Baterías para vehículos híbridos e eléctricos

No noso artigo anterior, discutimos a batería como unha fonte de electricidade, necesaria principalmente para arrancar un coche, así como para o funcionamento relativamente a curto prazo dos equipos eléctricos. Non obstante, impóñense requisitos completamente diferentes ás propiedades das baterías usadas no campo da propulsión de dispositivos móbiles grandes, no noso caso, vehículos híbridos e vehículos eléctricos. Para alimentar un vehículo é necesaria unha cantidade moito maior de enerxía almacenada e debe almacenarse nalgún lugar. Nun coche clásico con motor de combustión interna, almacénase no tanque en forma de gasolina, diésel ou GLP. No caso dun vehículo eléctrico ou un vehículo híbrido, almacénase en baterías, o que pode describirse como o principal problema dun vehículo eléctrico.

Os acumuladores de corrente poden almacenar pouca enerxía, aínda que son bastante voluminosos, pesados ​​e, ao mesmo tempo, tardan varias horas en repoñelos ao máximo (normalmente 8 ou máis). Pola contra, os vehículos convencionais con motores de combustión interna poden almacenar unha gran cantidade de enerxía en comparación coas baterías nunha pequena caixa, sempre que só leve un minuto, quizais dous, en cargarse. Desafortunadamente, o problema do almacenamento de electricidade sofre os vehículos eléctricos dende o seu inicio e, a pesar de innegables avances, a densidade de enerxía necesaria para alimentar un vehículo segue sendo moi baixa. Nas seguintes liñas, aforrar correo electrónico Debateremos sobre a enerxía con máis detalle e trataremos de achegar a realidade real dos coches con tracción eléctrica ou híbrida pura. Hai moitos mitos arredor destes "coches electrónicos", polo que non está de máis botar unha ollada máis atenta ás vantaxes ou desvantaxes destes discos.

Por desgraza, as cifras dadas polos fabricantes tamén son moi dubidosas e son máis ben teóricas. Por exemplo, o Kia Venga contén un motor eléctrico cunha potencia de 80 kW e un par de 280 Nm. A enerxía é subministrada por baterías de iones de litio cunha capacidade de 24 kWh, a autonomía estimada do Kia Vengy EV segundo o fabricante é de 180 km. A capacidade das baterías dinos que, totalmente cargadas, poden achegar un consumo de motor de 24 kW, ou alimentar un consumo de 48 kW en media hora, etc. Un simple recálculo, e non poderemos percorrer 180 km. . Se queriamos pensar en tal autonomía, teriamos que conducir unha media de 60 km/h durante unhas 3 horas, e a potencia do motor sería só unha décima parte do valor nominal, é dicir, 8 kW. Noutras palabras, cun paseo moi coidadoso (coidadoso), onde case con toda seguridade usarás o freo no traballo, tal paseo é teoricamente posible. Por suposto, non consideramos a inclusión de varios accesorios eléctricos. Todo o mundo xa pode imaxinar que abnegación en comparación cun coche clásico. Ao mesmo tempo, botas 40 litros de gasóleo ao clásico Venga e percorres centos e centos de quilómetros sen restricións. Por que é así? Tentemos comparar a cantidade desta enerxía e canto peso pode aguantar un coche clásico no tanque e canto pode aguantar un coche eléctrico nas baterías. Lea máis aquí AQUÍ.

Algúns datos da química e a física

• poder calorífico da gasolina: 42,7 MJ / kg,
• poder calorífico do gasóleo: 41,9 MJ / kg,
• densidade de gasolina: 725 kg / m3,
• densidade de aceite: 840 kg / m3,
• Joule (J) = [kg * m2 / s2],
• Watt (W) = [J / s],
• 1 MJ = 0,2778 kWh.

A enerxía é a capacidade de facer traballo, medida en joules (J), quilovatios hora (kWh). O traballo (mecánico) maniféstase por un cambio de enerxía durante o movemento do corpo, ten as mesmas unidades que a enerxía. A potencia expresa a cantidade de traballo realizado por unidade de tempo, sendo a unidade base o vatio (W).

