwent Generatioun Volkswagen Golf méi liicht Komponenten fir ze léieren an an der Praxis benotzt tatsächlech manner Brennstoff wéi virdrun. Déi japanesch Automobilist Mazda huet eng ähnlech Richtung geholl. Trotz dëse Fuerderungen geet d'Entwécklung vun engem "laangstrecken" Hybridfuere weider. Als Beispill nennen ech den Opel Ampera a paradoxerweis de Modell vum Audi A1 e-tron.

Einfach ze benotzen vun eenzelne Drive

Energie Ressource	Motoreffizienz	Effektiv Energie / l	Effektiv Energie / kg
Benzin	0,30	2,58 kWh / l	3,56 kWh / kg
Ueleg	0,35	3,42 kWh / l	4,07 kWh / kg
Lithium-Ion Batterien	0,90	-	OK. 0,1 kWh / kg

Vauxhall Ampera

Och wann den Opel Ampera dacks als en elektrescht Gefier presentéiert gëtt, ass et tatsächlech en Hybrid Gefier. Nieft dem Elektromotor benotzt den Ampere och en 1,4-Liter 63 kW Verbrennungsmotor. Wéi och ëmmer, dëse Bensinmotor fiert net direkt d'Rieder, mee wierkt als Generator am Fall wou d'Batterien aus Elektrizitéit leien. Energie. Den elektreschen Deel gëtt vun engem Elektromotor mat enger Leeschtung vun 111 kW (150 PS) an engem Dréimoment vun 370 Nm vertrueden. D'Energieversuergung gëtt mat 220 T-förmege Lithiumzellen ugedriwwen. Si hunn eng Gesamtleeschtung vun 16 kWh a weien 180 kg. Dësen Elektroauto kann 40-80 km op engem reng elektresche Fuert reesen. Dës Distanz ass dacks genuch fir de ganzen Dag Stadfueren a reduzéiert däitlech d'Betribskäschte well de Stadverkéier bedeitende Brennstoffverbrauch erfuerdert am Fall vu Verbrennungsmotoren. D'Batterien kënnen och aus engem Standard Outlet gelueden ginn, a wa se mat engem Verbrennungsmotor kombinéiert ginn, geet d'Ampera Gamme op ganz respektabel fënnefhonnert Kilometer.

Audi e-electron A1

Audi, deen e klassesche Fuere mat méi fortgeschrattem Technologie léiwer wéi en technesch ganz usprochsvollen Hybridfuere léiwer huet, huet viru méi wéi zwee Joer en interessanten A1 e-tron Hybridauto agefouert. Lithium-Ion-Batterien mat enger Kapazitéit vun 12 kWh an engem Gewiicht vun 150 kg ginn vun engem Wankel-Motor als Deel vun engem Generator gelueden, deen d'Energie a Form vu Benzin benotzt, deen an engem 254-Liter Tank gespäichert ass. De Motor huet e Volume vun 15 Kubikzentimeter Meter. cm a generéiert 45 kW / h el. Energie. Den Elektromotor huet eng Kraaft vu 75 kW a ka bis zu 0 kW Kraaft a kuerzer Zäit produzéieren. Beschleunegung vun 100 op 10 ass ongeféier 130 Sekonnen an eng Spëtzt vu ronn 50 km / h. Den Auto ka ronn 12 km ronderëm d'Stad fueren op engem reng elektresche Fuert. No der Ausschöpfung vun e. d'Energie gëtt diskret vum Rotatiounsverbrennungsmotor ageschalt a gelueden d'Elektrizitéit op. Energie fir Batterien. D'Gesamtreechwäit mat voll gelueden Akkuen an 250 Liter Bensin ass ongeféier 1,9 km mat engem Duerchschnëttsverbrauch vun 100 Liter pro 1450 km. D'Betribsgewiicht vum Gefier ass 12 kg. Loosst eis eng einfach Konversioun kucken fir am direkte Verglach ze kucken wéi vill Energie an engem 30 Liter Tank verstoppt ass. Unzehuelen eng modern Wankel Motor Effizienz vun 70%, dann 9 kg dovunner, zesumme mat 12 kg (31 L) Benzin, entsprécht 79 kWh Energie an Batterien gespäichert. Also 387,5 kg Motor an Tank = 1 kg Akkuen (berechent an Audi A9 e-Tron Gewiichter). Wa mir de Brennstofftank ëm 62 Liter géifen erhéijen, hätte mir schonn XNUMX kWh Energie zur Verfügung, fir den Auto unzedreiwen. Also kënne mir weiderfueren. Mä hie muss ee Fang hunn. Et gëtt keen "gréngen" Auto méi. Also och hei ass kloer ze gesinn datt den elektresche Fuert wesentlech limitéiert ass duerch d'Kraaftdicht vun der Energie déi an de Batterien gespäichert ass.

