Электрические аккумуляторы: Электрический аккумулятор — это… Что такое Электрический аккумулятор?

Электрический аккумулятор — это… Что такое Электрический аккумулятор?

{б{redirect|Аккумулятор|Аккумулятор (значения)}}

Электри́ческий аккумуля́тор — химический источник тока многоразового действия, основная специфика которого заключается в обратимости внутренних химических процессов, что обеспечивает его многократное циклическое использование (через заряд-разряд^[1]) для накопления энергии и автономного электропитания различных электротехнических устройств и оборудования^[2].

Принцип действия

Замена аккумулятор­ной батареи на электро­погруз­чике

Принцип действия аккумулятора основан на обратимости химической реакции. Работоспособность аккумулятора может быть восстановлена путём заряда, то есть пропусканием электрического тока в направлении, обратном направлению тока при разряде.

Несколько аккумуляторов, объединённых в одну электрическую цепь, составляют аккумуля́торную батаре́ю.

Характеристики

Максимально возможный полезный заряд аккумулятора называется зарядной ёмкостью, или просто ёмкостью. Ёмкость аккумулятора — это заряд, отдаваемый полностью заряженным аккумулятором при разряде до наименьшего допустимого напряжения. В системе СИ ёмкость аккумуляторов измеряют в кулонах, на практике часто используется внесистемная единица — ампер-час. 1 А⋅ч = 3600 Кл.

Реже на аккумуляторах указывается энергетическая ёмкость — энергия, отдаваемая полностью заряженным аккумулятором при разряде до наименьшего допустимого напряжения. В системе СИ она измеряется в джоулях, на практике иногда используется внесистемная единица — ватт-час. 1 Вт⋅ч = 3600 Дж.

Электрические и эксплуатационные характеристики аккумулятора зависят от материала электродов и состава электролита. Сейчас наиболее распространены следующие аккумуляторы:

По мере исчерпания химической энергии напряжение и ток падают, аккумулятор перестаёт действовать. Зарядить аккумулятор (батарею аккумуляторов) можно от любого источника постоянного тока с бо́льшим напряжением при ограничении тока. Стандартным считается зарядный ток (в амперах) в 1/10 номинальной ёмкости аккумулятора (в ампер⋅часах). Многие типы аккумуляторов имеют различные ограничения, которые необходимо учитывать при зарядке и последующей эксплуатации, например NiMH-аккумуляторы чувствительны к перезаряду, литиевые — к переразряду, напряжению и температуре. NiCd- и NiMH-аккумуляторы имеют так называемый эффект памяти, заключающийся в снижении ёмкости, в случае когда зарядка осуществляется при не полностью разряженном аккумуляторе. Также эти типы аккумуляторов обладают заметным саморазрядом, то есть они постепенно теряют заряд, даже не будучи подключенными к нагрузке. Для борьбы с этим эффектом может применяться капельная подзарядка.

Типы аккумуляторов

См. также

Примечания

Ссылки

Как работает аккумулятор — принцип работы АКБ простыми словами

Аккумулятор или сокращённо (АКБ), это основное и необходимое устройство в любом автомобиле. Каждый водитель знает, что серце его машины — это конечно же аккумулятор, и нет таких машин с двигателем внутреннего сгорания, где бы его не было. Как бы это устройство не менялось за 150 лет с момента его изобретения, принцип работы аккумуляторной батареи остался низменным. Однако, современность внесла серьёзные коррективы в технологические процессы их изготовления. В этой статье вы ознакомитесь с и используемыми материалами, из чего состоит аккумулятор и как он работает. Итак, как работает аккумулятор (АКБ)?

Как работает аккумулятор (АКБ)

Понятие аккумулятор и его устройство

В общем понимании этого слова в технике под термином «Аккумулятор» подразумевается устройство, позволяющие при разных условиях эксплуатации накапливать определенный вид энергии, либо же — расходовать ее для человеческих нужд.

Хотите узнать, как построить энергосберегающий дом? Смотрите секреты строительства  дома , который сам экономит

Применимы в тех ситуациях, когда необходимо собрать энергию за определенное время, после чего использовать ее для совершения больших трудоемких процессов. Так — гидравлические аккумуляторы, используемые в шлюзах, позволяют поднимать корабли на новый уровень русла реки.

Электрические аккумуляторы работают с электроэнергией по такому же принципу: когда вначале накапливают (аккумулируют) электричество от внешнего источника заряда, а после отдают его подключенным приборам для совершения дальнейшей работы. По своей природе они относятся к химическим источникам тока, способным совершать много раз периодические циклы разряда и заряда.

В процессе работы постоянно происходят химические реакции между компонентами электродных пластин с заполняющим их веществом — электролитом.

Узнайте больше о самовозобновляемой и бесплатной энергии будущего. Солнечные батареи в действии.

На рисунке ниже изображена схема устройства аккумулятора. Изображен тот вид, когда в корпус сосуда вставлены две пластины из разнородных металлов с выводами для обеспечения электрических контактов. Между пластинами залит электролит.

Устройство аккумулятора

Как работает аккумулятор (АКБ) при разряде

В момент, когда к электродам подключена нагрузка в виде лампочки, создается замкнутая электрическая цепь, через которую протекает ток разряда. Его формированию способствует движение электронов в металлических частях и анионов с катионами в электролите.

Этот процесс условно показан на схеме с никель-кадмиевой конструкцией электродов.

Заряд и разряд аккумулятора

В данном примере в качестве материала положительного электрода используют окислы никеля с добавками графита, которые повышают электрическую проводимость. Металлом отрицательного электрода работает губчатый кадмий.

Во время разряда частицы активного кислорода из окислов никеля выделяются в электролит и направляются на отрицательные пластины, где окисляют кадмий.

Общее устройство и маркировка аккумуляторных батарей

Работа аккумулятора при заряде

Беря за основу отключенную нагрузку на клеммы пластин, подаем постоянное (в определенных ситуациях пульсирующее) напряжение большей величины, чем у заряжаемого аккумулятора с той же полярностью, когда плюсовые и минусовые клеммы источника и потребителя совпадают.

Таким образом мощность зарядного устройства всегда больше, чем та, которая «подавляет» оставшуюся в аккумуляторе энергию и создает электрический ток с направлением, противоположным разряду. Это приводит к изменениям внутренних химических процессов между электродами и электролитом. К примеру на банке с никель кадмиевыми пластинами положительный электрод обогащается кислородом, а отрицательный — восстанавливается до состояния чистого кадмия.

При разряде и заряде аккумулятора происходит изменение химического состава материала пластин (электродов), а электролита не меняется.

Способы соединения аккумуляторов (как работает аккумулятор)

Параллельное соединение (как работает аккумулятор)

Величина разряда тока, зависит от многих факторов, хотя в первую очередь от конструкции, примененных материалов и их габаритов. Чем значительнее площадь пластин у электродов, тем больший ток они могут выдерживать.

Этот принцип используется для параллельного подключения однотипных банок у аккумуляторов при необходимости увеличения тока на нагрузку. Чтобы зарядить такую конструкцию потребуется поднять мощность источника. Этот способ используется редко для готовых конструкций, в настоящее время куда проще сразу приобрести необходимый аккумулятор. Но им пользуются производители кислотных АКБ, соединяя различные пластины в единые блоки.

Последовательное соединение (как работает аккумулятор)

В зависимости от применяемых материалов, между двумя электродными пластинами распространенных в быту аккумуляторов может быть выработано напряжение 1,2/1,5 или 2,0 вольта. На самом деле этот диапазон гораздо шире. И многим электрическим приборов его явно недостаточно. Поэтому однотипные аккумуляторы подключают последовательно, делают это зачастую в едином корпусе.

Примером подобной конструкции служит широко распространенная автомобильная разработка на основе серной кислоты и свинцовых пластин-электродов.

Часто среди водителей транспорта, под понятием «аккумулятор» принято понимать любое устройство, независящее от количества его составных элементов — банок. Это не является правильным. Собранная из нескольких последовательно подключенных банок конструкция считается уже батареей, за которой закрепилось сокращенное название «АКБ». Ее внутреннее устройство показано на рисунке.

Устройство кислотной аккумуляторной батареи (АКБ)

Любая банка состоит из двух блоков с набором пластин для положительного и отрицательного электродов. Блоки входят друг в друга без металлического контакта с возможностью надежной гальванической связи через электролит.

При этом контактные пластины имеют дополнительную решетку и отдалены между собой разделительной пластиной — сепаратором.

Благодаря соединению пластин в блоки увеличивается их рабочая площадь. Это снижает общее удельное сопротивление всей конструкции, позволяет повышать мощность подключаемой нагрузки.

Компоновка АКБ

С внешней стороны корпуса такая АКБ имеет элементы, показанные на рисунке ниже.

Компоновка кислотной аккумуляторной батареи (АКБ)

Из него видно, что прочный пластмассовый корпус закрыт герметично крышкой и сверху оборудован двумя клеммами. Они обычно имеют конусную форму, для подключения к электрической схеме автомобиля. На их выводах выбита маркировка полярности: «+» и «-». При этом есть одно правило: во избежании ошибок при подключении, диаметр положительной клеммы немного больше, чем у отрицательной.

У обслуживаемых аккумуляторных батарей сверху каждой банки помещена заливная горловина, чтобы контролировать уровень электролита либо доливки дистиллированной воды при эксплуатации. В нее вворачиваются пробка, предохраняющая внутренние полости банки от попадания загрязнений и одновременно не дает выливаться электролиту при наклонах АКБ.