Potencia específica das fontes de enerxía

Recurso enerxético	Valor calorífico / kg de densidade	Valor calorífico / l Enerxía / l	Enerxía / kg
Gasolina	42,7 MJ / kg 725 kg / m3	30,96 MJ / l 8,60 kWh / l	11,86 kWh / kg
Aceite	41,9 MJ / kg 840 kg / m3	35,20 MJ / l 9,78 kWh / l	11,64 kWh / kg
Batería de ión (Audi R8 e-tron)	42 kWh 470 kg		0,0893 kWh / kg

Polo anterior queda claro que, por exemplo, cun poder calorífico de 42,7 MJ / kg e unha densidade de 725 kg / m3, a gasolina ofrece unha enerxía de 8,60 kWh por litro ou 11,86 kWh por quilogramo. Se construímos as baterías actuais que agora están instaladas en vehículos eléctricos, por exemplo, ión-litio, a súa capacidade é inferior a 0,1 kWh por quilogramo (por simplicidade, consideraremos 0,1 kWh). Os combustibles convencionais proporcionan máis de cen veces máis enerxía para o mesmo peso. Comprenderá que esta é unha enorme diferenza. Se o dividimos en pequenos, por exemplo, un Chevrolet Cruze cunha batería de 31 kWh leva enerxía que pode caber en menos de 2,6 kg de gasolina ou, se o prefire, uns 3,5 litros de gasolina.

Podes saber como é posible que un coche eléctrico arranque e non que aínda teña máis de 100 km de enerxía. A razón é sinxela. O motor eléctrico é moito máis eficiente en canto a converter a enerxía almacenada en enerxía mecánica. Normalmente, debería ter unha eficiencia do 90%, mentres que a eficiencia dun motor de combustión interna é do 30% para un motor de gasolina e do 35% para un motor diésel. Polo tanto, para proporcionar a mesma potencia ao motor eléctrico, é suficiente cunha reserva de enerxía moito menor.

Facilidade de uso de unidades individuais

Despois de avaliar o cálculo simplificado, suponse que podemos obter aproximadamente 2,58 kWh de enerxía mecánica dun litro de gasolina, 3,42 kWh dun litro de gasóleo e 0,09 kWh dun quilo de batería de iones de litio. Polo tanto, a diferenza non é máis que cen veces, senón só unhas trinta veces. Este é o mellor número, pero aínda non é realmente rosa. Por exemplo, considere o deportivo Audi R8. As súas baterías totalmente cargadas, de 470 kg de peso, teñen un equivalente enerxético de 16,3 litros de gasolina ou só 12,3 litros de gasóleo. Ou, se tivésemos un Audi A4 3,0 TDI cunha capacidade de depósito de 62 litros de gasóleo e quixeramos ter a mesma autonomía nunha propulsión de batería pura, necesitaríamos aproximadamente 2350 kg de baterías. Ata agora, este feito non lle dá ao coche eléctrico un futuro moi brillante. Non obstante, non hai que tirarlle unha escopeta ao centeo, xa que a presión para desenvolver este tipo de "coches electrónicos" será eliminada polo desapiadado lobby verde, polo que lles guste ou non aos fabricantes de automóbiles, deben producir algo "verde". . “. Un substituto definitivo para unha unidade puramente eléctrica son os chamados híbridos, que combinan un motor de combustión interna cun motor eléctrico. Actualmente os máis coñecidos son, por exemplo, o Toyota Prius (Auris HSD coa mesma tecnoloxía híbrida) ou o Honda Inside. Non obstante, o seu alcance puramente eléctrico aínda é ridículo. No primeiro caso, uns 2 km (na última versión de Plug In aumenta "a" 20 km), e no segundo, Honda nin sequera chama a unidade puramente eléctrica. Ata agora, a eficacia resultante na práctica non é tan milagrosa como suxire a publicidade masiva. A realidade demostrou que poden colorealas con calquera movemento azul (economía) principalmente coa tecnoloxía convencional. A vantaxe da central híbrida reside principalmente no aforro de combustible cando se conduce pola cidade. Audi dixo recentemente que na actualidade só é necesario reducir o peso corporal para conseguir, de media, o mesmo aforro de combustible que logran algunhas marcas instalando nun coche un sistema híbrido. Os novos modelos dalgúns coches tamén demostran que non se trata dun berro á escuridade. Por exemplo, o Volkswagen Golf de sétima xeración, introducido recentemente, utiliza compoñentes máis lixeiros para aprender e, na práctica, utiliza menos combustible que antes. O fabricante xaponés Mazda tomou unha dirección similar. A pesar destas afirmacións, o desenvolvemento dunha unidade híbrida "de longo alcance" continúa. Como exemplo, citarei o Opel Ampera e, paradoxalmente, o modelo do Audi A1 e-tron.