Besonnesch de méi héije Präis, wéi och dat héicht Gewiicht, hunn dozou gefouert, datt den Hybridfuere bei Audi no an no an den Hannergrond verschwonnen ass. Dëst bedeit awer net datt d'Entwécklung vun Hybrid Autoen an Elektroautoen bei Audi komplett ofgeschaaft ass. Informatioun iwwer déi nei Versioun vum A1 e-tron Modell ass viru kuerzem erschéngt. Am Géigesaz zu der viregter gouf de Rotary-Moteur/Generator duerch en 1,5 kW 94-Liter Dräi-Zylinder-Turbo-Motor ersat. D'Benotzung vun der klassescher Verbrennungsmotor Eenheet gouf vun Audi haaptsächlech gezwongen wéinst de Schwieregkeeten, déi mat dëser Iwwerdroung assoziéiert sinn, an den neien dräi-losen-Moteur ass entwéckelt fir net nëmmen d'Batterien ze laden, awer och direkt mat den Drive-Rieder ze schaffen. D'Sanyo-Batterien hunn eng identesch Ausgang vun 12kWh, an d'Reechwäit vum reng elektresche Fuere gouf liicht op ongeféier 80km erhéicht. Audi seet, datt den aktualiséierten A1 e-tron am Duerchschnëtt ee Liter pro honnert Kilometer soll. Leider huet dës Ausgab ee Snag. Fir Hybrid Gefierer mat erweiderten reng elektresche Gamme. fueren benotzt eng interessant Technik fir d'Berechnung vun der Finale Flux Taux. De sougenannte Konsum gëtt ignoréiert. tanken aus der Batterie Opluedstatiounen Reseau, wéi och den Endverbrauch l / 100 km, berücksichtegt nëmmen de Benzinverbrauch fir déi lescht 20 km Fuere, wann et Stroum ass. Batterie charge. Mat enger ganz einfacher Berechnung kënne mir dat berechnen wann d'Batterien entspriechend entlaascht goufen. mir sinn gefuer nodeems d'Kraaft ausgaang ass. Energie aus reng Benzin Akkuen, als Resultat, Konsum fënnef Mol eropgoen, dat ass, 5 Liter Benzin pro 100 km.

Audi A1 e-tron II. Generatioun

Stroum Stockage Problemer

D'Thema vun der Energielagerung ass sou al wéi den Elektrotechnik selwer. Déi éischt Quelle vum Stroum waren galvanesch Zellen. No enger kuerzer Zäit gouf d'Méiglechkeet vun engem reversiblen Prozess vun der Akkumulation vun Elektrizitéit an galvanesche Sekundärzellen entdeckt - Batterien. Déi éischt gebraucht Batterie ware Bläibatterien, no kuerzer Zäit Nickel-Eisen an e bësse méi spéit Néckel-Cadmium, an hir praktesch Notzung huet méi wéi honnert Joer gedauert. Et soll och dobäi ginn, datt, trotz intensiver weltwäiter Fuerschung an dësem Beräich, hire Basisdesign net vill geännert huet. Mat neie Fabrikatiounstechnologien, d'Verbesserung vun den Eegeschafte vun de Basismaterialien an d'Benotzung vun neie Materialien fir Zell- a Behälter-Separatoren, war et méiglech, d'spezifesch Schwéierkraaft liicht ze reduzéieren, d'Selbstentladung vun den Zellen ze reduzéieren an de Komfort a Sécherheet vum Bedreiwer ze erhéijen, mee dat ass drëm. De bedeitendsten Nodeel, dh. E ganz ongunstige Verhältnis vun der Quantitéit vun der gespäichert Energie zum Gewiicht a Volumen vun de Batterien blouf. Dofir goufen dës Batterien haaptsächlech a statesch Uwendungen benotzt (Backup-Energieversuergung am Fall wou d'Haaptkraaftversuergung klappt, etc.). D'Batterien goufen als Energiequell fir Traktiounssystemer benotzt, besonnesch op Eisebunnen (Transportkarren), wou och schwéier Gewiicht a bedeitend Dimensiounen net ze vill gestéiert hunn.

