Uzlādējiet elektriskos transportlīdzekļus 10 minūtēs. un ilgāks akumulatora darbības laiks, pateicoties ... apkurei. Teslai tas bija divus gadus, tagad zinātnieki to izgudroja
saturs
Tiek uzskatīts, ka mūsdienu litija jonu šūnas vislabāk darbojas istabas temperatūrā, jo tās nodrošina saprātīgu kompromisu starp uzlādes ātrumu un šūnu degradāciju. Taču izrādās, ka to sildīšana pirms uzlādes ļauj palielināt uzlādes jaudu un būtiski neietekmē akumulatora patēriņu.
Satura
- Mehānisms no Tesla ar zinātniskiem pētījumiem
- Lielākā problēma ar litija jonu elementiem ir notvertais litijs. Vai nu SEI, vai grafītā. Un vēl mazāk litija = mazāka jauda
- Augstāka temperatūra uz īsu brīdi = droša uzlāde ar daudz lielāku jaudu
- Rezultāti? Pa rokai: uzlāde 200-500 kW un akumulatora darbības laiks 20-50 gadi
Tesla saviem transportlīdzekļiem pievienoja akumulatora priekšsildīšanas mehānismu 2017. gadā. zemā temperatūrā. Tika pieņemts, ka tas palielinās lidojuma diapazonu ziemā un paātrinās uzlādi aukstā laikā. Tomēr apkure un dzesēšana pati par sevi nebija īpašs atklājums, daudzi ražotāji izmanto aktīvi dzesējamus / apsildāmus elementus vai pilnus akumulatoru blokus.
> Kā elektrisko transportlīdzekļu akumulatori tiek atdzesēti? [MODEĻU SARAKSTS]
Atslēga izrādījās Sildīšana tā, lai paātrinātu uzlādes procesu, nesabojājot šūnas.... Šķiet, ka pēc atjaunināšanas kļuva skaidrs, kādai jābūt temperatūrai, lai samazinātu lādētāja dīkstāvi. Akumulatora priekšsildīšanas funkcija pirms pievienošanas Supercharger (iepriekšēja uzsildīšana galu galā 2019. gadā: akumulatora uzsildīšana ceļā) ir pastāvīgi iekļauta programmatūrā kopš Supercharger v3 pirmizrādes 2019. gada martā:
> Tesla Supercharger V3: 270 minūšu darbības rādiuss gandrīz 10 km, 250 kW uzlādes jauda, kabeļi ar šķidrumu dzesēšanu [atjauninājums]
Zinātnieki no Penn State universitātes Elektroķīmisko motoru centra tikko pierādīja, ka Teslai bija taisnība. Un tas nozīmē elektromobiļi tiek uzlādēti 10 minūtēs z ar jaudu vairākus simtus kilovatu i neuztraucieties par akumulatora jaudas samazināšanos gadu desmitiem, līdz tiek precīzi izvēlēta temperatūra, līdz kurai šūnas tiek uzkarsētas.
Bet sāksim no paša sākuma:
Lielākā problēma ar litija jonu elementiem ir notvertais litijs. Vai nu SEI, vai grafītā. Un vēl mazāk litija = mazāka jauda
Tas ir vispārpieņemts, ka litija jonu elementu optimālā darba temperatūra ir istabas temperatūra... Tāpēc akumulatora aktīvās dzesēšanas mehānismi nodrošina to, ka šūnas nepārkarst (galu galā ne vienmēr ir iespējams noturēt nominālos 20 grādus pēc Celsija).
Telpas temperatūra ļauj ierobežot pasivējošā slāņa augšanu - sacietējušo elektrolīta frakciju, kas uzkrājas uz elektroda un saista litija jonus; SEI - un litija jonu ieslodzīšana grafīta elektrodā. Temperatūras paaugstināšanās nozīmē, ka abi procesi tiek paātrināti. To var redzēt pēc sākotnējām pārbaudēm.
> Tesla ir strīds Vācijā. Par "Autopilots", "Pilnīgi autonoma braukšana"
Elektroķīmisko motoru centra zinātnieki to ir pārbaudījuši Litija jonu elementi, ko izmanto elektriskajos transportlīdzekļos, 50 ° C temperatūrā iztur tikai aptuveni 6 lādiņu. (t.i., 6 reizes vairāk par elementu jaudu, piemēram, 0,2 kWh elementu uzlādē ar 1,2 kW avotu utt.).
Salīdzinājumam tās pašas saites:
- tie viegli sasniedzami 2 uzlādes pie 500C (automašīnai ar 40 kWh akumulatoru tas ir 40 kW, automašīnai ar 80 kWh akumulatoru ir 80 kW utt.),
- tās jau ilga tikai 200 uzlādes 4C temperatūrā.
Tajā pašā laikā ar "izturēt" mēs domājam 20 procentu sākotnējās jaudas zudumu, jo tieši šādi termins tiek saprasts automobiļu rūpniecībā.
Litija jonu elementu pētnieki gadiem ilgi ir mēģinājuši atrisināt šo problēmu, mainot elektrolītu sastāvu vai pārklājot elektrodus ar dažādiem materiāliem, lai novērstu litija jonu iesprošanu. Jo tieši litija joni, kas pārvietojas akumulatorā, ir atbildīgi par tā ietilpību.
> Renault-Nissan investē Enevate: "Akumulatora uzlāde 5 minūtēs"
Pavisam negaidīti izrādījās, ka problēmu var atrisināt daudz vienkāršāk. Pietiek tikai uzsildīt šūnu, lai ievērojami samazinātu litija jonu uztveršanas problēmu. Diemžēl augstāka temperatūra tik un tā izraisīja šūnu kapacitātes samazināšanos: kad litija iekapsulēšana elektrodā bija ierobežota, pasivācijas slāņa (SEI) augšanas problēma netika atrisināta.
Nevis ar nūju, bet ar nūju.
Augstāka temperatūra priekš īsu laiku = droša uzlāde ar daudz lielāku jaudu
Tomēr minētā pētniecības centra zinātniekiem izdevās atrast vidusceļu. Viņi viņu sauca Asimetriskā temperatūras modulācijas metode... Tie uzsilda elementu 30 sekundes līdz 48 grādiem pēc Celsija un pēc tam uzlādē to 10 minūtes, lai sistēma beidzot darbotos un temperatūra pazeminātos.
Kāpēc uzlāde aizņem tikai 10 minūtes? Nu, 6 C temperatūrā šis ir pietiekams laiks, lai uzlādētu akumulatoru līdz 80 procentiem no tā jaudas. 6 C nozīmē barošanas avotu:
- 240 kW Nissan Leaf II
- 400 kW Hyundai Kona Electric 64 kWh,
- 480 kW Tesla Model 3.
Uzlādējot no 0 līdz 80 procentiem, šai lielajai jaudai ir nepieciešams 10 minūšu lādētāja dīkstāves laiks. Tomēr, ja akumulatora izlādes ātrums ir mazāks (10 procenti, 15 procenti, ...), enerģijas papildināšanas process aizņem pat mazāk par 10 minūtēm!
Akumulatora dzesēšanas mehānismam ir tikai jānodrošina, lai akumulatora temperatūra nepaaugstinās virs 50 grādiem (pētnieki saka, ka 53 grādi pēc Celsija), lai ierobežotu pasivācijas slāņa izveides ātrumu. Tajā pašā laikā īsais uzlādes laiks ļauj saīsināt augšanas periodu.
Rezultāti? Pa rokai: uzlāde 200-500 kW un akumulatora darbības laiks 20-50 gadi
Zinātniekiem izdevās pierādīt, ka šādi apstrādātas NMC622 šūnas spēj izturēt 1 lādiņu ar jaudu 700 C un kapacitātes zudumu līdz 6 procentiem. 20 uzlādes nav īpaši iespaidīgi, bet, ja gadā nobraucam 1 km un akumulatora jauda ir 700 kWh, tas ir Rezultāts tiek pārveidots par 23 darbības gadiem.
Mēs piebilstam, ka akumulatori un elektrisko transportlīdzekļu klāsts pieaug, un poļi parasti nobrauc mazāk nekā 20 80 kilometrus gadā, kas nozīmē, ka akumulatora jaudai vajadzētu samazināties līdz 30 procentiem aptuveni 50–XNUMX gadu laikā.
> Šeit! Pirmais elektriskais transportlīdzeklis ar reālo nobraukumu 600 km ir Tesla Model S Long Range.
Warto poczytać: asimetriska temperatūras modulācija īpaši ātrai litija jonu akumulatoru uzlādei
Sākuma foto: elektroda galvanizācija (litija pārklājums) atkarībā no elementa temperatūras (c) Elektroķīmiskā motora centrs
Tas jūs varētu interesēt:
