Elektrikli avtomobilləri 10 dəqiqəyə doldurun. və ... istilik sayəsində daha uzun batareya ömrü. Tesla iki il idi, indi elm adamları onu icad etdilər

Müasir litium-ion hüceyrələrinin otaq temperaturunda ən yaxşı performans göstərdiyinə inanılır, çünki onlar şarj sürəti və hüceyrənin deqradasiyası arasında ağlabatan bir kompromis təmin edirlər. Bununla belə, məlum olur ki, onları doldurmadan əvvəl qızdırmaq şarj gücünü artırmağa imkan verir və batareyanın sərfiyyatına ciddi təsir göstərmir.

Mündəricat

• Elmi araşdırma ilə Tesla-dan mexanizm
  • Litium-ion hüceyrələri ilə bağlı ən böyük problem litiumun tutulmasıdır. Ya SEI-də, ya da qrafitdə. Və hətta daha az litium = daha az tutum
  • Qısa müddətə yüksək temperatur = daha çox güclə təhlükəsiz doldurma
  • Nəticələr? Parmaklarınızın ucunda: 200-500 kVt doldurma və 20-50 il batareya ömrü

Tesla 2017-ci ildə avtomobillərinə akkumulyatorun əvvəlcədən isitmə mexanizmi əlavə etdi. aşağı temperaturda. Bunun qışda uçuş məsafəsini artıracağı və soyuq havalarda şarjı sürətləndirəcəyi güman edilirdi. Bununla belə, istilik və soyutma özlüyündə xüsusi bir kəşf deyildi, bir çox istehsalçı aktiv şəkildə soyudulmuş / qızdırılan hüceyrələrdən və ya tam batareya paketlərindən istifadə edir.

> Elektrikli avtomobillərdə akkumulyatorlar necə soyudulur? [MODEL SİYAHISI]

Açar çıxdı Hüceyrələrə zərər vermədən doldurma prosesini sürətləndirəcək şəkildə qızdırın.... Görünür, yeniləmədən sonra şarj cihazında dayanma müddətini azaltmaq üçün temperaturun nə olması lazım olduğu aydın oldu. Supercharger v2019 premyerası 3-cu ilin mart ayından bəri Supercharger-a qoşulmazdan əvvəl batareyanın əvvəlcədən qızdırılması funksiyası (nəhayət 2019-cu ildə əvvəlcədən isitmə: yolda batareyanın qızdırılması) proqram təminatına daimi olaraq daxil edilmişdir:

> Tesla Supercharger V3: 270 dəqiqəlik məsafə demək olar ki, 10 km, 250 kVt doldurma gücü, maye ilə soyudulmuş kabellər [yeniləmə]

Pensilvaniya Dövlət Universitetinin Elektrokimya Mühərrikləri Mərkəzinin alimləri Teslanın işini indicə sübut etdilər. Və bu deməkdir elektromobillər 10 dəqiqəyə doldurulur z bir neçə yüz kilovat gücündə i batareya tutumunun pisləşməsindən narahat olmayın onilliklər ərzində, hüceyrələrin qızdırıldığı temperatur dəqiq seçilənə qədər.

Ancaq ən əvvəldən başlayaq:

Litium-ion hüceyrələri ilə bağlı ən böyük problem litiumun tutulmasıdır. Ya SEI-də, ya da qrafitdə. Və hətta daha az litium = daha az tutum

Buna inanılır litium-ion hüceyrələri üçün optimal işləmə temperaturu otaq temperaturudur... Buna görə də, batareyanın aktiv soyudulması mexanizmləri hüceyrələrin çox qızmamasını təmin edir (axı, həmişə nominal 20 dərəcə Selsi saxlamaq mümkün deyil).

Otaq temperaturu passivləşdirici təbəqənin böyüməsini dayandırmağa imkan verir - elektrolitin bərkimiş hissəsi, elektrodda yığılır və litium ionlarını bağlayır; SEI - və bir qrafit elektrodda litium ionlarının həbsi. Temperaturun artması hər iki prosesin sürətləndirilməsi deməkdir. Bunu ilkin sınaqlardan sonra görə bilərsiniz.

> Tesla Almaniyada mübahisəlidir. "Avtopilot", "Tam Avtonom Sürmə" üçün

Bunu Elektrokimya Mühərrikləri Mərkəzinin alimləri təsdiqləyiblər Elektrikli nəqliyyat vasitələrində istifadə olunan litium-ion hüceyrələr 50 ° C-də yalnız təxminən 6 yük saxlayır. (yəni hüceyrənin tutumundan 6 dəfə çox, məsələn, 0,2 kVt-lıq bir hüceyrə 1,2 kVt-lıq mənbə ilə doldurulur və s.).