Energie Stockage Fortschrëtter

Wéi och ëmmer, de Besoin fir Zellen mat klenge Kapazitéiten an Dimensiounen an ampere Stonnen z'entwéckelen ass eropgaang. Also goufen alkalesch Primärzellen a versiegelt Versioune vum Nickel-Kadmium (NiCd) an duerno Néckel-Metallhydrid (NiMH) Batterien geformt. Fir d'Kapselung vun den Zellen goufen déiselwecht Hülseformen a Gréisste gewielt wéi fir déi bis elo konventionell primär Zinkchloridzellen. Besonnesch déi erreecht Parameteren vun Néckel-Metallhydridbatterien maachen et méiglech se ze benotzen, besonnesch op Handyen, Laptops, manuell Drive vun Tools, etc. D'Fabrikatiounstechnologie vun dësen Zellen ënnerscheet sech vun den Technologien déi fir Zellen benotzt ginn grouss Kapazitéit an Ampere-Stonnen. Déi lamellar Arrangement vum grousse Zellelektrode System gëtt duerch d'Technologie ersat fir den Elektrodesystem, abegraff Separatoren, an eng zylindresch Spirel ëmzewandelen, déi agefouert a kontaktéiert gëtt mat reegelméissege geformte Zellen a Gréissten AAA, AA, C an D, resp. Multiple vun hirer Gréisst. Fir e puer speziell Uwendungen gi speziell flaach Zellen produzéiert.

De Virdeel vun hermeteschen Zellen mat Spiralelektroden ass e puer Mol méi grouss Fäegkeet fir mat héije Stréim ze laden an ze entlaaschten an d'Verhältnis vun der relativer Energiedicht zum Zellgewicht a Volumen am Verglach zum klassesche grousser Zelldesign. Den Nodeel ass méi Selbstentladung a manner Aarbechtszyklen. Déi maximal Kapazitéit vun enger eenzeger NiMH Zell ass ongeféier 10 Ah. Awer, wéi mat aneren Zylinder mat méi groussen Duerchmiesser, erlaben se net ze héich Stroum ze laden wéinst problematescher Hëtztofléisung, wat d'Benotzung an elektresche Gefierer staark reduzéiert, an dofir gëtt dës Quell nëmmen als Hëllefsbatterie an engem Hybridsystem benotzt (Toyota Prius) 1,3 kWh).

E bedeitende Fortschrëtt am Beräich vun der Energielagerung ass d'Entwécklung vu séchere Lithium Batterien. Lithium ass en Element mat engem héije elektrochemesche Potenzialwäert, awer et ass och extrem reaktiv an engem oxidativen Sënn, wat och Probleemer verursaacht wann Dir Lithiummetall an der Praxis benotzt. Wann de Lithium mam atmosphäresche Sauerstoff a Kontakt kënnt, entsteet eng Verbrennung, déi jee no den Eegeschafte vun der Ëmwelt de Charakter vun enger Explosioun kann hunn. Dës onsympathesch Eegeschafte kann eliminéiert ginn entweder duerch suergfälteg Schutz vun der Uewerfläch, oder andeems Dir manner aktive Lithiumverbindungen benotzt. Am Moment sinn déi meescht üblech Lithium-Ion- a Lithium-Polymer-Batterien mat enger Kapazitéit vun 2 bis 4 Ah an Amperestonnen. Hir Notzung ass ähnlech wéi NiMh, a bei enger duerchschnëttlecher Entladungsspannung vun 3,2 V sinn 6 bis 13 Wh Energie verfügbar. Am Verglach mat Nickel-Metallhydrid-Batterien kënnen Lithium-Batterien zwee bis véier Mol méi Energie fir datselwecht Volumen späicheren. Lithium-Ion (Polymer) Batterien hunn en Elektrolyt a Gel oder fester Form a kënnen a flaach Zellen esou dënn wéi e puer Zéngtel Millimeter a praktesch all Form fabrizéiert ginn fir d'Bedierfnesser vun der jeweileger Applikatioun ze passen.

Den elektresche Fuert an engem Passagéierauto kann als Haapt- an nëmmen eent (Elektroauto) oder kombinéiert ginn, wou den elektresche Fuert souwuel d'dominant wéi och d'Hëllefsquell vun der Traktioun (Hybridfahrt) ka sinn. Ofhängeg vun der Variant, déi benotzt gëtt, ënnerscheede sech d'Energiefuerderunge fir d'Operatioun vum Gefier an dofir d'Kapazitéit vun de Batterien. An elektresche Gefierer läit d'Batteriekapazitéit tëscht 25 an 50 kWh, a mat engem Hybrid Drive ass se natierlech manner a läit tëscht 1 an 10 kWh. Vun de gegebene Wäerter kann et gesi ginn datt bei enger Spannung vun enger (Lithium) Zell vun 3,6 V, et néideg ass d'Zellen a Serie ze verbannen. Fir Verloschter an Verdeelungsleitungen, Inverter a Motorwindungen ze reduzéieren, ass et recommandéiert eng Spannung méi héich wéi soss am Bordnetz (12 V) fir Drive ze wielen - allgemeng benotzt Wäerter si vu 250 bis 500 V. haut, Lithium Zellen sinn offensichtlech déi gëeegent Typ. Natierlech sinn se nach ëmmer ganz deier, besonnesch am Verglach mat Bläi-Sauer Batterien. Allerdéngs sinn se vill méi schwéier.

D'nominal Volt vun konventionelle Lithium Batterie Zellen ass 3,6 V. Dëse Wäert ass anescht wéi konventionell Néckel-Metallhydrid Zellen, respektiv. NiCd, déi eng nominell Spannung vun 1,2 V (oder Bläi - 2 V) hunn, wat, wann se an der Praxis benotzt gëtt, keng Austauschbarkeet vu béiden Typen erlaabt. D'Lade vun dëse Lithium-Batterien ass charakteriséiert duerch de Besoin fir de Wäert vun der maximaler Ladespannung ganz präzis z'erhalen, wat e speziellen Typ vu Ladegeräter erfuerdert a besonnesch d'Benotzung vu Ladesystemer net erlaabt fir aner Zellentypen.

Haaptcharakteristike vu Lithium Batterien

D'Haaptcharakteristike vun Akkuen fir elektresch Gefierer an Hybriden kënnen als hir Oplued- an Entladungseigenschaften ugesi ginn.

Charge charakteristesch 

De Ladeprozess erfuerdert Reguléierung vum Ladestroum, d'Kontroll vun der Zellspannung an d'Kontroll vun der aktueller Temperatur kann net iwwersinn ginn. Fir Lithiumzellen, déi haut benotzt ginn, déi LiCoO2 als Kathodeelektrode benotzen, ass déi maximal Ladespannungsgrenz 4,20 bis 4,22 V pro Zell. Dëse Wäert iwwerschreiden féiert zu Schied un den Eegeschafte vun der Zell an, am Géigendeel, Echec fir dëse Wäert z'erreechen heescht net déi nominell Zellkapazitéit ze benotzen. Fir d'Ladung gëtt déi üblech IU Charakteristik benotzt, dat heescht an der éischter Phas gëtt se mat konstante Stroum gelueden bis eng Spannung vu 4,20 V / Zell erreecht gëtt. De Ladestroum ass limitéiert op de maximalen zulässleche Wäert, dee vum Zellhersteller uginn ass, respektiv. Chargeur Optiounen. D'Ladzäit an der éischter Etapp variéiert vun e puer Zéng Minutten op e puer Stonnen, ofhängeg vun der Gréisst vum Opluedstroum. D'Zellspannung klëmmt lues a lues op maximal. Wäerter vun 4,2 V. Wéi scho gesot, dës Spannung däerf net iwwerschratt ginn wéinst dem Risiko fir Schied un der Zell. An der éischter Phase vum Opluedstatioun gi 70 bis 80% vun der Energie an den Zellen gelagert, an der zweeter Phas de Rescht. An der zweeter Phas gëtt d'Laaspannung um maximal zulässlechen Wäert gehal, an de Laaschtstroum fällt lues a lues erof. D'Ladung ass komplett wann de Stroum op ongeféier 2-3% vum Bewäertungsstroum vun der Zell gefall ass. Well de maximale Wäert vun den Opluedstreamen am Fall vu méi klengen Zellen och e puer Mol méi héich ass wéi den Entladungsstroum, kann e wesentlechen Deel vum Stroum an der éischter Ladephase gespuert ginn. Energie an enger relativ ganz kuerzer Zäit (ongeféier ½ an 1 Stonn). Also, am Noutfall, ass et méiglech d'Batterien vun engem elektreschen Auto op eng genuch Kapazitéit a relativ kuerzer Zäit ze laden. Och am Fall vu Lithiumzellen fällt d'akkumuléiert Elektrizitéit no enger gewësser Späicherzäit of. Wéi och ëmmer, dëst geschitt nëmmen no ongeféier 3 Méint vun der Auszäit.

Ausluede Charakteristiken

D'Spannung fällt fir d'éischt séier op 3,6-3,0 V (ofhängeg vun der Gréisst vum Entladungsstroum) a bleift bal konstant wärend der ganzer Entladung. Nom Erschöpfung vun der Versuergung vun E-Mail. d'Energie senkt och d'Zellspannung ganz séier. Dofir muss d'Entladung net méi spéit ofgeschloss ginn wéi dem Hiersteller spezifizéierter Entladungsspannung vun 2,7 bis 3,0 V.

Soss kann d'Struktur vum Produkt beschiedegt ginn. Den Ausluede Prozess ass relativ einfach ze kontrolléieren. Et ass nëmme limitéiert vum Wäert vum Stroum a stoppt wann de Wäert vun der definitiver Entladungsspannung erreecht gëtt. Deen eenzege Problem ass datt d'Eegeschafte vun eenzelnen Zellen an engem sequenziellen Arrangement ni d'selwecht sinn. Dofir muss oppassen datt d'Spannung vun enger Zell net ënner der definitiver Entladungsspannung fält, well dëst kann et beschiedegen an doduerch datt d'ganz Batterie net funktionnéiert. Datselwecht sollt berécksiichtegt ginn wann d'Batterie gelueden gëtt.

Déi genannte Zort vu Lithiumzellen mat engem anere Kathodematerial, an deem den Oxid vu Kobalt, Néckel oder Mangan duerch de Phosphid Li3V2 (PO4) 3 ersat gëtt, eliminéiert déi genannte Risike vu Schued un der Zell wéinst Net-Konformitéit. eng méi héich Kapazitéit. Och deklaréiert ass hir deklaréiert Liewensdauer vun ongeféier 2 Ladungszyklen (bei 000% Entladung) a besonnesch de Fakt datt wann d'Zell komplett entlooss gëtt, se net beschiedegt gëtt. De Virdeel ass och eng méi héich Nominalspannung vun ongeféier 80 wann Dir bis zu 4,2 V.

Vun der uewe genannter Beschreiwung kann et kloer uginn datt Lithium Batterien de Moment déi eenzeg Alternativ sinn wéi Energie späicheren fir en Auto ze fueren am Verglach mat der Energie déi a fossille Brennstoffer an engem Brennstofftank gelagert ass. All Erhéijung vun der Batteriespezifescher Kapazitéit wäert d'Kompetitivitéit vun dësem ökologesche Fuerer erhéijen. Mir kënnen nëmmen hoffen datt d'Entwécklung net verlangsamt, awer, am Géigendeel, e puer Meilen no vir geet.

Beispiller vu Gefierer déi Hybrid an elektresch Batterien benotzen

Toyota Prius ass e klassesche Hybrid mat enger gerénger Kraaftreserve op reng elektresch. fueren

Den Toyota Prius benotzt eng 1,3 kWh NiMH Batterie, déi haaptsächlech als Energiequell fir Beschleunegung benotzt gëtt an et erlaabt eng separat elektresch Fuert fir eng Distanz vu ronn 2 km maximal ze benotzen. Geschwindegkeet vun 50 km / h. D'Plug-In Versioun benotzt scho Lithium-Ion Batterien mat enger Kapazitéit vu 5,4 kWh, wat Iech erlaabt exklusiv op engem elektresche Drive fir eng Distanz vu 14-20 km mat enger maximaler Geschwindegkeet ze fueren. Vitesse 100 km / h.

Opel Ampere-Hybrid mat verstäerkter Kraaftreserve op reng E-Mail. fueren

Den Elektroauto mat enger erweiterter Streck (40-80 km), wéi den Opel de Véier-Sëtzer fënnefdier Amper nennt, gëtt ugedriwwen vun engem Elektromotor deen 111 kW (150 PS) an 370 Nm Dréimoment produzéiert. D'Energieversuergung gëtt mat 220 T-förmege Lithiumzellen ugedriwwen. Si hunn eng Gesamtleeschtung vun 16 kWh a weien 180 kg. De Generator ass en 1,4 Liter Benzinmotor mat 63 kW Ausgang.

Mitsubishi a MiEV, Citroën C-Zero, Peugeot iOn-clean el. Autoen

Lithium-Ion Batterien mat enger Kapazitéit vu 16 kWh erlaben dem Gefier bis zu 150 km ze reesen ouni ze laden, gemooss am Aklang mam NEDC (New European Driving Cycle) Standard. D'Héichspannungsbatterien (330 V) sinn am Buedem an si sinn och geschützt vum Cradle Frame géint Schued am Fall vun engem Impakt. Et ass e Produkt vu Lithium Energy Japan, e Joint Venture tëscht Mitsubishi an der GS Yuasa Corporation. Et ginn 88 Artikelen am Ganzen. Elektrizitéit fir de Drive gëtt vun enger 330 V Lithium-Ion Batterie geliwwert, besteet aus 88 50 Ah Zellen mat enger Gesamtkapazitéit vun 16 kWh. D'Batterie gëtt bannent sechs Stonnen aus engem Heem Outlet gelueden, mat engem externen Schnellladung (125 A, 400 V), d'Batterie gëtt op eng 80% an enger halwer Stonn gelueden.

Ech selwer sinn e grousse Fan vun elektresche Gefierer an iwwerwaachen permanent wat an dësem Beräich geschitt, mä d'Realitéit am Moment ass net esou optimistesch. Dëst gëtt och bestätegt duerch déi uewe genannten Informatioun, déi weist datt d'Liewen vu rengen elektreschen an Hybrid Gefierer net einfach ass, an dacks nëmmen en Zuelespill mécht wéi wann et ass. Hir Produktioun ass nach ëmmer ganz exigent an deier, an hir Effizienz ass ëmmer erëm diskutabel. Den Haaptnodeel vun elektresche Gefierer (Hybriden) ass déi ganz niddereg spezifesch Kapazitéit vun der Energie, déi a Batterien gespäichert ass, am Verglach mat der Energie, déi a konventionelle Brennstoffer (Diesel, Benzin, Flesseggas, Kompriméierten Äerdgas) gespäichert ass. Fir d'Kraaft vun elektresche Gefierer wierklech méi no un konventionell Autoen ze bréngen, missten d'Batterien hiert Gewiicht ëm mindestens en Zéngtel reduzéieren. Dat heescht, datt den ernimmten Audi R8 e-tron 42 kWh net a 470 kg, mä a 47 kg huet misse späicheren. Ausserdeem misst d'Opluedzäit däitlech reduzéiert ginn. Ongeféier eng Stonn bei 70-80% Kapazitéit ass nach ëmmer vill, an ech schwätzen net vu 6-8 Stonnen am Duerchschnëtt op enger voller Ladung. Et ass och net néideg de Bullshit iwwer Nullproduktioun vun CO2 Elektroautoen ze gleewen. Loosst eis direkt d'Tatsaach feststellen datt D'Energie an eise Sockets gëtt och vun thermesche Kraaftwierker generéiert, a si produzéieren net nëmmen genuch CO2. Net ze schwätzen iwwer déi méi komplex Produktioun vun esou engem Auto, wou de Besoin fir CO2 fir d'Produktioun vill méi grouss ass wéi an engem klassesche. Mir däerfen net vergiessen iwwer d'Zuel vun de Komponenten déi schwéier a gëfteg Materialien enthalen an hir problematesch spéider Entsuergung.