Facilidade de uso de unidades individuais

Recurso enerxético	Eficiencia do motor	Enerxía efectiva / l	Enerxía efectiva / kg
Gasolina	0,30	2,58 kWh / l	3,56 kWh / kg
Aceite	0,35	3,42 kWh / l	4,07 kWh / kg
Baterías de ión de litio	0,90	-	OK. 0,1 kWh / kg

Vauxhall Ampera

Aínda que o Opel Ampera adoita presentarse como un vehículo eléctrico, en realidade é un vehículo híbrido. Ademais do motor eléctrico, o Ampere tamén utiliza un motor de combustión interna de 1,4 litros de 63 kW. Non obstante, este motor de gasolina non acciona directamente as rodas, senón que actúa como xerador no caso de que as baterías queden sen electricidade. enerxía. A parte eléctrica está representada por un motor eléctrico cunha potencia de 111 kW (150 CV) e un par de 370 Nm. A fonte de alimentación é alimentada por 220 células de litio en forma de T. Teñen unha potencia total de 16 kWh e un peso de 180 kg. Este coche eléctrico pode percorrer 40-80 km nunha condución puramente eléctrica. Esta distancia adoita ser suficiente para conducir durante todo o día na cidade e reduce significativamente os custos operativos xa que o tráfico urbano require un consumo significativo de combustible no caso dos motores de combustión. As baterías tamén se poden recargar desde unha toma estándar e, cando se combinan cun motor de combustión interna, o alcance do Ampera esténdese a uns cincocentos quilómetros moi respectables.

Audi e-electron A1

Audi, que prefire unha condución clásica cunha tecnoloxía máis avanzada que unha unidade híbrida tecnicamente moi esixente, presentou hai máis de dous anos un interesante coche híbrido A1 e-tron. As baterías de ión-litio cunha capacidade de 12 kWh e un peso de 150 kg son cargadas por un motor Wankel como parte dun xerador que utiliza a enerxía en forma de gasolina almacenada nun tanque de 254 litros. O motor ten un volume de 15 metros cúbicos. cm e xera 45 kW/h el. enerxía. O motor eléctrico ten unha potencia de 75 kW e pode producir ata 0 kW de potencia en pouco tempo. A aceleración de 100 a 10 é duns 130 segundos e unha velocidade máxima duns 50 km / h. O coche pode percorrer uns 12 km pola cidade cun motor puramente eléctrico. Despois do esgotamento de e. a enerxía é activada discretamente polo motor rotativo de combustión interna e recarga a electricidade. enerxía para baterías. A autonomía total con baterías totalmente cargadas e 250 litros de gasolina é duns 1,9 km cun consumo medio de 100 litros por 1450 km. O peso operativo do vehículo é de 12 kg. Vexamos unha simple conversión para ver en comparación directa canta enerxía se agocha nun depósito de 30 litros. Asumindo unha eficiencia do motor Wankel moderno do 70 %, entón 9 kg deste, xunto con 12 kg (31 L) de gasolina, equivalen a 79 kWh de enerxía almacenada nas baterías. Polo tanto, 387,5 kg de motor e depósito = 1 kg de baterías (calculados en pesos Audi A9 e-Tron). Se quixeramos aumentar o depósito de combustible en 62 litros, xa disporíamos de XNUMX kWh de enerxía para alimentar o coche. Así poderiamos continuar. Pero debe ter unha captura. Xa non será un coche "verde". Entón, incluso aquí vese claramente que a unidade eléctrica está significativamente limitada pola densidade de enerxía da enerxía almacenada nas baterías.

En particular, o prezo máis elevado, así como o alto peso, levaron a que a unidade híbrida de Audi esvaecese gradualmente nun segundo plano. Non obstante, isto non significa que o desenvolvemento dos coches híbridos e eléctricos en Audi se depreciase por completo. A información sobre a nova versión do modelo A1 e-tron apareceu recentemente. En comparación co anterior, o motor/xerador rotativo foi substituído por un motor turboalimentado de tres cilindros de 1,5 litros e 94 kW. O uso da clásica unidade de combustión interna foi obrigado por Audi principalmente debido ás dificultades asociadas a esta transmisión, e o novo motor de tres cilindros está deseñado non só para cargar as baterías, senón tamén para traballar directamente coas rodas motrices. As baterías de Sanyo teñen unha potencia idéntica de 12 kWh e o alcance da unidade puramente eléctrica aumentou lixeiramente ata aproximadamente 80 km. Audi di que o A1 e-tron actualizado debería ter unha media dun litro por cen quilómetros. Desafortunadamente, este gasto ten un inconveniente. Para vehículos híbridos con autonomía eléctrica pura ampliada. drive utiliza unha técnica interesante para calcular o caudal final. O chamado consumo é ignorado. repostando desde a rede de carga de baterías, así como o consumo final l/100 km, só ten en conta o consumo de gasolina dos últimos 20 km de condución, cando hai electricidade. carga da batería. Mediante un cálculo moi sinxelo, podemos calculalo se as baterías estivesen adecuadamente descargadas. conducimos despois de que se cortase a luz. enerxía procedente de baterías puramente de gasolina, como resultado, o consumo aumentará cinco veces, é dicir, 5 litros de gasolina por cada 100 km.

