Перейти к содержимому


Фотография

Улучшение существующих АКБ электрокаров


  • Авторизуйтесь для ответа в теме
В этой теме нет ответов

#1 Alex_Nevada

Alex_Nevada

    Продвинутый пользователь

  • Авторы и FAQ-makers
  • PipPipPip
  • 8 844 сообщений

Отправлено 11 Январь 2019 - 10:01

Прикрепленный файл  enerdel-plant-battary-pack.jpg   104,11К   0 Количество загрузок:

На сегодняшний день в электромобилях чаще всего используются литий-ион батареи, где катод выполнен из сплава редкоземельных металлов, среди которых обязательно присутствует литий – отсюда и название. В первый раз подобные аккумуляторы, с катодом из сплава на основе лития, были созданы еще в 1910-1920-х годах. Однако до стадии готового к продаже продукта идею довела уже компания SONY уже в 1991 г.. В тот момент литий-ион АКБ примерно в 4-5 раз превосходила привычный свинцово-кислотный аккумулятор по соотношению емкости на 1 кг веса, а кроме того была лишена вредного «эффекта памяти» относительно АКБ с никелем. Интересно, что же уже в 1996-м г. был создан и иной тип литий-ион АКБ – со сплавом LiFePO4. В тот момент аккумулятор подобного типа не был физически устойчив (очень боялся тряски и ударов), а кроме того отличался не самой оптимальной энергопроводимостью ряда компонентов. Однако в «плюсах» у АКБ с катодом LiFePO4 необходимо отметить отсутствие редкого, дорого, ядовитого кобальта (Со), следствием чего было теоретическое снижение стоимости и огромная безопасность АКБ. Готовые «продуктовые АКБ» вида LiFePO4 появились лишь в 2005-2006 годах, когда удалось победить их все врожденные проблемы. Для этого пришлось покрыть анод пластом тонкого углеродного материала.
Итог: аккумуляторы типа LiFePO4 выделяются «зеленым» отношением к природе и общим высоким уровнем безопасности, малой потерей емкости со временем. А повышенное напряжение каждого элемента (3,3В) и его стабильность во время использования (разряда) АКБ позволяет использовать меньшее количество элементов для сборки цельной батареи с заданным необходимым напряжением. Главный минус: более низкая удельная емкость «кВтч на 1 кг» – здесь аккумуляторы типа LiFePO4 проигрывают приблизительно 14% относительно показателей аккумов типа LiCoO2.
Для чего необходим этот экскурс в историю и технику? Для того, чтобы понимать, что же происходит внутри аккума электрокара. Для того, чтобы понимать, что «Литий-ион АКБ» на самом процессе может быть разной. Классический литий-ион аккумулятор с кобальтом уже уходит «со сцены» ввиду токсичности и дороговизны этого редкоземельного материала. А на смену ему приходят иные типы литиевых аккумов. К примеру, в Nissan Leaf используются батареи на основе сплава LiMn2O2, их удельная емкость составляет примерно 80 Вт/кг – т.е. для получения АКБ емкостью 24 кВтч необходимо собрать аккумулятор весом примерно 300 килограмм.
Компания Tesla использует аккумулятор, содержащий внутри литий (Li), никель (Ni), кобальт (Co), алюминий (Al) – их удельная емкость равна 85-90 Вт/кг. В будущем Tesla хочет достичь знаковой отметки 100 Вт/кг, в этом поможет оптимизация технологии производства, однако не кардинальная смена типа АКБ. Еще пример – компания BYD, которая для абсолютно всех гибридов и электромобилей (включая и электрические автобусы) использует АКБ типа LiFePO4.
Именно в использовании новых вариантов сплавов, в оптимизации формы и расположения ячеек АКБ, в улучшении системы вентиляции лежит будущее развитие существующих литий-ион аккумов. Эти методы не сулят «прорыва», однако обещают постепенное улучшение параметром АКБ. Так, батареи Samsung SDI приобрели измененную форму внутренних блоков и уменьшение высоты АКБ (на 20-30% тоньше). Это дает возможность создавать более компактные аккумуляторы в сравнении с аккумами стандартного типа сравнимой емкости. А значит – толщина АКБ напрямую повлияет на высоту пола и вместимость салона электромобиля.
Кстати, пока Samsung делится своими планами новых аккумов для электромобилей, его конкурент LG Chem уже завоевывает рынок: эти АКБ можно встретить в электрокарах Tesla Roadster, Chevrolet Bolt, электромобилях и гибридах Audi, Ford, Renault, Nissan. Еще одна разработка – от компании Kreisil Electronic – предусматривает улучшенную систему охлаждения, что же должно обеспечить улучшение эффективности работы АКБ в разных температурных режимах (проблема снижения емкости аккума при сильной жаре).
В итоге этот подход сравним с «синицей в руках» из поговорки – здесь различными мелкими улучшениями можно добиваться пусть маленького, однако стабильного роста емкости АКБ при его неизменных размерах и массе. Тем не менее можно ли поймать «журавля в небе»?





Количество пользователей, читающих эту тему: 0

0 пользователей, 0 гостей, 0 анонимных