Mat all de Minusen ernimmt an net ernimmt, huet en Elektroauto (Hybrid) och onbestreideg Virdeeler. Am urbane Verkéier oder iwwer méi kuerz Distanzen ass hir méi ekonomesch Operatioun onbestreideg, nëmme wéinst dem Prinzip vun der Energielagerung (Erhuelung) beim Bremsen, wann se a konventionelle Gefierer beim Bremsen a Form vun Offallhëtzt an d'Loft ewechgeholl gëtt, net fir ernimmen d'Méiglechkeet e puer km fueren ronderëm d'Stad fir bëlleg Opluedstatiounen aus ëffentlechen E-Mail. net. Wa mir e puren elektreschen Auto an engem klassesche Auto vergläichen, ass et an engem konventionellen Auto e Verbrennungsmotor, deen u sech en zimlech komplexe mechanesche Element ass. Seng Kraaft muss op eng Manéier op d'Rieder transferéiert ginn, an dëst gëtt meeschtens duerch eng manuell oder automatesch Transmissioun gemaach. Et gëtt nach een oder méi Differentialer am Wee, heiansdo och en Driveshaft an eng Serie vun Achswellen. Natierlech muss den Auto och méi lues ginn, de Motor muss ofkillen, an dës thermesch Energie gëtt als Reschthëtzt nëtzlos an d'Ëmwelt verluer. En Elektroauto ass vill méi effizient a méi einfach - (gëllt net fir en Hybrid Drive, wat ganz komplizéiert ass). Den Elektroauto enthält keng Gearboxen, Gearboxen, Kardanen an Hallefwellen, vergiess de Motor virun, hannen oder an der Mëtt. Et enthält keen Heizkierper, dh Kühlmëttel an Starter. De Virdeel vun engem Elektroauto ass datt en Motore direkt an d'Rieder installéiere kann. An op eemol hutt Dir de perfekte ATV, deen all Rad onofhängeg vun deenen aneren kontrolléiere kann. Dofir, mat engem elektresche Gefier, wäert et net schwéier sinn nëmmen ee Rad ze kontrolléieren, an et ass och méiglech déi optimal Verdeelung vun der Kraaft fir Eck ze wielen an ze kontrolléieren. Jiddereng vun de Motore kann och eng Brems sinn, erëm komplett onofhängeg vun den anere Rieder, déi op d'mannst e puer vun der kinetescher Energie an elektresch Energie ëmgewandelt. Als Resultat ginn konventionell Bremsen vill manner Stress ausgesat. D'Motore kënnen déi maximal verfügbar Kraaft zu bal all Moment an ouni Verspéidung produzéieren. Hir Effizienz beim Ëmwandlung vun Energie, déi a Batterien a kinetesch Energie gespäichert ass, ass ongeféier 90%, dat ass ongeféier dräimol déi vun konventionelle Motoren. Dofir generéiere se net sou vill Reschthëtzt a brauche net schwéier ze killen. Alles wat Dir braucht fir dëst ass gutt Hardware, eng Kontroll Eenheet an e gudde Programméierer.

Summen sumum. Wann Elektroautoen oder Hybriden nach méi no bei klassesche Autoe mat brennstoffeffiziente Motore sinn, hunn se ëmmer nach e ganz schwéieren a schwéiere Wee virun hinnen. Ech hoffen just datt dëst net vun enger Zuel vu täuschenden Zuelen bestätegt gëtt oder. iwwerdriwwenen Drock vun de Beamten. Awer loosst eis net verzweifelen. D'Entwécklung vun der Nanotechnologie beweegt sech wierklech vu Spréng a Grenzen, a vläicht wonnere mir wierklech an der nächster Zukunft.

Endlech wäert ech nach eng méi interessant Saach derbäisetzen. Et gëtt schonn eng Solar Tankstatioun.

Toyota Industries Corp (TIC) huet eng Solar Opluedstatioun fir elektresch an Hybrid Gefierer entwéckelt. D'Gare ass och mam Stroumnetz ugeschloss, sou datt d'Sonnepanele vun 1,9 kW méi wahrscheinlech eng zousätzlech Energiequell sinn. Mat enger selbstänneger (Solar) Energiequell kann d'Ladstatioun eng maximal Kraaft vun 110 VAC / 1,5 kW liwweren, wann se mam Stroum ugeschloss ass, bitt et maximal 220 VAC / 3,2 kW.

Onbenotzt Stroum vu Solarpanneauen gëtt a Batterien gelagert, déi 8,4 kWh späichere fir spéider ze benotzen. Et ass och méiglech Stroum un d'Verdeelungsnetz oder Fourniture Gare Accessoiren ze liwweren. D'Ladestänn, déi op der Gare benotzt ginn, hunn eng agebaute Kommunikatiounstechnologie déi fäeg ass Gefierer z'identifizéieren, respektiv. hir Besëtzer benotze Smart Kaarten.