Audi A1 e-tron II. xeración

Problemas de almacenamento de electricidade

O tema do almacenamento de enerxía é tan antigo como a propia enxeñaría eléctrica. As primeiras fontes de electricidade foron as pilas galvánicas. Despois de pouco tempo, descubriuse a posibilidade dun proceso reversible de acumulación de electricidade nas pilas secundarias galvánicas - baterías. As primeiras pilas usadas foron as de chumbo, despois de pouco tempo níquel-ferro e un pouco máis tarde níquel-cadmio, e o seu uso práctico durou máis de cen anos. Tamén hai que engadir que, a pesar da intensa investigación mundial neste ámbito, o seu deseño básico non cambiou moito. Usando novas tecnoloxías de fabricación, mellorando as propiedades dos materiais de base e utilizando novos materiais para separadores de células e vasos, foi posible reducir lixeiramente a gravidade específica, reducir a autodescarga das células e aumentar o confort e a seguridade do operador. pero iso é todo. O inconveniente máis significativo, é dicir. Mantívose unha relación moi desfavorable entre a cantidade de enerxía almacenada e o peso e o volume das baterías. Polo tanto, estas baterías utilizáronse principalmente en aplicacións estáticas (fuentes de alimentación de reserva no caso de que falle a fonte de alimentación principal, etc.). As baterías usáronse como fonte de enerxía para os sistemas de tracción, especialmente nos ferrocarrís (carros de transporte), onde tampouco interferían demasiado o gran peso e as dimensións importantes.

Progreso do almacenamento de enerxía

Non obstante, aumentou a necesidade de desenvolver células con pequenas capacidades e dimensións en horas amperios. Así, formáronse celas primarias alcalinas e versións seladas de baterías de níquel-cadmio (NiCd) e despois de hidruro de níquel-metal (NiMH). Para a encapsulación das células escolléronse as mesmas formas e tamaños de manga que para as células de cloruro de cinc primarias ata agora convencionais. En particular, os parámetros acadados das baterías de hidruro de níquel-metal permiten o seu uso, en particular, en teléfonos móbiles, portátiles, discos manuais de ferramentas, etc. gran capacidade en amperios. A disposición lamelar do sistema de electrodos de grandes celas substitúese pola tecnoloxía de converter o sistema de electrodos, incluídos os separadores, nunha bobina cilíndrica, que se insire e ponse en contacto con celas de forma regular en tamaños AAA, AA, C e D, resp. múltiplos do seu tamaño. Para algunhas aplicacións especiais, prodúcense células planas especiais.

A vantaxe das celas herméticas con electrodos en espiral é unha capacidade varias veces maior para cargar e descargar con altas correntes e a relación entre a densidade de enerxía relativa e o peso e o volume das células en comparación co deseño clásico de células grandes. A desvantaxe é máis autodescarga e menos ciclos de traballo. A capacidade máxima dunha célula NiMH é de aproximadamente 10 Ah. Pero, como ocorre con outros cilindros de maior diámetro, non permiten cargar correntes demasiado elevadas debido á problemática disipación de calor, o que reduce moito o uso en vehículos eléctricos, polo que esta fonte só se utiliza como batería auxiliar nun sistema híbrido (Toyota Prius). 1,3 kWh).

Un avance significativo no campo do almacenamento de enerxía foi o desenvolvemento de baterías de litio seguras. O litio é un elemento cun alto valor potencial electroquímico, pero tamén é extremadamente reactivo no sentido oxidativo, o que tamén provoca problemas cando se utiliza o metal de litio na práctica. Cando o litio entra en contacto co osíxeno atmosférico prodúcese a combustión que, dependendo das propiedades do ambiente, pode ter o carácter dunha explosión. Esta propiedade desagradable pódese eliminar protexendo coidadosamente a superficie ou empregando compostos de litio menos activos. Actualmente, as baterías de ión-litio e polímero de litio máis comúns cunha capacidade de 2 a 4 Ah en amperios-hora. O seu uso é similar ao do NiMh, e cunha tensión de descarga media de 3,2 V, hai dispoñible de 6 a 13 Wh de enerxía. En comparación coas baterías de níquel e hidruro metálico, as baterías de litio poden almacenar de dúas a catro veces máis enerxía para o mesmo volume. As baterías de ión-litio (polímero) teñen un electrólito en forma de xel ou sólida e pódense fabricar en células planas tan finas como unhas décimas de milímetro en practicamente calquera forma para adaptarse ás necesidades da aplicación respectiva.

A tracción eléctrica nun turismo pódese facer como principal e única (coche eléctrico) ou combinada, onde a tracción eléctrica pode ser tanto a fonte de tracción dominante como auxiliar (unidade híbrida). Dependendo da variante utilizada, os requisitos enerxéticos para o funcionamento do vehículo e, polo tanto, a capacidade das baterías difiren. Nos vehículos eléctricos, a capacidade da batería está entre 25 e 50 kWh, e cunha propulsión híbrida é naturalmente menor e oscila entre 1 e 10 kWh. A partir dos valores dados pódese ver que a unha tensión dunha cela (de litio) de 3,6 V, é necesario conectar as celas en serie. Para reducir as perdas en condutores de distribución, inversores e enrolamentos do motor, recoméndase seleccionar unha tensión máis alta que o habitual na rede de a bordo (12 V) para os variadores - os valores de uso habitual son de 250 a 500 V. Desde hoxe en día, as células de litio son obviamente o tipo máis axeitado. É certo que aínda son moi caros, especialmente cando se comparan coas baterías de chumbo-ácido. Non obstante, son moito máis difíciles.

A tensión nominal das pilas de batería de litio convencionais é de 3,6 V. Este valor é diferente das pilas convencionais de níquel e hidruro metálico, respectivamente. NiCd, que teñen unha tensión nominal de 1,2 V (ou chumbo - 2 V), que, se se usa na práctica, non permite a intercambiabilidade de ambos os tipos. A carga destas baterías de litio caracterízase pola necesidade de manter con moita precisión o valor da tensión máxima de carga, o que require un tipo especial de cargador e, en particular, non permite o uso de sistemas de carga deseñados para outro tipo de células.

Características principais das baterías de litio

As principais características das baterías para vehículos eléctricos e híbridos poden considerarse as súas características de carga e descarga.

Característica de carga 

O proceso de carga require a regulación da corrente de carga, o control da tensión da cela e o control da temperatura actual non se poden pasar por alto. Para as células de litio que se usan hoxe en día e que usan LiCoO2 como electrodo de cátodo, o límite máximo de tensión de carga é de 4,20 a 4,22 V por célula. Superar este valor leva a danar as propiedades da cela e, pola contra, non alcanzar este valor significa non usar a capacidade nominal da cela. Para a carga úsase a característica IU habitual, é dicir, na primeira fase cárgase con corrente constante ata alcanzar unha tensión de 4,20 V / cela. A corrente de carga está limitada ao valor máximo permitido especificado polo fabricante da cela, respectivamente. opcións do cargador. O tempo de carga na primeira etapa varía de varias decenas de minutos a varias horas, dependendo da magnitude da corrente de carga. A tensión da célula aumenta gradualmente ata o máximo. valores de 4,2 V. Como xa se mencionou, non se debe superar esta tensión debido ao risco de danar a cela. Na primeira fase de carga, entre o 70 e o 80% da enerxía almacénase nas celas, na segunda fase o resto. Na segunda fase, a tensión de carga mantense no valor máximo permitido e a corrente de carga diminúe gradualmente. A carga completa cando a corrente caeu a aproximadamente o 2-3% da corrente de descarga nominal da cela. Dado que o valor máximo das correntes de carga no caso de celas máis pequenas tamén é varias veces superior á corrente de descarga, pódese aforrar unha parte significativa da electricidade na primeira fase de carga. enerxía nun tempo relativamente moi curto (aproximadamente ½ e 1 hora). Así, en caso de emerxencia, é posible cargar as baterías dun vehículo eléctrico a unha capacidade suficiente nun tempo relativamente curto. Mesmo no caso das células de litio, a electricidade acumulada diminúe despois dun certo período de almacenamento. Non obstante, isto só ocorre despois de aproximadamente 3 meses de inactividade.

Características de descarga

A tensión primeiro cae rapidamente a 3,6-3,0 V (dependendo da magnitude da corrente de descarga) e mantense case constante ao longo de toda a descarga. Despois do esgotamento da subministración de correo electrónico. a enerxía tamén reduce a tensión da célula moi rapidamente. Polo tanto, a descarga debe completarse como moi tarde a tensión de descarga especificada polo fabricante de 2,7 a 3,0 V.

Se non, a estrutura do produto pode danarse. O proceso de descarga é relativamente fácil de controlar. Só está limitado polo valor da corrente e detense cando se alcanza o valor da tensión de descarga final. O único problema é que as propiedades de células individuais nunha disposición secuencial nunca son as mesmas. Polo tanto, hai que ter coidado de que a tensión de calquera cela non caia por debaixo da tensión de descarga final, xa que pode danala e causar un mal funcionamento de toda a batería. O mesmo debe terse en conta ao cargar a batería.

O mencionado tipo de células de litio cun material catódico diferente, no que o óxido de cobalto, níquel ou manganeso é substituído polo fosfuro Li3V2 (PO4) 3, elimina os mencionados riscos de dano á célula por incumprimento. unha capacidade maior. Tamén se declara a súa vida útil de aproximadamente 2 ciclos de carga (cunha descarga do 000%) e especialmente o feito de que cando a célula se descargue completamente, non se danará. A vantaxe tamén é unha tensión nominal máis alta de aproximadamente 80 cando se carga ata 4,2 V.

Pola descrición anterior pódese indicar claramente que as baterías de litio son actualmente a única alternativa como almacenar enerxía para conducir un coche en comparación coa enerxía almacenada no combustible fósil nun tanque de combustible. Calquera aumento na capacidade específica da batería aumentará a competitividade desta unidade ecolóxica. Só podemos esperar que o desenvolvemento non ralentice, senón que, pola contra, avance varios quilómetros.

Exemplos de vehículos que utilizan baterías híbridas e eléctricas

O Toyota Prius é un híbrido clásico cunha baixa reserva de enerxía en electricidade pura. conducir

O Toyota Prius usa unha batería NiMH de 1,3 kWh, que se usa principalmente como fonte de enerxía para a aceleración e permite empregar un accionamento eléctrico separado a unha distancia duns 2 km como máximo. a velocidade de 50 km / h. A versión enchufable xa usa baterías de ión-litio cunha capacidade de 5,4 kWh, o que lle permite circular exclusivamente nunha unidade eléctrica a unha distancia de 14-20 km a unha velocidade máxima. velocidade 100 km / h.

Opel Ampere-híbrido con maior reserva de potencia en correo electrónico puro. conducir

O vehículo eléctrico cunha autonomía ampla (40-80 km), como chama Opel ao Amper de catro portas de catro prazas, funciona cun motor eléctrico de 111 kW (150 CV) e 370 Nm de par. A fonte de alimentación é alimentada por 220 células de litio en forma de T. Teñen unha potencia total de 16 kWh e un peso de 180 kg. O xerador é un motor de gasolina de 1,4 litros con potencia de 63 kW.

Mitsubishi i MiEV, Citroën C-Zero, Peugeot iOn-clean el. Автомобили

As baterías de ión-litio cunha capacidade de 16 kWh permiten ao vehículo percorrer ata 150 km sen recargar, segundo se mide de acordo co estándar NEDC (New European Driving Cycle). As baterías de alta tensión (330 V) están situadas no interior do chan e tamén están protexidas polo cadro do berce contra danos en caso de impacto. É un produto de Lithium Energy Japan, unha empresa conxunta entre Mitsubishi e GS Yuasa Corporation. Hai 88 artigos en total. A electricidade para o accionamento é proporcionada por unha batería de ión de litio de 330 V, composta por 88 celas de 50 Ah cunha capacidade total de 16 kWh. A batería cargarase desde unha toma de casa dentro de seis horas, usando un cargador rápido externo (125 A, 400 V), a batería cargarase ao 80% en media hora.