Müqayisə üçün eyni bağlantılar:

• asanlıqla çatdılar 2C-də 500 şarj (40 kVt/saat akkumulyatorlu avtomobil üçün 40 kVt, 80 kVt/saat akkumulyatorlu avtomobil üçün 80 kVt və s.),
• artıq davam etdilər 200C-də cəmi 4 şarj.

Eyni zamanda, “dayanmaq” dedikdə, ilkin gücün 20 faizinin itirilməsini nəzərdə tuturuq, çünki bu termin avtomobil sənayesində belə başa düşülür.

Litium-ion tədqiqatçıları uzun illər elektrolitlərin tərkibini dəyişdirərək və ya litium ionlarının tutulmasının qarşısını almaq üçün elektrodları müxtəlif materiallarla örtməklə bu problemi həll etməyə çalışıblar. Çünki batareyada hərəkət edən litium ionları onun tutumuna cavabdehdir.

> Renault-Nissan Enevate-ə sərmayə qoyur: "Akumulyatoru 5 dəqiqəyə doldurur"

Çox gözlənilmədən problemin daha asan həll oluna biləcəyi ortaya çıxdı. Litium ionlarının tutulması problemini əhəmiyyətli dərəcədə azaltmaq üçün hüceyrəni qızdırmaq kifayətdir. Təəssüf ki, yüksək temperatur onsuz da hüceyrə qabiliyyətinin azalmasına səbəb oldu: elektrodda litiumun kapsüllənməsi məhdud olduqda, passivasiya təbəqəsinin (SEI) böyüməsi problemi həll edilmədi.

Çubuqla yox, çubuqla.

Üçün daha yüksək temperatur qısa müddət = daha çox güclə təhlükəsiz doldurma

Bununla belə, sözügedən tədqiqat mərkəzinin alimləri orta yol tapmağı bacarıblar. Onu çağırdılar Asimmetrik temperatur modulyasiya üsulu... Onlar elementi 30 saniyə ərzində 48 dərəcə Selsiyə qədər qızdırırlar və sonra onu 10 dəqiqə doldururlar ki, sistem nəhayət işləsin və temperatur aşağı düşsün.

Niyə onu doldurmaq cəmi 10 dəqiqə çəkir? Yaxşı, 6 C-də bu, batareyanı tutumunun 80 faizini doldurmaq üçün kifayət qədər vaxtdır. 6 C enerji təchizatı deməkdir:

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

0-dan 80 faizə qədər doldurulduqda, bu yüksək güc şarj cihazının 10 dəqiqə dayanmasını tələb edir. Bununla belə, batareyanın boşalma dərəcəsi aşağı olarsa (10 faiz, 15 faiz, ...), enerjinin doldurulması prosesi hətta 10 dəqiqədən az vaxt aparır!

Akkumulyatorun soyutma mexanizmi yalnız passivasiya təbəqəsinin yaranma sürətini məhdudlaşdırmaq üçün batareyanın temperaturunun 50 dərəcədən (tədqiqatçılar 53 dərəcə Selsi) yuxarı qalxmamasını təmin etməlidir. Eyni zamanda, qısa şarj müddəti böyümə müddətini qısaltmağa imkan verir.

Nəticələr? Parmaklarınızın ucunda: 200-500 kVt doldurma və 20-50 il batareya ömrü

Alimlər sübut edə bildilər ki, bu üsulla müalicə olunan NMC622 hüceyrələri 1 C gücə malik 700 yükə və 6 faizə qədər tutum itkisinə tab gətirə bilir. 20 şarj çox təsir edici deyil, amma ildə 1 km sürsək və akkumulyatorun gücü 700 kVtsaatdırsa, bu Nəticə 23 illik fəaliyyətə çevrilir.

Biz əlavə edirik ki, akkumulyatorlar və elektrik nəqliyyat vasitələrinin çeşidi artır və polyaklar adətən ildə 20 80 kilometrdən az məsafə qət edirlər, yəni batareya tutumu təxminən 30 ilə 50 il arasında XNUMX faizə düşməlidir.

> Budur! Həqiqi 600 km məsafə qət edən ilk elektrikli avtomobil Tesla Model S Long Range-dir.

Warto poczytać: litium-ion batareyalarının ultra sürətli doldurulması üçün asimmetrik temperatur modulyasiyası

Açılış fotoşəkili: hüceyrə temperaturundan asılı olaraq elektrodun elektrolizlənmiş örtüyü (litium örtük) (c) Elektrokimyəvi mühərrikin mərkəzi

Bu sizi maraqlandıra bilər: