დატენეთ ელექტრო მანქანები 10 წუთში. და ბატარეის ხანგრძლივობა ... გათბობის წყალობით. ტესლას ორი წელი ჰქონდა, ახლა კი მეცნიერებმა გამოიგონეს

ითვლება, რომ თანამედროვე ლითიუმ-იონური უჯრედები საუკეთესოდ მოქმედებს ოთახის ტემპერატურაზე, რადგან ისინი უზრუნველყოფენ გონივრულ კომპრომისს დატენვის სიჩქარესა და უჯრედის დეგრადაციას შორის. თუმცა, ირკვევა, რომ მათი დატენვამდე გათბობა საშუალებას გაძლევთ გაზარდოთ დატენვის სიმძლავრე და მნიშვნელოვნად არ იმოქმედოს ბატარეის მოხმარებაზე.

სარჩევი

• მექანიზმი ტესლადან სამეცნიერო კვლევებით
  • ლითიუმ-იონური უჯრედების ყველაზე დიდი პრობლემა ხაფანგში ლითიუმია. ან SEI-ში ან გრაფიტში. და კიდევ ნაკლები ლითიუმი = ნაკლები სიმძლავრე
  • მაღალი ტემპერატურა მოკლე დროით = უსაფრთხო დატენვა ბევრად მეტი სიმძლავრით
  • შედეგები? თქვენს ხელთაა: 200-500 კვტ დატენვა და 20-50 წელი ბატარეის ხანგრძლივობა

Tesla-მ 2017 წელს თავის მანქანებს დაამატა ბატარეის წინასწარ გათბობის მექანიზმი. დაბალ ტემპერატურაზე. ვარაუდობდნენ, რომ ეს გაზრდიდა ფრენის დიაპაზონს ზამთარში და დააჩქარებდა დატენვას ცივ ამინდში. თუმცა, გათბობა და გაგრილება თავისთავად არ იყო განსაკუთრებული აღმოჩენა, ბევრი მწარმოებელი იყენებს აქტიურად გაცივებულ/გაცხელებულ უჯრედებს ან ბატარეის სრულ პაკეტებს.

> როგორ გაცივდება ელექტრო მანქანების ბატარეები? [მოდელების სია]

გასაღები აღმოჩნდა გათბობა ისე, რომ დააჩქაროს დატენვის პროცესი უჯრედების დაზიანების გარეშე.... როგორც ჩანს, განახლების შემდეგ გაირკვა, რა ტემპერატურა უნდა იყოს დამტენზე მუშაობის შემცირების მიზნით. ბატარეის წინასწარ გაცხელების ფუნქცია Supercharger-თან დაკავშირებამდე (წინასწარი გათბობა საბოლოოდ 2019 წელს: ბატარეის გათბობა გზაში) მუდმივად ჩართულია პროგრამულ უზრუნველყოფაში Supercharger v3-ის პრემიერა 2019 წლის მარტში:

> Tesla Supercharger V3: 270 წუთიანი მანძილი თითქმის 10 კმ, 250 კვტ დატენვის სიმძლავრე, თხევადი გაგრილების კაბელები [განახლება]

პენს შტატის უნივერსიტეტის ელექტროქიმიური ძრავების ცენტრის მეცნიერებმა ახლახან დაამტკიცეს, რომ ტესლა მართალი იყო. და ეს ნიშნავს ელექტრო მანქანები იტენება 10 წუთში z რამდენიმე ასეული კილოვატი სიმძლავრით i არ ინერვიულოთ ბატარეის სიმძლავრის დაქვეითებაზე ათწლეულების განმავლობაში, სანამ ზუსტად არ შეირჩევა ტემპერატურა, რომელზედაც თბება უჯრედები.

მაგრამ დავიწყოთ თავიდან:

ლითიუმ-იონური უჯრედების ყველაზე დიდი პრობლემა ხაფანგში ლითიუმია. ან SEI-ში ან გრაფიტში. და კიდევ ნაკლები ლითიუმი = ნაკლები სიმძლავრე

ეს ზოგადად მიღებულია ლითიუმ-იონური უჯრედების ოპტიმალური სამუშაო ტემპერატურა ოთახის ტემპერატურაა... ამიტომ, ბატარეის აქტიური გაგრილების მექანიზმები უზრუნველყოფს უჯრედების ზედმეტად გადახურებას (ყოველთვის არ არის შესაძლებელი ნომინალური 20 გრადუსი ცელსიუსის შენარჩუნება).

ოთახის ტემპერატურა საშუალებას გაძლევთ შეზღუდოთ პასიური ფენის ზრდა - ელექტროლიტის გამაგრებული ფრაქცია, რომელიც გროვდება ელექტროდზე და აკავშირებს ლითიუმის იონებს; SEI - და ლითიუმის იონების დაპატიმრება გრაფიტის ელექტროდში. ტემპერატურის მატება ნიშნავს, რომ ორივე პროცესი დაჩქარებულია. ამის ნახვა შეგიძლიათ პირველადი ტესტების შემდეგ.

> გერმანიაში ტესლა კამათობენ. "ავტოპილოტისთვის", "სრულიად ავტონომიური მართვისთვის"

ელექტროქიმიური ძრავების ცენტრის მეცნიერებმა ეს დაადასტურეს ელექტრო სატრანსპორტო საშუალებებში გამოყენებული ლითიუმ-იონური უჯრედები მხოლოდ 50 დამუხტვას ინარჩუნებს 6°C ტემპერატურაზე. (ანუ უჯრედის სიმძლავრეზე 6-ჯერ მეტი, მაგალითად, 0,2 კვტ/სთ სიმძლავრის ელემენტი დამუხტულია 1,2 კვტ წყაროთი და ა.შ.).

შედარებისთვის, იგივე ლინკები:

• ადვილად მიაღწიეს 2 დამუხტვა 500C ტემპერატურაზე (40 კვტ/სთ ბატარეის მქონე მანქანისთვის არის 40 კვტ, 80 კვტ/სთ აკუმულატორის მქონე მანქანისთვის 80 კვტ და ა.შ.)
• ისინი უკვე გაგრძელდა მხოლოდ 200 დამუხტვა 4C ტემპერატურაზე.

ამავდროულად, „გაუძლო“-ში ვგულისხმობთ ორიგინალური სიმძლავრის 20 პროცენტის დაკარგვას, რადგან ასე ესმება ტერმინი საავტომობილო ინდუსტრიაში.

ლითიუმ-იონური უჯრედების მკვლევარები წლების განმავლობაში ცდილობდნენ ამ პრობლემის გადაჭრას ელექტროლიტების შემადგენლობის შეცვლით ან ელექტროდების სხვადასხვა მასალებით დაფარვით, რათა თავიდან აიცილონ ლითიუმის იონების დაჭერა. რადგან ბატარეაში მოძრავი ლითიუმის იონები პასუხისმგებელნი არიან მის სიმძლავრეზე.

> Renault-Nissan ინვესტიციას ახორციელებს Enevate-ში: "ბატარეის დატენვა 5 წუთში"

სრულიად მოულოდნელად, აღმოჩნდა, რომ პრობლემის მოგვარება ბევრად უფრო ადვილია. საკმარისია უჯრედის გაცხელება, რათა მნიშვნელოვნად შემცირდეს ლითიუმის იონების დაჭერის პრობლემა. სამწუხაროდ, მაღალმა ტემპერატურამ მაინც გამოიწვია უჯრედის სიმძლავრის შემცირება: როდესაც ელექტროდში ლითიუმის ინკაფსულაცია შეზღუდული იყო, პასივაციის ფენის (SEI) ზრდის პრობლემა არ მოგვარდა.