Eu mesmo son un gran afeccionado aos vehículos eléctricos e vigilo constantemente o que acontece nesta zona, pero a realidade neste momento non é tan optimista. Isto tamén se confirma coa información anterior, que mostra que a vida dos vehículos eléctricos e híbridos puros non é fácil, e moitas veces só pretende ser un xogo de números. A súa produción segue sendo moi esixente e cara, e a súa eficacia é reiteradamente discutible. A principal desvantaxe dos vehículos eléctricos (híbridos) é a moi baixa capacidade específica da enerxía almacenada nas baterías fronte á enerxía almacenada nos combustibles convencionais (diesel, gasolina, gas licuado de petróleo, gas natural comprimido). Para achegar realmente a potencia dos vehículos eléctricos aos coches convencionais, as baterías deberían reducir o seu peso polo menos nunha décima. Isto significa que o mencionado Audi R8 e-tron tiña que almacenar 42 kWh non en 470 kg, senón en 47 kg. Ademais, o tempo de carga tería que reducirse significativamente. Aproximadamente unha hora ao 70-80% da capacidade aínda é moita, e non estou falando de 6-8 horas de media cunha carga completa. Tampouco hai que crer as tonterías sobre a produción cero de vehículos eléctricos de CO2. Observemos inmediatamente o feito de que A enerxía dos nosos enchufes tamén a xeran as centrais térmicas, e non só producen suficiente CO2. Sen esquecer a produción máis complexa dun coche deste tipo, onde a necesidade de CO2 para a produción é moito maior que nun clásico. Non debemos esquecer o número de compoñentes que conteñen materiais pesados ​​e tóxicos e a súa problemática eliminación posterior.

Con todos os inconvenientes mencionados e non mencionados, un coche eléctrico (híbrido) tamén ten vantaxes innegables. No tráfico urbano ou en distancias máis curtas, o seu funcionamento máis económico é innegable, só polo principio de almacenamento (recuperación) de enerxía durante a freada, cando nos vehículos convencionais se elimina durante a freada en forma de calor residual no aire, non para mencionar a posibilidade de facer uns poucos quilómetros en coche pola cidade para unha recarga barata desde o correo electrónico público. rede. Se comparamos un coche eléctrico puro e un coche clásico, nun coche convencional hai un motor de combustión interna, que en si mesmo é un elemento mecánico bastante complexo. A súa potencia debe ser transferida ás rodas dalgún xeito, e isto faise principalmente a través dunha transmisión manual ou automática. Aínda hai un ou máis diferenciais no camiño, ás veces tamén un eixe de transmisión e unha serie de eixes. Por suposto, o coche tamén ten que reducir a velocidade, o motor necesita arrefriar e esta enerxía térmica pérdese inútilmente ao medio ambiente como calor residual. Un coche eléctrico é moito máis eficiente e sinxelo (non se aplica a unha unidade híbrida, o que é moi complicado). O coche eléctrico non contén caixas de cambios, caixas de cambios, cardáns e medio eixe, esquece o motor diante, traseiro ou no medio. Non contén radiador, é dicir, refrixerante e motor de arranque. A vantaxe dun coche eléctrico é que pode instalar motores directamente nas rodas. E de súpeto tes o ATV perfecto que pode controlar cada roda independentemente das outras. Polo tanto, cun vehículo eléctrico non será difícil controlar só unha roda, e tamén é posible seleccionar e controlar a distribución óptima da potencia para as curvas. Cada un dos motores tamén pode ser un freo, de novo completamente independente das outras rodas, que converte polo menos parte da enerxía cinética de novo en enerxía eléctrica. Como resultado, os freos convencionais estarán sometidos a moito menos estrés. Os motores poden producir a máxima potencia dispoñible en case calquera momento e sen demora. A súa eficiencia na conversión da enerxía almacenada nas baterías en enerxía cinética é de aproximadamente o 90%, o que é unhas tres veces a dos motores convencionais. En consecuencia, non xeran tanta calor residual e non precisan ser difíciles de arrefriar. Todo o que necesitas para iso é un bo hardware, unha unidade de control e un bo programador.

Suma sumárum. Se os coches eléctricos ou os híbridos están aínda máis preto dos coches clásicos con motores de baixo consumo, aínda teñen por diante un camiño moi difícil. Só espero que isto non o confirme unha serie de números enganosos ou. presión esaxerada dos funcionarios. Pero non desesperemos. O desenvolvemento da nanotecnoloxía está a moverse a pasos axigantados e, quizais, nos estean preparando milagres nun futuro próximo.

Por último, engadirei unha cousa máis interesante. Xa hai unha estación de repostaxe solar.

Toyota Industries Corp (TIC) desenvolveu unha estación de carga solar para vehículos eléctricos e híbridos. A estación tamén está conectada á rede eléctrica, polo que é máis probable que os paneis solares de 1,9 kW sexan unha fonte adicional de enerxía. Empregando unha fonte de enerxía autónoma (solar), a estación de carga pode proporcionar unha potencia máxima de 110 VCA / 1,5 kW, cando está conectada á rede eléctrica, ofrece un máximo de 220 VCA / 3,2 kW.

A electricidade non utilizada procedente de paneis solares almacénase en baterías, que poden almacenar 8,4 kWh para o seu uso posterior. Tamén é posible subministrar electricidade á rede de distribución ou accesorios de estación de subministración. Os soportes de carga empregados na estación teñen tecnoloxía de comunicación integrada capaz de identificar vehículos, respectivamente. os seus propietarios empregando tarxetas intelixentes.

Condicións importantes para as baterías

• Poder - indica a cantidade de carga eléctrica (cantidade de enerxía) almacenada na batería. Especifícase en amperios-hora (Ah) ou, no caso de dispositivos pequenos, en miliamperios-hora (mAh). Unha batería de 1 Ah (= 1000 mAh) teoricamente é capaz de entregar 1 amperio durante unha hora.
• Resistencia interna - indica a capacidade da batería para proporcionar máis ou menos corrente de descarga. A modo de ilustración pódense utilizar dous botes, un cunha saída máis pequena (alta resistencia interna) e outro máis grande (baixa resistencia interna). Se decidimos baleiralos, un bote cun orificio de drenaxe máis pequeno baleirarase máis lentamente.
• Tensión nominal da batería - para baterías de níquel-cadmio e níquel-hidruro metálico, é de 1,2 V, chumbo 2 V e litio de 3,6 a 4,2 V. Durante o funcionamento, esta tensión varía entre 0,8 e 1,5 V para as baterías de níquel-cadmio e níquel-hidruro metálico, 1,7 - 2,3 V para chumbo e 3-4,2 e 3,5-4,9 para litio.
• Corrente de carga, corrente de descarga – expresado en amperios (A) ou miliamperios (mA). Esta é información importante para o uso práctico da batería en cuestión para un dispositivo en particular. Tamén determina as condicións para a correcta carga e descarga da batería para que a súa capacidade sexa aproveitada ao máximo e ao mesmo tempo non se destrúa.
• Carga acc. curva de descarga - mostra gráficamente o cambio de voltaxe dependendo do momento en que se carga ou se descarga a batería. Cando se descarga unha batería, normalmente hai un pequeno cambio na tensión durante aproximadamente o 90% do tempo de descarga. Polo tanto, é moi difícil determinar o estado actual da batería a partir da tensión medida.
• Auto-descarga, auto-descarga – A batería non pode manter a electricidade todo o tempo. enerxía, xa que a reacción nos electrodos é un proceso reversible. Unha batería cargada descárgase gradualmente por si mesma. Este proceso pode levar de varias semanas a meses. No caso das baterías de chumbo-ácido, isto é do 5-20% ao mes, para as baterías de níquel-cadmio - preto do 1% da carga eléctrica por día, no caso das baterías de níquel-metal hidruro - preto de 15-20% por mes, e o litio perde preto do 60%. capacidade para tres meses. A autodescarga depende da temperatura ambiente así como da resistencia interna (as baterías con maior resistencia interna descárganse menos) e, por suposto, o deseño, os materiais utilizados e a fabricación tamén son importantes.
•  Batería (kits) – Só en casos excepcionais utilízanse as pilas individualmente. Normalmente están conectados en conxunto, case sempre conectados en serie. A corrente máxima deste conxunto é igual á corrente máxima dunha cela individual, a tensión nominal é a suma das tensións nominales das celas individuais.
•  Acumulación de baterías.  Unha batería nova ou non usada debería someterse a un ciclo de carga lenta e descarga lenta, pero preferiblemente varios (3-5). Este proceso lento establece os parámetros da batería no nivel desexado.
•  Efecto de memoria – Isto ocorre cando a batería está cargada e descargada ao mesmo nivel con aproximadamente constante, non demasiada corrente, e non debería haber unha carga completa nin unha descarga profunda da célula. Este efecto secundario afectou ao NiCd (mínimo tamén ao NiMH).