Для того, чтобы предотвратить бурное выделение газов из электролита, который возможен при интенсивной езде, в пробках делаются отверстия для предотвращения повышения давления внутри банки. И через эти отверстия выходят кислород и водород, а также пары электролита. Такие ситуации, связанные с чрезмерными токами заряда, желательно избегать.

На том же рисунке выше показано соединение элементов между банками и расположение пластин-электродов.

Стартерные автомобильные АКБ (свинцово-кислотные) работают по принципу двойной сульфатации. На них во время разряда/заряда происходит электрохимический процесс, что сопровождается изменением химического состава активной массы электродов с выделением или поглощением в электролит (серную кислоту) воды.

Этим явлением можно объяснить повышение удельной плотности электролита при заряде, а так же снижение при разряде батареи. Иными словами, величина плотности дает возможность оценивать электрическое состояние АКБ. Для ее замера используют специальный прибор — автомобильный ареометр.

В состав электролита кислотных батарей входит дистиллированная вода. Она же при отрицательной температуре переходит в твердое состояние — лед. Поэтому, чтобы автомобильные аккумуляторы не замерзали в холодное время, необходимо применять специальные меры, предусмотренные правилами эксплуатации.

Виды аккумуляторов

Классификация АКБ по составу активного вещества

Свинцовые пластины, используемые в старых аккумуляторах перестали устраивать потребителей. Таким образом, возникала необходимость по улучшению качества работы АКБ. Сначала добавили сурьму к свинцу, что позволило заметно продлить срок эксплуатации батареи. На следующем этапе – уменьшили процентное содержания сурьмы до оптимальной концентрации. Такой подход привел к созданию малообслуживаемых аккумуляторов, характерной чертой которых является более редкий процесс долива воды.

При использовании металлического кальция для покрытия пластин появились кальциевые энергосберегающие источники. В предыдущих моделях потери воды из-за электролиза на 12 вольт нуждались в постоянном доливе, а кальций позволил повысить этот порог до 16 вольт. Так появилась возможность в производстве необслуживаемых аккумуляторов и использовать герметичный, неразборной корпус.

Виды АКБ

• Сурьмянистые батареи. Этот вид относится к классике из-за повышенного состава сурьмы, которая ускоряет процесс электролиза.
• АКБ со свинцом. В малосурьмянистых АКБ материалом для пластин служит свинец с небольшой примесью сурьмы. В них степень саморазряда значительно меньше, чем в сурьмянистых АКБ.
• Калициевые источники. При производстве кальциевых источников свинцовые пластины легированы до 0,1% кальцием. Они могут иметь различные заряды, как отрицательный, так и положительный.
• Гибридные источники энергии вытесняют кальциевые. При их производстве, две объединенные основные технологии имеют конструктивные отличия: одна, когда пластины формируются из сплава свинца и сурьмы, положительные электроды, а другая – когда пластины формируются из сплава свинца и кальция, отрицательные электроды.
• EFB является улучшенной жидкозаполненной батареей. Свинцовые пластины в ЕФБ аккумуляторах в два раза толще, чем у обычных, вследствие чего увеличивается их ёмкость. Каждая платина закрыта в пакет из специальной ткани, который наполнен жидким сернокислотным электролитом.
• В гелевых аккумуляторах применяется гелеобразный электролит. Суть такой технологии в том, что она позволяет снизить текучесть электролита, который содержит агрессивную серную кислоту.
• В литиевых АКБ используется жидкий электролит, представляющий собой раствор фторсодержащих солей лития в смеси эфиров угольной кислоты.
• AGM имеет отличительную особенность в электролите, где с помощью специальной технологии между пластинами вставляются стекловолоконные микропористые прокладки.
• Во всех щелочных батареях применяется растворенная в воде щёлочь.

Классификация батарей по типу электролита

Электролиты бывают кислотными и щелочными.

Щелочные растворы применяются в заправке аккумуляторных батарей. Щелочные аккумуляторные жидкости этот такие жидкости, которые проявляют большую активность по отношению к металлам и кислотам. При реакциях с кислотами образуются соль и вода. Растворы щелочей подвергаются гидролизу. Химические свойства позволяют использовать этот тип электропроводящей жидкости для накопления электрической энергии в аккумуляторе.

Кислотные смеси с дистиллированной водой применяются в основном в автомобильных аккумуляторах. Составы этого типа легко можно приобрести в специализированных магазинах либо, при желании, приготовить самостоятельно на дому. На заводе процесс изготовления таких смесей осуществляется в масштабном производстве по ГОСТу. В домашней обстановке его приготовление так же возможно при соблюдении обязательных пропорций и правил техники безопасности. Для этого нужно смешать кислоту с дистиллированной водой.

Как работает аккумулятор — АКБ

Как работает аккумулятор (АКБ)

Принцип работы аккумулятора основан на электрохимической реакции окисления свинца в растворе серной кислоты и воды.

При разрядке батареи на положительной пластине происходит окисление металлического свинца, в то время, как на отрицательной пластине восстанавливается уже диоксид свинца.

При зарядке происходит обратный процесс, количество диоксида свинца на отрицательной пластине уменьшается, а на положительной пластине увеличивается количество металла.

Так же при разрядке АКБ уменьшается количество серной кислоты в электролите и увеличивается количество воды. А при зарядке происходит обратный процесс.

Материалы АКБ

Пластины

На данный момент наиболее качественные батареи потерпели небольшие изменения. И связаны эти изменения с материалом пластин. Теперь пластины делают не из чистого свинца, а из его сплава с серебром. При этом удалось снизить массу батареи на треть, а срок её службы увеличить на 20 %.

Кроме этого, изменилась сама технология их изготовления. Если первые пластины производились путём их литья, то сегодня их делают из тонкого свинцового листа, путём штамповки. Такой метод дешевле и при этом пластины получаются прочнее и тоньше.

Сепараторы

Одной из причин выхода АКБ из строя является короткое замыкание положительных и отрицательных пластин.

Когда из пластин осыпается активная зона внизу банок происходит замыкание. Чтобы этого не случилось на помощь приходят сепараторы, которые делают в виде конвертов, запаянных снизу, под пластинами. Таким образом, когда активная зона осыпается она остаётся внутри конверта и не замыкает.

Литий-ионные аккумуляторы

Эти батареи получили широкое распостранение благодаря мобильным телефонам и иным гаджетам. Сегодня же, существуют разработки и для автомобилей. Однако, невзирая на все свои достоинства, в автотехнике данный вид АКБ не прижился из-за ряда принципиальных недостатков.

Литий-ионные аккумуляторы

1. Они резко теряют свою мощность из-за низкой температуры.
2. Для зарядки таких батарей требуется строгое соответствие зарядному току, а это требует переделки электронной части генераторов.
3. И самое главное, данные АКБ имеют стоимость в 15 раз дороже обычного кислотного аккумулятора.

Электролит

Как было указано выше, электролит представляет собой раствор серной кислоты и воды. Под действием низких температур, известно, что вода замерзает, однако с электролитом этого не происходит.

Но тем не менее она заметно загустевает и теряет свои свойства, из-за чего ёмкость батареи заметно снижается. Что бы избежать этого, сегодня, в электролит добавляют разнообразные присадки.

Гелевые электролиты

Их по праву можно считать вершиной эволюции кислотных батарей. Такие АКБ называются попросту, гелевыми. В этих устройствах электролит модифицирован настолько, что представляет собой нечто наподобие желе.

Такая модификация, в комплексе с другими вышеописанными инновациями дала поистине волшебные результаты. В итоге батареи стали практически вечными, невосприимчивыми к переворачиванию, практически не теряющими свои свойства зимой и при этом на много легче по массе.

Графен-полимерные аккумуляторы

Это, пожалуй, самые перспективные батареи для использования, как в автомобилях, оснащённых ДВС, так и электрической силовой установкой. В производстве этих АКБ использованы нанотехнологии.

Графен-полимерные аккумуляторы

Принцип работы этих поистине чудесных аккумуляторов заключается в следующем: их ёмкость, практически в три раза больше литий-ионных и при этом имеет меньшую стоимость, поскольку в их производстве не используется дорогостоящий литий. Кроме этого они не теряют своих свойств под действием низких температур.

Основные технические характеристики аккумуляторов

Технические характеристики аккумуляторов

Номинальная емкость аккумулятора

Номинальная емкость элемента – способность накапливать и отдавать электроэнергию постоянного тока, определяет время автономной работы ИБП. Емкость электрического аккумулятора показывает время питания подключенной к нему нагрузки.

Важно! Полностью емкость не характеризует энергию аккумулятора, то есть энергию, которая может быть накоплена в полностью заряженном аккумуляторе. Чем больше напряжение аккумулятора, тем больше накопленная в нем энергия.

Емкость всегда указывается на корпусе АКБ, а также на упаковке. Именно по этому критерию, большинство пользователей выбирают нужную модель.

Пусковой ток

Это величину, характеризующая параметр тока, который протекает в стартере автомобиля в момент пуска силового узла. Пусковой или стартерный ток возникает в тот момент, когда в замке зажигания поворачивается ключ и начинает проворачиваться стартер. Единица измерения величины – Ампер. Тот же ток холодной прокрутки является показателем поведения аккумулятора в морозную погоду и сможет запускать двигатель при минусовых показателях. Определяется мощностью тока, которую батарея может выдать в течение первых 30 секунд при температуре -18°С. При высоких показателях пускового тока увеличиваются шансы завести машину при минусовой температуре.

Полярность

Порядок расположения на крышке аккумулятора присоединительных клемм, которые являются токовыводящими соединительными элементами, называется полярностью. Имеет два полюса – положительный и отрицательный и варианты расположения – прямое и обратное.

Прямая полярность – отечественная разработка. Дла ее определения нужно повернуть аккумулятор таким образом, чтобы этикетка была перед глазами. При расположении плюсовой клеммы слева, а минусовой справа, можно утверждать, что АКБ с прямой полярностью. На иномарках устанавливаются аккумуляторные батареи обратной полярности.

Прямая и обратная полярность АКБ

Устройство корпуса

У большинства аккумуляторов корпус состоит из ударопрочного полипропилена. Он характеризуется как легкий материал, не вступающий в химическую реакцию с агрессивным электролитом АКБ. Полипропилен имеет весьма хорошую стойкость к перепадам температур, возникающих под капотом автомобиля, где нагрев может достигать до +60 ̊С, а при морозах до -30°С. Корпус большинства АКБ состоит из ручки для переноса, пробок, индикатора заряда, клемм для подключения к электросети. Вес АКБ емкостью 55Ач около 16,5 кг. Известными типами аккумуляторов, обладающих спросом являются: американский, европейский, азиатский и российский типы корпусов.

Европейский тип корпуса характерен тем, что АКБ клеммы находятся в углублении, их верхний край не выступает над плоскостью крышки. В некоторых случаях клеммы дополнительно защищаются от внешнего воздействия специальными крышечками. Азиатский тип корпуса – это коробка, на которой клеммы расположились на верхней крышке. Верхний край клемм является самой высокой точкой аккумулятора.

Российский стандарт АКБ

Аккумулятор (АКБ) ALPHALINE 60 Ач

Тип крепления аккумулятора

Особое внимание при выборе АКБ следует уделять типу крепления АКБ, при котором батарея может крепиться снизу или сверху. С помощью специальной монтажной рамки, которая охватывает аккумулятор, элемент крепится вверху. Крепление аккумулятора происходит с помощью планки и двух шпилек. Чаще всего такой вид установки и фиксации аккумуляторной батареи встречается на автомобилях китайского или корейского производства.

Тип крепления на АКБ

Нижнее крепление применимо на европейских автомобилях. На нижней части корпуса АКБ находится выступ. За этот выступ аккумулятор прижимается к платформе с помощью пластины и винта.

Выступ для фиксации АКБ

Заключение

Теперь вы знаете, как работает аккумулятор. Его роль в работе приборов трудно оспорить. Данный источник энергии применяться почти во всех отраслях. Что доказывает его значимость и необходимость знаний о принципе работы АКБ. А также ее внутреннем содержимом. Аккумуляторы широко используются в автомобилях, разнообразных электроприборах, кондиционерах, мультимедийных центрах. Там, где, генераторы не всегда справляются с обеспечением их энергией. И тогда в «игру» вступает АКБ, которая кроме подпитки энергией еще и выполняет основную функцию, обеспечивая электроэнергией стартер двигателя. Водителю необходимо знать, как устроен аккумулятор. Ведь в нужное время придется устранять сбои в работе источника энергии. К тому же, важно иметь представление о назначении и видах аккумулятора, чтобы правильно использовать ресурс, подобрать батарею к условиям эксплуатации и автомобилю.

Как работает аккумулятор (АКБ)

Аккумуляторы. Термины и сведения.

Как выбрать аккумулятор для электроники и бытовой техники

На рынке автономных источников питания в настоящее время очень большой выбор аккумуляторов и батареек, сотни разных моделей от различных производителей. Как правильно выбрать аккумулятор или аккумуляторную батарею (АКБ), по каким параметрам?

Для подбора источника питания, наиболее подходящего к вашему устройству, в данном обзоре проанализированы достоинства и недостатки аккумуляторных батареек различного химического состава и даны их стандартные типоразмеры (форм-фактор). В данной статье описаны только модели для бытовой техники и электроники.

Бытовые аккумуляторы по назначению можно разделить на несколько групп:

Аккумуляторные батарейки

Аккумуляторные батарейки — это сложившееся в обиходе название небольших аккумуляторов, обычно цилиндрической формы, для питания электроники и бытовой техники. Несмотря на то, что батарея (или батарейка) это соединение нескольких элементов питания в единый блок, такое название закрепилось также и для отдельных элементов.

Аккумуляторные батарейки очень разнообразны по типоразмеру и химическому составу в отличие, например, от автомобильных АКБ. Если с типоразмером (форм-фактором) все более-менее понятно, так как элементы неподходящего размера в конкретное устройство просто невозможно установить, то с химическим составом элементов питания не все так однозначно. Каждый тип элементов, в зависимости от химической технологии изготовления, имеет как свои достоинства, так и особенности (недостатки).

Аккумуляторные батарейки Panasonic Eneloop 750 mAh R03/ААА.

Никель-кадмиевые аккумуляторы

В основе работы никель-кадмиевых аккумуляторов (Ni-Cd) лежат электрохимические процессы между положительным и отрицательным электродами из никеля и кадмия.

Достоинства

• Низкая стоимость — основное преимущество Ni-Cd элементов.
• Возможность долгого хранения в разряженном виде.
• Безопасность использования.

Особенности

• Невысокая емкость (количество запасаемого электричества).
• “Эффект памяти” – при неполном заряде или разряде никель-кадмиевый аккумулятор “запоминает” новые крайние верхнее и нижнее значения емкости,

какими могут быть аккумуляторы будущего / Блог компании Mail.ru Group / Хабр

В последние годы мы часто слышали, что вот-вот — и человечество получит аккумуляторы, которые будут способны питать наши гаджеты неделями, а то и месяцами, при этом очень компактные и быстрозаряжаемые. Но воз и ныне там. Почему до сих пор не появились более эффективные аккумуляторы и какие существуют разработки в мире, читайте под катом.

Сегодня ряд стартапов близки к созданию безопасных компактных аккумуляторов со стоимостью хранения энергии около 100 долларов за кВт⋅ч. Это позволило бы решить проблему электропитания в режиме 24/7 и во многих случаях перейти на возобновляемые источники энергии, а заодно снизило бы вес и стоимость электромобилей.

Но все эти разработки крайне медленно приближаются к коммерческому уровню, что не позволяет ускорить переход с ископаемых на возобновляемые источники. Даже Илон Маск, который любит смелые обещания, был вынужден признать, что его автомобильное подразделение постепенно улучшает литий-ионные аккумуляторы, а не создаёт прорывные технологии.

Многие разработчики верят, что будущие аккумуляторы станут иметь совсем другую форму, строение и химический состав по сравнению с литий-ионными, которые в последнее десятилетие вытеснили иные технологии со многих рынков.

Основатель компании SolidEnergy Systems Кичао Ху (Qichao Hu), в течение десяти лет разрабатывавший литий-металлический аккумулятор (анод металлический, а не графитовый, как в традиционных литий-ионных), утверждает, что главная проблема при создании новых технологий хранения энергии заключается в том, что при улучшении какого-то одного параметра ухудшаются остальные. К тому же сегодня существует столько разработок, авторы которых громко утверждают о своём превосходстве, что стартапам очень трудно убедить потенциальных инвесторов и привлечь достаточно средств для продолжения исследований.

Согласно отчёту Lux Research, за последние 8—9 лет компания вложила в исследование хранения энергии около 4 млрд долларов, из которых стартапам, создающим «технологии нового поколения», в среднем досталось по 40 млн долларов. При этом Tesla вложила около 5 млрд долларов в Gigafactory, занимающуюся производством литий-ионных аккумуляторов. Такой разрыв очень трудно преодолеть.

По словам Герда Седера (Gerd Ceder), профессора в области материаловедения Калифорнийского университета в Беркли, создание маленькой производственной линии и решение всех производственных проблем для налаживания выпуска аккумуляторов обходится примерно в 500 млн долларов. Автопроизводители могут годами тестировать новые аккумуляторные технологии, прежде чем решить, приобретать ли создавшие их стартапы. Даже если новая технология выходит на рынок, нужно преодолеть опасный период наращивания объёмов и поиска клиентов. К примеру, компании Leyden Energy и A123 Systems потерпели неудачу, несмотря на перспективность их продуктов, поскольку финансовые потребности оказались выше расчётных, а спрос не оправдал ожиданий. Ещё два стартапа, Seeo и Sakti3, не успели выйти на массовые объёмы производства и значительный уровень дохода и были куплены за гораздо меньшие суммы, чем ожидали первичные инвесторы.

В то же время три основных мировых производителя аккумуляторов — Samsung, LG и Panasonic — не слишком заинтересованы в появлении инноваций и радикальных переменах, они предпочитают незначительно улучшать свою продукцию. Так что все стартапы, предлагающие «прорывные технологии», сталкиваются с основной проблемой, о которой они предпочитают не упоминать: литий-ионные аккумуляторы, разработанные в конце 1970-х, продолжают совершенствоваться.

Но всё же — какие технологии могут прийти на смену вездесущим литий-ионным аккумуляторам?

Литий-воздушные «дышащие» аккумуляторы

В литий-воздушных аккумуляторах в качестве окислителя используется кислород. Потенциально они могут быть в разы дешевле и легче литий-ионных аккумуляторов, а их ёмкость способна оказаться гораздо больше при сравнимых размерах. Главные проблемы технологии: значительная потеря энергии за счёт теплового рассеивания при зарядке (до 30 %) и относительно быстрая деградация ёмкости. Но есть надежда, что в течение 5—10 лет эти проблемы удастся решить. Например, в прошлом году была представлена новая разновидность литий-воздушной технологии — аккумулятор с нанолитическим катодом.

Зарядное устройство Bioo

Это устройство в виде специального горшка для растений, использующего энергию фотосинтеза для зарядки мобильных гаджетов. Причём оно уже доступно в продаже. Устройство может обеспечивать две-три сессии зарядки в день с напряжением 3,5 В и силой тока 0,5 А. Органические материалы в горшке взаимодействуют с водой и продуктами реакции фотосинтеза, в результате получается достаточно энергии для зарядки смартфонов и планшетов.

Представьте себе целые рощи, в которых каждое дерево высажено над таким устройством, только более крупным и мощным. Это позволит снабжать «бесплатной» энергией окружающие дома и будет веской причиной для защиты лесов от вырубки.

Аккумуляторы с золотыми нанопроводниками

В Калифорнийском университете в Ирвайне разработали нанопроводниковые аккумуляторы, которые могут выдерживать более 200 тыс. циклов зарядки в течение трёх месяцев без каких-либо признаков деградации ёмкости. Это позволит многократно увеличить жизненный цикл систем питания в критически важных системах и потребительской электронике.

Нанопроводники в тысячи раз тоньше человеческого волоса обещают светлое будущее. В своей разработке учёные применили золотые провода в оболочке из диоксида марганца, которые помещены в гелеобразный электролит. Это предотвращает разрушение нанопроводников при каждом цикле зарядки.

Магниевые аккумуляторы

В Toyota работают над использованием магния в аккумуляторах. Это позволит создавать маленькие, плотно упакованные модули, которым не нужны защитные корпуса. В долгосрочной перспективе такие аккумуляторы могут быть дешевле и компактнее литий-ионных. Правда, случится это ещё не скоро. Если случится.

Твердотельные аккумуляторы

В обычных литий-ионных аккумуляторах в качестве среды для переноса заряженных частиц между электродами используется жидкий легковоспламеняющийся электролит, постепенно приводящий к деградации аккумулятора.

Этого недостатка лишены твердотельные литий-ионные аккумуляторы, которые сегодня считаются одними из самых перспективных. В частности, разработчики Toyota опубликовали научную работу, в которой описали свои эксперименты с сульфидными сверхионными проводниками. Если у них всё получится, то будут созданы аккумуляторы на уровне суперконденсаторов — они станут полностью заряжаться или разряжаться всего за семь минут. Идеальный вариант для электромобилей. А благодаря твердотельной структуре такие аккумуляторы будут гораздо стабильнее и безопаснее современных литий-ионных. Расширится и их рабочий температурный диапазон — от –30 до +100 градусов по Цельсию.

Учёные из Массачусетского технологического института в содружестве с Samsung также разработали твердотельные аккумуляторы, превосходящие по своим характеристикам современные литий-ионные. Они безопаснее, энергоёмкость выше на 20—30 %, да к тому же выдерживают сотни тысяч циклов перезарядки. Да ещё и не пожароопасны.

Топливные ячейки

Совершенствование топливных ячеек может привести к тому, что смартфоны мы будем заряжать раз в неделю, а дроны станут летать дольше часа. Учёные из Пхоханского университета науки и технологии (Южная Корея) создали ячейку, в которой объединили пористые элементы из нержавеющей стали с тонкоплёночным электролитом и электродами с минимальной теплоёмкостью. Конструкция оказалась надёжнее литий-ионных аккумуляторов и работает дольше них. Не исключено, что разработка будет внедрена в коммерческие продукты, в первую очередь в смартфоны Samsung.

Графеновые автомобильные аккумуляторы

Многие специалисты считают, что будущее — за графеновыми аккумуляторами. В компании Graphenano разработали аккумулятор Grabat, который может обеспечить запас хода электромобиля до 800 км. Разработчики утверждают, что аккумулятор заряжается всего за несколько минут — скорость зарядки/разрядки в 33 раза выше, чем у литий-ионных. Быстрая разрядка особенно важна для обеспечения высокой динамики разгона электромобилей.

Ёмкость 2,3-вольтового Grabat огромна: около 1000 Вт⋅ч/кг. Для сравнения, у лучших образцов литий-ионных аккумуляторов — на уровне 180 Вт⋅ч/кг.

Микросуперконденсаторы, изготовленные с помощью лазера

Учёные из Университета Райса добились прогресса в разработке микросуперконденсаторов. Один из главных недостатков технологии — дороговизна изготовления, но применение лазера может привести к существенному удешевлению. Электроды для конденсаторов вырезаются лазером из пластикового листа, что многократно снижает трудоёмкость производства. Такие аккумуляторы могут заряжаться в 50 раз быстрее литий-ионных, а разряжаются медленнее используемых сегодня суперконденсаторов. К тому же они надёжны, в ходе экспериментов продолжали работать даже после 10 тыс. сгибаний.

Натрий-ионные аккумуляторы

Группа французских исследователей и компаний RS2E разработала натрий-ионные аккумуляторы для ноутбуков, в которых используется обычная соль. Принцип работы и процесс изготовления держатся в секрете. Ёмкость 6,5-сантиметрового аккумулятора — 90 Вт⋅ч/кг, что сравнимо с массовыми литий-ионными, но он выдерживает пока не более 2 тыс. циклов зарядки.

Пенные аккумуляторы

Другая тенденция в разработке технологий хранения энергии — создание трёхмерных структур. В частности, компания Prieto создала аккумулятор на основе субстрата пенометалла (меди). Здесь нет легковоспламеняющегося электролита, у такого аккумулятора большой ресурс, он быстрее заряжается, его плотность в пять раз выше, а также он дешевле и меньше современных аккумуляторов. В Prieto надеются сначала внедрить свою разработку в носимую электронику, но утверждают, что технологию можно будет распространить шире: использовать и в смартфонах, и даже в автомобилях.

Быстрозаряжаемый «наножелток» повышенной ёмкости

Ещё одна разработка Массачусетского технологического института — наночастицы для аккумуляторов: полая оболочка из диоксида титана, внутри которой (как желток в яйце) находится наполнитель из алюминиевой пудры, серной кислоты и оксисульфата титана. Размеры наполнителя могут меняться независимо от оболочки. Применение таких частиц позволило в три раза увеличить ёмкость современных аккумуляторов, а длительность полной зарядки снизилась до шести минут. Также снизилась скорость деградации аккумулятора. Вишенка на торте — дешевизна производства и простота масштабирования.

Алюминий-ионный аккумулятор сверхбыстрой зарядки

В Стэнфорде разработали алюминий-ионный аккумулятор, который полностью заряжается примерно за одну минуту. При этом сам аккумулятор обладает некоторой гибкостью. Главная проблема — удельная ёмкость примерно вдвое ниже, чем у литий-ионных аккумуляторов. Хотя, учитывая скорость зарядки, это не так критично.

Alfa battery — две недели на воде

Если компании Fuji Pigment удастся довести до ума свой алюминий-воздушный аккумулятор Alfa battery, то нас ждёт появление носителей энергии, ёмкость которых в 40 раз больше ёмкости литий-ионных. Более того, аккумулятор перезаряжается доливкой воды, простой или подсоленной. Как утверждают разработчики, на одном заряде Alfa сможет работать до двух недель. Возможно, сначала такие аккумуляторы появятся на электромобилях. Представьте себе автозаправку, на которую вы заезжаете за водой.

Аккумуляторы, которые можно сгибать, как бумагу

Компания Jenax создала гибкий аккумулятор J.Flex, похожий на плотную бумагу. Его даже можно складывать. К тому же он не боится воды и потому очень удобен для использования в одежде. Или представьте себе наручные часы с аккумулятором в виде ремешка. Эта технология позволит и уменьшить размер самих гаджетов, и увеличить носимый объём энергии. Другой сценарий — создание гибких складных смартфонов и планшетов. Нужен экран побольше? Просто разверните сложенный вдвое гаджет.

Как утверждают разработчики, тестовый образец выдерживает 200 тыс. складываний без потери ёмкости.

Эластичные аккумуляторы

Над созданием гибких носителей энергии работают во многих компаниях. А команда учёных из Университета штата Аризона пошла дальше и с помощью особой механической конструкции создала аккумулятор в виде эластичной ленты. Не исключено, что идея будет развита и позволит встраивать аккумуляторы в одежду.

Мочевой аккумулятор

В 2013 году Фонд Билла Гейтса вложился в продолжение исследований Bristol Robotic Laboratory по созданию аккумуляторов, работающих на моче. Весь цимес в использовании «микробных топливных ячеек»: в них содержатся микроорганизмы, расщепляющие мочу и вырабатывающие электричество. Кто знает, возможно, скоро поход в туалет будет не только потребностью, но и в буквальном смысле полезным занятием.

Ryden — углеродные аккумуляторы с быстрой зарядкой

В 2014 году компания Power Japan Plus сообщила о планах по выпуску аккумуляторов, в основе которых лежат углеродные материалы. Их можно было производить на том же оборудовании, что и литий-ионные. Углеродные аккумуляторы должны работать дольше и заряжаться в 20 раз быстрее литий-ионных. Был заявлен ресурс в 3 тыс. циклов зарядки.

Органический аккумулятор, почти даром

В Гарварде была создана технология органических аккумуляторов, стоимость производства которых составляла бы 27 долларов за кВт⋅ч. Это на 96 % дешевле аккумуляторов на основе металлов (порядка 700 долларов за кВт⋅ч). В изобретении применяются молекулы хинонов, практически идентичные тем, что содержатся в ревене. По эффективности органические аккумуляторы не уступают традиционным и могут без проблем масштабироваться до огромных размеров.

Просто добавь песка

Эта технология представляет собой модернизацию литий-ионных аккумуляторов. В Калифорнийском университете в Риверсайде вместо графитовых анодов использовали обожжённую смесь очищенного и измельчённого песка (читай — кварца) с солью и магнием. Это позволило повысить производительность обычных литий-ионных аккумуляторов и примерно втрое увеличить их срок службы.

Быстрозаряжаемые и долгоживущие

В Наньянском технологическом университете (Сингапур) разработали свою модификацию литий-ионного аккумулятора, который заряжается на 70 % за две минуты и служит в 10 раз дольше обычных литий-ионных. В нём анод изготовлен не из графита, а из гелеобразного вещества на основе диоксида титана — дешёвого и широко распространённого сырья.

Аккумуляторы с нанопорами

В Мэрилендском университете в Колледж-Парке создали нанопористую структуру, каждая ячейка которой работает как крохотный аккумулятор. Такой массив заряжается 12 минут, по ёмкости втрое превосходит литий-ионные аккумуляторы такого же размера и выдерживает около 1 тыс. циклов зарядки.

Генерирование электричества

Энергия кожи

Тут речь идёт не столько об аккумуляторах, сколько о способе получения энергии. Теоретически, используя энергию трения носимого устройства (часов, фитнес-трекера) о кожу, можно генерировать электричество. Если технологию удастся достаточно усовершенствовать, то в будущем в некоторых гаджетах аккумуляторы станут работать просто потому, что вы носите их на теле. Прототип такого наногенератора — золотая плёнка толщиной 50 нанометров, нанесённая на силиконовую подложку, содержащую тысячи крошечных ножек, которые увеличивают трение подложки о кожу. В результате возникает трибоэлектрический эффект.

uBeam — зарядка по воздуху

uBeam — любопытный концепт передачи энергии на мобильное устройство с помощью ультразвука. Зарядное устройство испускает ультразвуковые волны, которые улавливаются приёмником на гаджете и преобразуются в электричество. Судя по всему, в основе изобретения лежит пьезоэлектрический эффект: приёмник резонирует под действием ультразвука, и его колебания генерируют энергию.

Схожим путём пошли и учёные из Лондонского университета королевы Марии. Они создали прототип смартфона, который заряжается просто благодаря внешним шумам, в том числе от голосов людей.

StoreDot

Зарядное устройство StoreDot разработано стартапом, появившимся на базе Тель-Авивского университета. Лабораторный образец смог зарядить аккумулятор Samsung Galaxy 4 за 30 секунд. Сообщается, что устройство создано на базе органических полупроводников, изготовленных из пептидов. В конце 2017 года в продажу должен поступить карманный аккумулятор, способный заряжать смартфоны за пять минут.

Прозрачная солнечная панель

В Alcatel был разработан прототип прозрачной солнечной панели, которая помещается поверх экрана, так что телефон можно заряжать, просто положив на солнце. Конечно, концепт не идеален с точки зрения углов обзора и мощности зарядки. Но идея красивая.

Год спустя, в 2014-м, компания Tag Heuer анонсировала новую версию своего телефона для понтов Tag Heuer Meridiist Infinite, у которого между внешним стеклом и самим дисплеем должна была быть проложена прозрачная солнечная панель. Правда, непонятно, дошло ли дело до производства.

Аккумуляторный электромобиль — Battery electric vehicle

Батареи электрического транспортное средство ( Б ), чистое электрическое транспортное средство , только-электрическое транспортное средство или все электрическое транспортное средство представляет собой тип электрического транспортного средства (EV) , которые исключительно использует химическую энергию , сохраненную в аккумуляторных батареях пакетов , без вторичного источника приведения в движении (например , водород , топливный элемент, двигатель внутреннего сгорания и т. д.). BEV используют электродвигатели и контроллеры двигателей вместо двигателей внутреннего сгорания (ДВС) для приведения в движение. Они получают всю энергию от аккумуляторных батарей и поэтому не имеют двигателя внутреннего сгорания, топливных элементов или топливных баков . BEV включают, помимо прочего, мотоциклы, велосипеды, скутеры, скейтборды, железнодорожные цистерны, гидроциклы, вилочные погрузчики, автобусы, грузовики и автомобили.

В 2016 году во всем мире ежедневно использовалось 210 миллионов электрических велосипедов. Совокупные глобальные продажи легковых электромобилей, предназначенных для работы на шоссе, в сентябре 2016 года превысили отметку в миллион единиц. По состоянию на конец 2019 года самым продаваемым в мире полностью электрическим автомобилем, разрешенным для использования на шоссе, является Nissan Leaf с мировыми продажами. 450 000 единиц, за которым следует Tesla Model 3 с 448 634 продажами.

История

В 1884 году Томас Паркер  построил в Вулверхэмптоне практический серийный электромобиль, используя свои собственные специально разработанные аккумуляторные батареи большой емкости. Впервые представленные в 1889 году молоковозы для аккумуляторных транспортных средств расширились в 1931 году и к 1967 году дали Великобритании самый большой парк электромобилей в мире.

Терминология

В гибридных электромобилях используются как электродвигатели, так и двигатели внутреннего сгорания, и они не считаются полностью электрическими транспортными средствами.

Гибридный электромобиль, батареи которого можно заряжать извне, называются подключаемыми гибридными электромобилями (PHEV) и работают как BEV в режиме разряда . PHEVs с серии трансмиссии также называют диапазон-продлил электрических транспортных средств (REEVs), такие как Шевроле Вольт и Fisker Karma .

Электромобили с подзарядкой от сети (PEV) — это подкатегория электромобилей, в которую входят электромобили с аккумулятором (BEV) и гибридные автомобили с подзарядкой от сети (PHEV),

Преобразование электромобилей в гибридные электромобили и обычные автомобили с двигателем внутреннего сгорания (также известные как автомобили с полным сгоранием) относятся к одной из двух категорий.

В Китае электромобили с подзарядкой от электросети вместе с гибридными электромобилями называются автомобилями на новой энергии (NEV). Однако в Соединенных Штатах соседние электромобили (NEV) — это электромобили, работающие на аккумуляторных батареях, которые по закону ограничены дорогами с указанными ограничениями скорости не выше 45 миль в час (72 км / ч), обычно рассчитаны на максимальную скорость 30 миль в час (48 км / ч) и иметь максимальную загруженную массу 3000 фунтов (1400 кг).

Транспортные средства по типу

Концепция аккумуляторных электромобилей заключается в использовании заряженных аккумуляторов на борту транспортных средств для движения. Электромобили с аккумуляторными батареями становятся все более и более привлекательными с ростом цен на нефть и развитием новой технологии аккумуляторов ( литий-ионные ), которые обладают более высокой мощностью и плотностью энергии (т. Е. Большим возможным ускорением и большим запасом хода при меньшем количестве аккумуляторов). по сравнению со старыми типами батарей, такими как свинцово-кислотные. Литий-ионные батареи, например, теперь имеют плотность энергии 0,9–2,63 МДж / л, тогда как свинцово-кислотные батареи имеют плотность энергии 0,36 МДж / л (что в 2,5–7,3 раза выше). Однако еще предстоит пройти долгий путь, если сравнивать его с топливом на основе нефти и биотопливом (бензин с удельной энергией 34,2 МДж / л от -38x до 12,92x выше и этанол с энергией 24 МДж / л от -26x до В 9,12 раза выше-).

BEV включают автомобили , легкие грузовики и электромобили .

Железнодорожный

Аккумуляторные электропоезда в форме BEMU (аккумуляторные электрические составные части) коммерчески эксплуатируются в Японии . Заряжаются они через пантографы либо при движении по электрифицированным железнодорожным линиям, либо во время остановок на специально оборудованных вокзалах. Они используют аккумуляторную батарею для приведения в движение при движении по железнодорожным линиям, которые не электрифицированы, и успешно заменили дизельные моторные агрегаты на некоторых таких линиях.

Другие страны также тестировали или заказывали такие автомобили.

Электрический автобус

BYD K9A в Гуанчжоу

Чаттануга, штат Теннесси, управляет девятью электрическими автобусами с нулевым тарифом , которые эксплуатируются с 1992 года, перевезли 11,3 миллиона пассажиров и преодолели расстояние в 3 100 000 километров (1 900 000 миль), они были произведены на месте компанией Advanced Vehicle Systems. Два из этих автобусов использовались на летних Олимпийских играх 1996 года в Атланте.

Начиная с лета 2000 года в аэропорту Гонконга начал эксплуатироваться электрический автобус-шаттл Mitsubishi Rosa на 16 пассажиров , а осенью 2000 года в Нью-Йорке начались испытания школьного автобуса с батарейным питанием, рассчитанного на 66 пассажиров , полностью электрической версии автобуса. Blue Bird TC / 2000 . Аналогичный автобус курсировал в долине Напа, Калифорния, в течение 14 месяцев, закончившихся в апреле 2004 года.

На Олимпийских играх 2008 года в Пекине использовался парк из 50 электрических автобусов, которые с включенным кондиционером имеют запас хода 130 км (81 милю). Они используют литий-ионные батареи и потребляют около 1 кВт⋅ч / милю (0,62 кВт⋅ч / км; 2,2 МДж / км). Автобусы были спроектированы Пекинским технологическим институтом и построены компанией Jinghua Coach. Батареи заменяются полностью заряженными на зарядной станции, чтобы автобусы работали круглосуточно.

Во Франции явление электрических автобусов находится в стадии развития, но некоторые автобусы уже работают во многих городах. PVI, компания среднего размера, расположенная в районе Парижа, является одним из лидеров рынка со своим брендом Gepebus (предлагает Oreos 2X и Oreos 4X ).

В Соединенных Штатах первый электрический автобус с быстрой зарядкой эксплуатируется в Помоне, Калифорния, с сентября 2010 года на станции Foothill Transit . Proterra EcoRide BE35 использует литий-титанат батарею и способен к быстрому заряду менее чем за 10 минут.

В 2012 году на долю тяжелых грузовиков и автобусов пришлось 7% выбросов в результате глобального потепления в Калифорнии.

В 2014 году первая серийная модель полностью электрического школьного автобуса была доставлена ​​в объединенный школьный округ Кингс-Каньон в Калифорнийской долине Сан-Хоакин . Автобус был одним из четырех заказанных округом. Этот аккумуляторный электрический школьный автобус с 4 натриево-никелевыми батареями является первым современным электрическим школьным автобусом, одобренным для перевозки студентов любым штатом.

В 2016 году, включая легкие автомобили большой грузоподъемности, в Калифорнии было около 1,5 млн автомобилей большой грузоподъемности.

Первый полностью электрический школьный автобус в штате Калифорния, остановившийся у здания Капитолия Калифорнии в Сакраменто.

Та же технология используется в шаттлах Mountain View Community Shuttles. Эта технология была поддержана Комиссией по энергетике Калифорнии, а программа шаттлов поддерживается Google.

Грозовое небо

Thunder Sky (базируется в Гонконге) производит литий-ионные батареи, используемые в подводных лодках, и имеет три модели электрических автобусов: пассажирский EV-6700 с запасом хода 10/21 с дальностью полета 280 км (170 миль) при быстрой подзарядке за 20 минут, Городские автобусы EV-2009 и 43-местный шоссейный автобус EV-2008, который имеет запас хода 300 км (190 миль) при быстрой зарядке (от 20 минут до 80 процентов) и 350 км (220 миль) при полной зарядке ( 25 минут). Автобусы также будут производить в США и Финляндии.

Свободный Тиндо

Tindo — это полностью электрический автобус из Аделаиды, Австралия . Tindo (аборигенное слово для обозначения солнца) производится компанией Designline International в Новой Зеландии и получает электричество от солнечной фотоэлектрической системы на центральной автобусной станции Аделаиды . Поездки являются частью системы общественного транспорта Аделаиды с нулевой оплатой за проезд .

Первый транзитный автобус с быстрой зарядкой и аккумулятором

Proterra «s EcoRide BE35 транзитный автобус, называется Ecoliner по Foothill транзита в Западном Ковине, штат Калифорния, является сверхмощным, быстрой зарядкой, батарея-электрического автобуса. Система привода ProDrive Proterra использует двигатель UQM и рекуперативное торможение, которое улавливает 90 процентов доступной энергии и возвращает ее в систему накопления энергии TerraVolt, что, в свою очередь, увеличивает общее расстояние, которое автобус может проехать на 31–35 процентов. Он может проехать 30–40 миль (48–64 км) без подзарядки, на 600 процентов более экономичен, чем обычный автобус, работающий на дизельном топливе или КПГ, и производит на 44 процента меньше углерода, чем КПГ. У автобусов Proterra было несколько проблем, в первую очередь в Филадельфии, где весь парк был выведен из эксплуатации.

Электрические грузовики

На протяжении большей части 20-го века большинство электромобилей в мире на аккумуляторных батареях представляли собой британские молоковозы . В 21 веке произошло массовое развитие электрических грузовиков BYD .

Электрические фургоны

В марте 2012 года компания Smith Electric Vehicles объявила о выпуске Newton Step-Van, полностью электрического автомобиля с нулевым уровнем выбросов, построенного на универсальной платформе Newton с кузовом для пешеходов, произведенным компанией Utilimaster из Индианы .

BYD поставляет DHL парк коммерческих автомобилей BYD T3 для распределения электроэнергии .

Сравнение EPA -Номинального диапазона для модельного года 2016 и 2017 США электромобилей не номинальных вплоть до автомобилей июля 2017. Tesla включены в варианты с самым длинным и самым кратчайшим диапазоном для каждой модели.

Электромобили

Батарейках электрический автомобиль является автомобиль , который приводится в движение от электродвигателей .

Хотя электромобили часто обеспечивают хорошее ускорение и в целом приемлемую максимальную скорость, более низкая удельная энергия производственных аккумуляторов, доступная в 2015 году по сравнению с углеродным топливом, означает, что электромобили нуждаются в батареях, которые составляют довольно большую долю массы транспортного средства, но все же часто дают относительно низкий диапазон между зарядками. Зарядка также может занять значительное время. Для поездок на одном заряде аккумулятора, а не для длительных поездок, электромобили являются практичным средством передвижения, и их можно подзарядить за ночь.

Электромобили могут значительно снизить загрязнение города за счет нулевых выбросов выхлопных газов . Экономия парниковых газов автомобилями зависит от того, как вырабатывается электричество. При нынешней структуре энергопотребления в США использование электромобиля приведет к 30-процентному сокращению выбросов углекислого газа. Учитывая текущую структуру энергопотребления в других странах (которые переходят на более возобновляемые источники энергии), было предсказано, что такие выбросы сократятся на 40 процентов в Великобритании, на 19 процентов в Китае и всего на 1 процент в Германии.

Электромобили оказывают большое влияние на автомобильную промышленность, учитывая преимущества в загрязнении городов , меньшую зависимость от нефти и топлива, а также дефицит и ожидаемый рост цен на бензин. Мировые правительства выделяют миллиарды на финансирование разработки электромобилей и их компонентов. США выделили 2,4 миллиарда долларов в виде федеральных грантов на покупку электромобилей и аккумуляторов. Китай объявил, что выделит 15 миллиардов долларов на создание индустрии электромобилей.

В 2015 году BYD впервые также заняла первое место по совокупным глобальным продажам за год — в общей сложности было продано более 43 073 NEV (рост> 220% по сравнению с прошлым годом), что превышает всех лидеров США, Японии и Европы. Дата.

В сентябре 2016 года совокупный мировой объем продаж электромобилей и фургонов с аккумуляторными батареями для шоссе превысил отметку в 1 миллион единиц. Альянс Renault-Nissan является ведущим производителем полностью электромобилей. В августе 2016 года Альянс достиг отметки продаж 350 000 полностью электрических автомобилей по всему миру. На втором месте находится Tesla Motors, продавшая более 139 000 электромобилей в период с 2008 по июнь 2016 года.

Глобальные продажи Tesla Model S , второго в истории самого продаваемого полностью электрического автомобиля в мире, достигли отметки в 200000 единиц в четвертом квартале 2017 года.

По состоянию на декабрь 2016 года самым продаваемым полностью электрическим автомобилем в мире в истории является Nissan Leaf, выпущенный в декабре 2010 года, с глобальными продажами более 250 000 единиц, за ним следует Tesla Model S с более чем 158 000 единиц, поставленных по всему миру. Следующими идут BMW i с 65 500 единицами и Renault Zoe с 61 205 единицами, оба до декабря 2016 года. До июня 2016 года семейство Mitsubishi i-MiEV занимало пятое место с 37 600 единицами, поставленными по всему миру. Renault Kangoo ZE утилита фургон лидер малотоннажного полностью электрического сегмент с глобальными продажами 25,205 единиц до декабря 2016 года.

Формула E — это международный чемпионат среди электромобилей среди одноместных автомобилей. Серия была задумана в 2012 году, а первый чемпионат стартовал в Пекине 13 сентября 2014 года. Серия санкционирована FIA. Алехандро Агаг — нынешний генеральный директор Formula E.

В чемпионате Формулы E в настоящее время соревнуются десять команд по два гонщика в каждой (после ухода команды Трулли временно участвуют только девять команд). Гонки обычно проходят на временных уличных трассах в центре города, длина которых составляет примерно от 2 до 3,4 км (от 1,2 до 2,1 мили). В настоящее время на трассе проходит только ePrix Мехико, модифицированная версия Autódromo Hermanos Rodríguez.

Электромобили для людей с ограниченными возможностями в Årdalstangen , Норвегия

Спецтехника

Транспортные средства специального назначения бывают самых разных типов, начиная от относительно обычных, таких как тележки для гольфа , таких вещей, как электрические тележки для гольфа , молочные платформы , вездеходы , электромобили для соседних районов и широкий спектр других устройств. Некоторые производители специализируются на рабочих машинах с электроприводом «на заводе».

Индийский электросамокат Ather 450 находится в производстве.

Электромотоциклы, скутеры и рикши

Трехколесные транспортные средства включают электрические рикши , приводимый в действие вариант велорикши . Широкомасштабное внедрение двухколесных электрических транспортных средств может снизить уровень шума на дорогах и уменьшить загруженность дорог, но может потребовать адаптации существующей городской инфраструктуры и правил безопасности.

Ather Energy из Индии в 2018 году выпустила свой электрический скутер Ather 450 с приводом от двигателя BLDC и литий-ионными батареями. Также из Индии AVERA — новая компания, занимающаяся возобновляемыми источниками энергии, собирается в конце 2018 года запустить две модели электросамокатов с литиевым Технология железо-фосфатных батарей .

Электрические велосипеды

Человек на электрическом велосипеде в Токио .

В Китае произошел взрывной рост продаж электровелосипедов без вспомогательного оборудования, в том числе самокатов: годовые продажи подскочили с 56 000 единиц в 1998 году до более 21 миллиона в 2008 году и достигли примерно 120 миллионов электронных велосипедов на дороге в начале 2010 года. Китай является ведущим в мире производителем электровелосипедов: в 2009 году было произведено 22,2 миллиона единиц электровелосипедов. Некоторые из крупнейших производителей электровелосипедов в мире — BYD , Geoby.

Личные транспортеры

Производится все больше разнообразных персональных транспортеров , включая одноколесные самобалансирующиеся одноколесные велосипеды , самобалансирующиеся самокаты , электрические самокаты и электрические скейтборды .

Электрические лодки

Несколько аккумуляторных электрических судов работают по всему миру, некоторые используются для бизнеса. Электрические паромы эксплуатируются и строятся.

Технологии

Контроллеры двигателей

Контроллер мотора получает сигнал от потенциометров, связанных с педалью акселератора, и использует этот сигнал, чтобы определить, сколько электроэнергии необходимо. Эта мощность постоянного тока обеспечивается аккумуляторной батареей, и контроллер регулирует мощность двигателя, подавая либо постоянный ток переменной ширины, либо переменный ток переменной частоты, в зависимости от типа двигателя. Контроллер также управляет рекуперативным торможением , при котором электрическая энергия накапливается по мере замедления транспортного средства, и эта энергия заряжает аккумулятор. Помимо управления питанием и двигателем, контроллер выполняет различные проверки безопасности, такие как обнаружение аномалий, тесты функциональной безопасности и диагностику отказов.

Аккумуляторная батарея

В большинстве электромобилей сегодня используется электрическая батарея , состоящая из электрохимических ячеек с внешними соединениями для обеспечения питания транспортного средства.

Аккумуляторная технология для электромобилей развилась от первых свинцово-кислотных аккумуляторов, которые использовались в конце 19 века до 2010-х годов, до литий-ионных батарей, которые сегодня используются в большинстве электромобилей. Аккумулятор в целом называется аккумуляторным блоком , который представляет собой группу из нескольких аккумуляторных модулей и ячеек. Например, аккумуляторная батарея Tesla Model S имеет до 7 104 ячеек, разделенных на 16 модулей с 6 группами по 74 ячейки в каждой. Каждая ячейка имеет номинальное напряжение 3-4 В в зависимости от ее химического состава.

Двигатели

В электромобилях традиционно используются двигатели постоянного тока с последовательной обмоткой, представляющие собой щеточный электродвигатель постоянного тока . Электродвигатели постоянного тока с раздельным возбуждением и постоянный магнит — это всего лишь два типа двигателей постоянного тока. В более поздних электромобилях используются различные типы двигателей переменного тока , поскольку они проще в сборке и не имеют щеток, которые могут изнашиваться. Обычно это асинхронные двигатели или бесщеточные электродвигатели переменного тока, в которых используются постоянные магниты. Существует несколько вариантов двигателя с постоянными магнитами, которые предлагают более простые схемы привода и / или более низкую стоимость, включая бесщеточный электродвигатель постоянного тока .

После подачи электроэнергии на двигатель (от контроллера) взаимодействие магнитного поля внутри двигателя будет вращать приводной вал и, в конечном итоге, колеса автомобиля.

Экономика

Аккумуляторы электромобилей — ключевой элемент глобального энергетического перехода, который сейчас зависит от накопления большего количества электроэнергии. Поскольку доступность энергии является наиболее важным фактором жизнеспособности экономики, мобильная инфраструктура хранения аккумуляторов электромобилей может рассматриваться как один из наиболее значимых инфраструктурных проектов, способствующих переходу энергетики к полностью устойчивой экономике, основанной на возобновляемых источниках энергии. Мета-исследование, наглядно показывающее важность хранения электроэнергии, описывает технологию в контексте.

Воздействие на окружающую среду

Выработка энергии

Электромобили не производят выбросов парниковых газов (ПГ) в процессе эксплуатации, но электричество, используемое для их питания, может вызывать это при их производстве. Двумя факторами, определяющими выбросы аккумуляторных электромобилей, являются углеродоемкость электричества, используемого для подзарядки электромобиля (обычно выражается в граммах CO ₂ на кВтч), и потребление конкретного транспортного средства (в километрах / кВтч).

Углеродоемкость электричества зависит от источника электроэнергии, в которой она потребляется. У страны с высокой долей возобновляемых источников энергии в структуре электроэнергетики будет низкий CI. В Европейском Союзе в 2013 году углеродоемкость сильно варьировалась по географическому признаку, но в большинстве стран-членов ЕС электромобили были «экологичнее», чем обычные ед. В среднем электромобили сокращают выбросы CO _{2 на} 50–60% по сравнению с дизельными и бензиновыми двигателями.

Более того, процесс декарбонизации постоянно снижает выбросы парниковых газов из-за использования электромобилей. В Европейском союзе в период с 2009 по 2013 год наблюдалось снижение углеродоемкости электроэнергии на 17%. С точки зрения оценки жизненного цикла , учитывая количество парниковых газов, необходимых для создания батареи, и ее окончание срока службы, экономия парниковых газов на 10-13% ниже.

Конструкция автомобиля

ПГ также выделяются при производстве электромобиля. Литий-ионные батареи, используемые в автомобиле, требуют больше материалов и энергии для производства из-за процесса извлечения лития и кобальта, необходимых для батареи. Это означает, что чем больше электромобиль, тем больше выделяется углекислый газ.

Рудники, которые используются для производства лития и кобальта, используемых в батарее, также создают проблемы для окружающей среды, поскольку рыба умирает на расстоянии до 240 км ниже по течению от горных работ из-за утечек химикатов, а также утечки химикатов в воду. источники воды используют люди, живущие рядом с шахтами, создавая проблемы для здоровья животных и людей, живущих поблизости.

Смотрите также

Ссылки

дальнейшее чтение

внешние ссылки

Патенты

Организации

Новости

Исследования

Как работают аккумуляторы для электромобилей

Батарея — это устройство для хранения химической энергии и преобразования этой химической энергии в электричество. Батарея состоит из одного или нескольких электрохимических ячеек , каждый из которых состоит из двух полуэлементов или электродов . Одна полуячейка, называемая отрицательным электродом , имеет избыток крошечных отрицательно заряженных субатомных частиц, называемых электронами . Другой, называемый положительным электродом , имеет дефицит электронов.Когда две половинки соединяются проводом или электрическим кабелем, электроны будут течь от отрицательного электрода к положительному. Мы называем этот поток электронов электричеством. Энергию этих движущихся электронов можно использовать для выполнения работы — например, для запуска двигателя. Когда электроны переходят на положительную сторону, поток постепенно замедляется, и напряжение электричества, производимого батареей, падает. В конце концов, когда на положительной стороне столько же электронов, сколько на отрицательной, батарея считается «мертвой» и больше не способна производить электрический поток.

Spike Mafford / Getty Images
Свинцово-кислотные батареи, подобные показанной здесь, использовались в автомобилях с середины 19 века.

Электроны генерируются в результате химических реакций, и существует множество различных химических реакций, которые используются в имеющихся в продаже батареях. Например, знакомые щелочные батареи, обычно используемые в фонариках и пультах дистанционного управления телевизорами, вырабатывают электричество в результате химической реакции с участием цинка и оксида марганца.Большинство щелочных батарей считаются одноразовыми батареями . Когда они умирают, они бесполезны и должны быть переработаны. С другой стороны, автомобильные аккумуляторы должны быть перезаряжаемыми, поэтому они не требуют постоянной замены. В перезаряжаемой батарее электрическая энергия используется для реверсирования отрицательной и положительной половин электрохимических ячеек, перезапуска электронного потока.

Производители автомобилей определили три типа аккумуляторных батарей, подходящих для использования в электромобилях.К этим типам относятся свинцово-кислотных аккумуляторов , никель-металлогидридных (NiMH) аккумуляторов и литий-ионных (литий-ионных) аккумуляторов
.

Свинцово-кислотные батареи были изобретены в 1859 году и являются самой старой формой аккумуляторных батарей, которые до сих пор используются. Они использовались во всех типах автомобилей, включая электромобили, с 19 века. Свинцово-кислотные батареи представляют собой разновидность мокрых батарей и обычно содержат слабый раствор серной кислоты в открытом контейнере.Название происходит от комбинации свинцовых электродов и кислоты, используемой для выработки электроэнергии в этих батареях. Основное преимущество свинцово-кислотных аккумуляторов заключается в том, что после стольких лет использования они хорошо изучены и дешевы в производстве. Тем не менее, они выделяют опасные газы при использовании, и если аккумулятор слишком заряжен, существует риск взрыва.

Никель-металлогидридные батареи начали коммерческое использование в конце 1980-х годов. Они имеют высокую плотность энергии , то есть в относительно небольшую батарею можно уложить много энергии, и не содержат токсичных металлов, поэтому их легко перерабатывать.

© GM Corp.
Шасси концептуального автомобиля Chevy Volt 2007 года выпуска четко показывает расположение литий-ионной аккумуляторной батареи (синим цветом).
Литий-ионные аккумуляторы

, которые начали коммерческое использование в начале 1990-х годов, имеют очень высокую плотность энергии и реже, чем большинство аккумуляторов, теряют заряд, когда они не используются — свойство, называемое саморазрядом . Из-за небольшого веса и низких требований к обслуживанию литий-ионные батареи широко используются в электронных устройствах, таких как портативные компьютеры.Некоторые эксперты полагают, что литий-ионные батареи настолько близки к тому, что наука еще не подошла к разработке идеальной перезаряжаемой батареи, и этот тип батареи является лучшим кандидатом для питания электромобилей ближайшего будущего. Разновидность литий-ионных батарей, называемых литий-ионными полимерными батареями, также может оказаться ценным для будущего электромобилей. В конечном итоге такие батареи могут стоить меньше, чем литий-ионные; однако в настоящее время литий-ионные полимерные батареи чрезмерно дороги.

Возможно, самая большая проблема, связанная с аккумуляторами электромобилей, — это их подзарядка. Как заряжать аккумулятор электромобиля? Что еще более важно, где вы заряжаете аккумулятор электромобиля? Вы можете сделать это сами? Вы можете делать это дома? Прочтите следующую страницу, чтобы узнать.

Объявление

Электрическая батарея по лучшей цене — Выгодные предложения на электрическую батарею от мировых продавцов электрических батарей

Отличные новости !!! Вы находитесь в нужном месте в поисках аккумуляторной батареи.К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку эта лучшая электрическая батарея в кратчайшие сроки станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели аккумулятор на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в электрическом аккумуляторе и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококлассную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести electric battery по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

Подержанная электрическая батарея по выгодной цене — Выгодные предложения на подержанную электрическую батарею от мировых продавцов подержанных электрических батарей

Отличные новости !!! Вы попали в нужное место для использованных электрических батарей.К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку эта самая используемая электрическая батарея в кратчайшие сроки станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что купили использованную электрическую батарею на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в использованной электрической батарее и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококлассную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести used electric battery по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

Electric battery — определение электрической батареи по The Free Dictionary

Мурчисон тут же нажал пальцем на кнопку электрической батареи, восстановил ток жидкости и разрядил искру в казенную часть колумбиады. Спираль, которую нельзя было регулировать до какого-то будущего момента, была упакована отдельно. , вместе с очень сильной электрической батареей Buntzen.Этот аппарат был так изобретательно скомбинирован, что весил не более семисот фунтов, даже включая двадцать пять галлонов воды в другом сосуде. Зина всегда возвращалась с дорогими лекарствами, и ее последний визит в Спрингфилд был отмечен ею. заплатила двадцать долларов за электрическую батарею, которой она никогда не могла научиться пользоваться. Видите ли, у меня есть электрическая батарея. Он часто нуждается в подзарядке, но у меня есть собственная динамо-машина. При просмотре эффектов, хотя бы от электрической батареи, часто необходимо сменить место и изучить определенную смесь или группу на некотором расстоянии от точки, в которой мы движемся. интересует был настроен.Затем он сделал электрическую батарею и развлекался, дав своим сестрам «электрошокеры» от тайного ужаса по крайней мере одной из них, сердце которой упало от страха, когда она увидела своего брата, появившегося с рулоном коричневой бумаги, куском проволоки, Gigafactory 3 будет производить Tesla Model 3 и Model Y, а также сложные электрические аккумуляторные батареи для этих электромобилей. Продукт предназначен для приложений, требующих высокой прочности в эксплуатации, таких как стойки A и B, полы, туннели, коромысла, боковые дверные балки, бампера, вставки рельсов на крыше, рамы днища и компоненты электрошкафов.France 24 TV также сообщило, что Ле Мэр указал, что источником инвестиций в электрические батареи будут как государственные, так и частные фонды, но государственная субсидия будет ограничена «максимумом 1,2 миллиарда евро», или примерно 20 процентами общих инвестиций. По словам человека, знакомого с этим вопросом, в переговорах участвует китайский поставщик аккумуляторных технологий, с которым обе компании уже были связаны, но по отдельности. Китайская цифровая энергетическая компания Envision согласилась приобрести контрольный пакет акций японской компании Automotive Energy. Supply Corp., производство аккумуляторов и производственные мощности Nissan Motor Co., Ltd., говорится в сообщении компании.

Аккумуляторы и аккумуляторы для электросамокатов и велосипедов

Понимание срока службы литий-ионных батарей в электромобилях

Литий-ионный полимерный аккумулятор NASA Prototype.

Ученые сегодня ответили на вопрос, который беспокоит миллионы владельцев и потенциальных владельцев электрических и гибридных транспортных средств, использующих литий-ионные батареи: сколько осталось времени до того, как аккумуляторная батарея умрет, оставив счет-наклейку на новую упаковку или автомобиль, готовый к утилизации куча? Их ответ, представленный здесь на 245-м Национальном собрании и выставке Американского химического общества (ACS), может удивить скептиков.

«Аккумулятор можно использовать в течение достаточно разумного периода времени от 5 до 20 лет в зависимости от многих факторов», — сказал Микаэль Г.Cugnet, доктор философии, который говорил по теме. «Это хорошая новость, если учесть, что по некоторым оценкам средняя продолжительность жизни нового автомобиля составляет около восьми лет.

Cugnet объяснил, что срок службы в основном зависит от температуры аккумулятора, состояния заряда и протокола зарядки. Производительность батареи начинает ухудшаться, как только температура поднимается выше 86 градусов по Фаренгейту. «Чем выше температура, тем меньше срок службы батареи», — сказал он. «Температура выше 86 градусов по Фаренгейту влияет на производительность аккумуляторной батареи мгновенно и даже навсегда, если она прослужит много месяцев, как в странах Ближнего Востока.«

Cugnet также рекомендовала владельцам электромобилей обращать внимание на уровень заряда их батареи, что является еще одним фактором, влияющим на долговечность батареи. Он сообщил, что полностью заряженная батарея более уязвима к потере мощности при температуре выше 86 градусов F.

Чтобы проверить пределы литий-ионных аккумуляторов для электромобилей, команда Кугнет воссоздала опыт типичной батареи для электромобилей в лаборатории. Используя данные, полученные из реальной пятимильной поездки на электромобиле, они провели моделирование срока службы аккумуляторных батарей и элементов электромобиля с циклами слива и подзарядки.Исследователи посчитали, что срок службы батареи истек, когда она потеряла 20 процентов своей полной мощности.

Вопрос о долговечности имеет значение как для владельцев, так и для производителей электромобилей. Стоимость литий-ионных батарей, которыми питаются эти автомобили, остается высокой, а электромобиль может стоить вдвое дороже, чем его бензиновый или дизельный эквивалент. Клиенты хотят быть уверены, что они окупают свои деньги, а производители стремятся продемонстрировать экономичность электромобилей.

Одним из очевидных способов экономии является стоимость топлива в течение всего срока службы автомобиля, но производители электромобилей также продвигают так называемое использование аккумуляторов «второй жизни», которое может сделать их ценными даже после того, как они потеряли слишком много энергии, чтобы быть полезными в автомобилях.Эти приложения могут включать в себя резервное питание для компьютеров и медицинского оборудования или хранилище электрических сетей, которые будут идти рука об руку с возобновляемыми источниками энергии, такими как ветер или солнечная энергия, для обеспечения бесперебойной подачи электроэнергии даже в неблагоприятных условиях окружающей среды. Другой вариант — переработать компоненты батареи для изготовления новых батарей.

Аккумулятор Toshiba SCiB выбран для новых электромобилей

Дополнительная информация:
Аннотация

Рынок литий-ионных аккумуляторов быстро растет в основном за счет возрождения электромобилей.Однако ожидаемый спрос на электромобили намного ниже, чем было заявлено изначально, поскольку они могут стоить вдвое дороже, чем аналогичные газовые автомобили. К сожалению, затраты на аккумуляторные батареи будут оставаться высокими до тех пор, пока они не будут производиться в больших объемах. Среди различных способов снижения их цены — возможность второго срока службы батареи в других приложениях, менее требовательных к мощности, например, в хранилищах. Это означает, что аккумуляторные батареи должны работать не только в течение всего срока службы автомобиля, но и в течение долгого времени.Следовательно, существует необходимость исследовать, как они разлагаются в состоянии покоя (календарный срок) и эксплуатации (цикл) в зависимости от характеристик транспортного средства. Это поможет улучшить конструкцию батареи, систему управления батареей и, следовательно, конкурентоспособность электромобиля.

Предоставлено
Американское химическое общество

Ссылка :
Понимание срока службы литий-ионных батарей в электромобилях (2013, 10 апреля)
получено 11 ноября 2020
с https: // физ.