ჯოხით კი არა, ჯოხით.

უფრო მაღალი ტემპერატურა ამისთვის მოკლე დრო = უსაფრთხო დატენვა ბევრად მეტი სიმძლავრით

თუმცა, აღნიშნული კვლევითი ცენტრის მეცნიერებმა მოახერხეს შუალედურის პოვნა. დაუძახეს ასიმეტრიული ტემპერატურის მოდულაციის მეთოდი... ისინი აცხელებენ ელემენტს 30 წამის განმავლობაში 48 გრადუს ცელსიუსამდე, შემდეგ კი 10 წუთის განმავლობაში დამუხტავს, რომ სისტემა საბოლოოდ იმუშაოს და ტემპერატურა დაეცეს.

რატომ სჭირდება დატენვას მხოლოდ 10 წუთი? ისე, 6 C ტემპერატურაზე, ეს საკმარისი დროა ბატარეის სიმძლავრის 80 პროცენტამდე დასატენად. 6 C ნიშნავს კვების წყაროს:

• Nissan Leaf II-ისთვის 240 კვტ
• 400 კვტ Hyundai Kona Electric 64 kWh,
• 480 კვტ Tesla Model 3-ისთვის.

0-დან 80 პროცენტამდე დამუხტვისას, ეს მაღალი სიმძლავრე მოითხოვს დამტენის 10 წუთს. თუმცა, თუ ბატარეის განმუხტვის სიჩქარე დაბალია (10 პროცენტი, 15 პროცენტი, ...), ენერგიის შევსების პროცესს 10 წუთზე ნაკლებ დროც კი სჭირდება!

ბატარეის გაგრილების მექანიზმი მხოლოდ უნდა უზრუნველყოს, რომ ბატარეის ტემპერატურა არ მოიმატოს 50 გრადუსზე მაღლა (მკვლევარები ამბობენ 53 გრადუს ცელსიუსზე), რათა შეზღუდოს პასივაციის ფენის შექმნის სიჩქარე. ამავდროულად, დატენვის მოკლე დრო შესაძლებელს ხდის ზრდის პერიოდის შემცირებას.

შედეგები? თქვენს ხელთაა: 200-500 კვტ დატენვა და 20-50 წელი ბატარეის ხანგრძლივობა

მეცნიერებმა შეძლეს დაემტკიცებინათ, რომ ამ გზით დამუშავებული NMC622 უჯრედები უძლებენ 1 C სიმძლავრის 700 დამუხტვას და სიმძლავრის 6 პროცენტამდე დაკარგვას. 20 დამუხტვა არც თუ ისე შთამბეჭდავია, მაგრამ თუ წელიწადში 1 კმ-ს ვატარებთ და ბატარეას აქვს 700 კვტ/სთ სიმძლავრე, ეს არის შედეგი გარდაიქმნება მუშაობის 23 წელში.

ჩვენ დავამატებთ, რომ ბატარეები და ელექტრო მანქანების დიაპაზონი იზრდება და პოლონელები ჩვეულებრივ მოგზაურობენ წელიწადში 20 80 კილომეტრზე ნაკლებს, რაც ნიშნავს, რომ ბატარეის სიმძლავრე 30 პროცენტამდე უნდა შემცირდეს დაახლოებით 50-დან XNUMX წელიწადში.

> Აქ! პირველი ელექტრომობილი, რომლის რეალური მანძილი 600 კმ-ია, არის Tesla Model S Long Range.

Warto poczytać: ასიმეტრიული ტემპერატურის მოდულაცია ლითიუმ-იონური ბატარეების ულტრა სწრაფი დატენვისთვის

გახსნის ფოტო: ელექტროდის მოოქროვილი საფარი (ლითიუმის საფარი) უჯრედის ტემპერატურის მიხედვით (c) ელექტროქიმიური ძრავის ცენტრი

ეს შეიძლება დაგაინტერესოთ: