Elektr transport vositalarini 10 daqiqada zaryadlang. va batareyaning ishlash muddati ... isitish tufayli. Teslada ikki yil bor edi, endi olimlar uni ixtiro qilishdi

Zamonaviy litiy-ionli hujayralar xona haroratida eng yaxshi ishlashiga ishoniladi, chunki ular zaryadlash tezligi va hujayra degradatsiyasi o'rtasida oqilona murosani ta'minlaydi. Biroq, ma'lum bo'lishicha, ularni zaryadlashdan oldin isitish zaryadlash quvvatini oshirishga imkon beradi va batareyaning sarflanishiga sezilarli ta'sir qilmaydi.

Mundarija

• Ilmiy tadqiqotlar bilan Tesladan mexanizm
  • Lityum-ionli hujayralar bilan bog'liq eng katta muammo - bu litiyning tutilishi. Yo SEIda yoki grafitda. Va hatto kamroq lityum = kamroq quvvat
  • Qisqa vaqt uchun yuqori harorat = ko'proq quvvat bilan xavfsiz zaryadlash
  • Natijalar? Barmoqlaringiz uchida: 200-500 kVt quvvatga ega bo'lish va batareyaning ishlash muddati 20-50 yil

Tesla 2017 yilda o'z avtomobillariga akkumulyatorni oldindan isitish mexanizmini qo'shdi. past haroratlarda. Bu qishda parvoz masofasini oshiradi va sovuq havoda zaryadlashni tezlashtiradi, deb taxmin qilingan edi. Biroq, isitish va sovutishning o'zi maxsus kashfiyot emas edi, ko'plab ishlab chiqaruvchilar faol sovutilgan / isitiladigan hujayralar yoki to'liq batareya paketlaridan foydalanadilar.

> Elektr transport vositalaridagi batareyalar qanday sovutiladi? [MODEL RO'YXATI]

Kalit chiqdi Zaryadlash jarayonini hujayralarga zarar bermasdan tezlashtiradigan tarzda isitish.... Yangilanishdan so'ng zaryadlovchining ishlamay qolish vaqtini kamaytirish uchun harorat qanday bo'lishi kerakligi aniq bo'lganga o'xshaydi. Supercharger v2019 premyerasi 3-yil mart oyida bo‘lib o‘tgandan beri Superchargerga ulanishdan oldin batareyani oldindan isitish funksiyasi (oxir-oqibat 2019-yilda oldindan isitish: yo‘lda batareyani isitish) dasturiy ta’minotga doimiy ravishda kiritilgan:

> Tesla Supercharger V3: 270 daqiqalik masofa deyarli 10 km, zaryadlash quvvati 250 kVt, suyuqlik bilan sovutilgan kabellar [yangilanish]

Pensilvaniya shtati universiteti qoshidagi Elektrokimyoviy motorlar markazi olimlari hozirgina Teslaning ishini isbotlashdi. Va bu degani elektromobillar 10 daqiqada quvvatlanadi z bir necha yuz kilovatt quvvatga ega i batareya quvvati yomonlashishi haqida tashvishlanmang o'nlab yillar davomida, hujayralar isitiladigan harorat aniq tanlanmaguncha.

Ammo eng boshidan boshlaylik:

Lityum-ionli hujayralar bilan bog'liq eng katta muammo - bu litiyning tutilishi. Yo SEIda yoki grafitda. Va hatto kamroq lityum = kamroq quvvat

Odatda bu qabul qilinadi lityum-ionli hujayralar uchun optimal ish harorati xona haroratidir... Shuning uchun batareyani faol sovutish mexanizmlari hujayralarni haddan tashqari qizib ketmasligini ta'minlaydi (axir, har doim ham nominal 20 daraja Selsiyni ushlab turish mumkin emas).

Xona harorati passivlashtiruvchi qatlamning o'sishini cheklash imkonini beradi - elektrolitning qotib qolgan qismi, elektrodda to'planadi va lityum ionlarini bog'laydi; SEI - va grafit elektrodida lityum ionlarini qamoqqa olish. Haroratning oshishi ikkala jarayonning tezlashishini anglatadi. Buni dastlabki sinovlardan so'ng ko'rishingiz mumkin.

> Tesla Germaniyada bahsli. "Avtopilot", "To'liq avtonom haydash" uchun

Buni Elektrokimyoviy motorlar markazi olimlari tasdiqladi Elektr transport vositalarida ishlatiladigan litiy-ionli hujayralar 50 ° C haroratda faqat 6 ga yaqin zaryadni ushlab turadi. (ya'ni, hujayra quvvatidan 6 barobar ko'p, masalan, 0,2 kVt quvvatga ega hujayra 1,2 kVt manba bilan zaryadlangan va hokazo).