Wichteg Begrëffer fir Akkuen

• Energieverbrauch - weist d'Quantitéit vun der elektrescher Ladung (Quantitéit un Energie) un, déi an der Batterie gespäichert ass. Et gëtt an Amperestonnen (Ah) oder, am Fall vu klengen Apparater, a Milliampestonnen (mAh) spezifizéiert. Eng 1 Ah (= 1000 mAh) Batterie ass theoretesch fäeg 1 Amp fir eng Stonn ze liwweren.
• Intern Resistenz - weist d'Fäegkeet vun der Batterie fir méi oder manner Entladungsstroum un. Fir Illustratioun kënnen zwee Kanister benotzt ginn, een mat engem méi klengen Outlet (héich intern Resistenz) an déi aner mat enger méi grousser (niddereg intern Resistenz). Wa mir entscheeden se eidel ze maachen, gëtt e Canister mat engem méi klengen Drainloch méi lues eidel.
• Batterie Bewäertungsspannung - fir Nickel-Cadmium- an Nickel-Metallhydrid-Batterien ass et 1,2 V, Bläi 2 V a Lithium vun 3,6 bis 4,2 V. Während der Operatioun variéiert dës Spannung bannent 0,8 - 1,5 V fir Nickel-Cadmium- an Nickel-Metallhydrid-Batterien, 1,7 - 2,3 V fir Bläi an 3-4,2 an 3,5-4,9 fir Lithium.
• Opluedstrooss, Entladungsstroum - ausgedréckt an Ampere (A) oder Milliampere (mA). Dëst ass wichteg Informatioun fir de praktesche Gebrauch vun der Batterie a Fro fir e bestëmmten Apparat. Et bestëmmt och d'Konditioune fir d'korrekt Laden an Entladung vun der Batterie sou datt seng Kapazitéit maximal benotzt gëtt a gläichzäiteg net zerstéiert gëtt.
• Charge acc. Offlossquantitéit - weist grafesch d'Ännerung vun der Spannung ofhängeg vun der Zäit beim Laden oder Entladung vun der Batterie. Wann eng Batterie entlaascht ass, gëtt et typesch eng kleng Ännerung vun der Spannung fir ongeféier 90% vun der Entladungszäit. Dofir ass et ganz schwéier den aktuellen Zoustand vun der Batterie aus der gemoossene Spannung ze bestëmmen.
• Selbstentladung, Selbstentladung - D'Batterie kann net ëmmer Stroum erhalen. Energie, well d'Reaktioun op den Elektroden e reversiblen Prozess ass. Eng gelueden Batterie entléisst sech no an no. Dëse Prozess ka vun e puer Wochen bis Méint daueren. Am Fall vu Bläi-Säure-Batterien sinn dat 5-20% pro Mount, fir Nickel-Cadmium-Batterien - ongeféier 1% vun der elektrescher Ladung pro Dag, am Fall vun Nickel-Metallhydrid-Batterien - ongeféier 15-20% pro Dag. Mount, a Lithium verléiert ongeféier 60%. Kapazitéit fir dräi Méint. Selwer Entladung hänkt vun der Ëmgéigendtemperatur wéi och vun der interner Resistenz of (Batterien mat méi héijer interner Resistenz Entladung manner) an natierlech sinn den Design, d'Materialien an d'Veraarbechtung och wichteg.
•  Batterie (Kits) – Nëmmen an aussergewéinleche Fäll ginn d'Batterien individuell benotzt. Normalerweis si se an engem Set verbonnen, bal ëmmer a Serie verbonnen. De maximale Stroum vun esou engem Set ass gläich wéi de maximale Stroum vun enger individueller Zell, d'Bewäertte Spannung ass d'Zomm vun de bewäertene Spannungen vun den eenzelne Zellen.
•  Akkumulation vun Akkuen.  Eng nei oder onbenotzt Batterie sollt eng awer léiwer e puer (3-5) lues voll Ladung a lues Entladungszyklen ënnerleien. Dëse luesen Prozess setzt d'Batterieparameter op de gewënschten Niveau.
•  Gedächtnis Effekt - Dëst geschitt wann d'Batterie op de selwechte Niveau gelueden an entlooss gëtt mat ongeféier konstanten, net ze vill Stroum, an et sollt keng voll Ladung oder déif Entladung vun der Zell sinn. Dës Säit Effekt beaflosst NiCd (minimal och NiMH).