Taqqoslash uchun bir xil havolalar:

• osongina yetib kelishdi 2C da 500 ta zaryad (40 kVt/soat akkumulyatorli avtomobil uchun 40 kVt, 80 kVt/soat akkumulyatorli avtomobil uchun 80 kVt va hokazo),
• ular allaqachon davom etgan 200C da faqat 4 ta zaryad.

Shu bilan birga, "bardosh" deganda biz dastlabki quvvatning 20 foizini yo'qotishni nazarda tutamiz, chunki bu atama avtomobil sanoatida shunday tushuniladi.

Lityum-ion tadqiqotchilari ko'p yillar davomida elektrolitlar tarkibini o'zgartirish yoki litiy ionlarini ushlab qolishning oldini olish uchun elektrodlarni turli materiallar bilan qoplash orqali ushbu muammoni hal qilishga harakat qilishdi. Chunki batareyada harakatlanuvchi litiy ionlari uning quvvatiga javob beradi.

> Renault-Nissan Enevate-ga sarmoya kiritadi: "Batareyani 5 daqiqada zaryadlash"

Kutilmaganda, muammoni ancha oson hal qilish mumkinligi ma'lum bo'ldi. Lityum ionlarini ushlab qolish muammosini sezilarli darajada kamaytirish uchun hujayrani isitish kifoya. Afsuski, yuqori harorat baribir hujayra sig'imining pasayishiga olib keldi: elektrodda lityumning inkapsulyatsiyasi cheklangan bo'lsa, passivatsiya qatlami (SEI) o'sishi muammosi hal etilmadi.

Tayoq bilan emas, balki tayoq bilan.

uchun yuqori harorat qisqa vaqt = ko'proq quvvat bilan xavfsiz zaryadlash

Biroq, ushbu tadqiqot markazi olimlari o'rta nuqtani topishga muvaffaq bo'lishdi. Uni chaqirishdi Asimmetrik haroratni modulyatsiya qilish usuli... Ular elementni 30 soniya davomida 48 gradusgacha qizdiradilar, so'ngra uni 10 daqiqa davomida zaryad qiladilar, shunda tizim nihoyat ishlaydi va harorat tushadi.

Nega zaryad qilish uchun atigi 10 daqiqa vaqt ketadi? Xo'sh, 6 C da, bu batareyani quvvatining 80 foizigacha zaryad qilish uchun etarli vaqt. 6 C quvvat manbai degan ma'noni anglatadi:

• Nissan Leaf II uchun 240 kVt
• Hyundai Kona Electric uchun 400 kVt 64 kVt / soat,
• Tesla Model 480 uchun 3 kVt.

0 dan 80 foizgacha zaryadlanganda, bu yuqori quvvat zaryadlovchining 10 daqiqalik ishlamay qolishini talab qiladi. Biroq, agar batareya zaryadsizlanish darajasi past bo'lsa (10 foiz, 15 foiz, ...), energiyani to'ldirish jarayoni hatto 10 daqiqadan kamroq vaqtni oladi!

Batareyaning sovutish mexanizmi faqat passivatsiya qatlamining hosil bo'lish tezligini cheklash uchun batareyaning harorati 50 darajadan (tadqiqotchilar 53 daraja Selsiy) ko'tarilmasligini ta'minlashi kerak. Shu bilan birga, qisqa zaryadlash muddati o'sish davrini qisqartirish imkonini beradi.

Natijalar? Barmoqlaringiz uchida: 200-500 kVt quvvatga ega bo'lish va batareyaning ishlash muddati 20-50 yil

Olimlar shu tarzda ishlov berilgan NMC622 xujayralari 1 C quvvatga ega 700 zaryadga va sig‘imning 6 foizigacha yo‘qolishiga bardosh berishini isbotlay oldi. 20 zaryad juda ta'sirli emas, lekin agar biz yiliga 1 km yursak va batareya 700 kVt / soat quvvatga ega bo'lsa, bu Natijada 23 yillik faoliyatga aylantiriladi.

Biz batareyalar va elektr transport vositalarining diapazoni o'sib borayotganini va polyaklar odatda yiliga 20 80 kilometrdan kamroq masofani bosib o'tishini qo'shamiz, ya'ni batareya quvvati taxminan 30 dan 50 yilgacha XNUMX foizga tushishi kerak.

> Bu yerga! Haqiqiy masofasi 600 km bo'lgan birinchi elektromobil Tesla Model S Long Range hisoblanadi.

Warto poczytać: litiy-ionli batareyalarni juda tez zaryadlash uchun assimetrik harorat modulyatsiyasi

Ochilish fotosurati: hujayra haroratiga qarab elektrodni elektrokaplama (lityum qoplamasi) (c) Elektrokimyoviy dvigatelning markazi

Bu sizni qiziqtirishi mumkin: