Töltsd fel az elektromos járműveket 10 perc alatt. és hosszabb akkumulátor-élettartam a ... fűtésnek köszönhetően. A Tesla két évig rendelkezett vele, most a tudósok találták fel

Úgy gondolják, hogy a modern lítium-ion cellák szobahőmérsékleten teljesítenek a legjobban, mivel ésszerű kompromisszumot biztosítanak a töltési sebesség és a cellaromlás között. Kiderült azonban, hogy a töltés előtti melegítés lehetővé teszi a töltési teljesítmény növelését, és nem befolyásolja jelentősen az akkumulátor fogyasztását.

tartalomjegyzék

• Mechanizmus a Teslától tudományos kutatással
  • A lítium-ion cellák legnagyobb problémája a beszorult lítium. Akár SEI-ben, akár grafitban. És még kevesebb lítium = kisebb kapacitás
  • Magasabb hőmérséklet rövid ideig = biztonságos töltés sokkal nagyobb teljesítménnyel
  • Eredmények? Egy karnyújtásnyira: 200-500 kW töltés és 20-50 év akkumulátor-élettartam

A Tesla 2017-ben akkumulátor-előmelegítő mechanizmust adott járműveihez. alacsony hőmérsékleten. Feltételezések szerint ez télen növeli a repülési távolságot, hideg időben pedig felgyorsítja a töltést. A fűtés és hűtés azonban önmagában nem volt különösebb felfedezés, sok gyártó használ aktívan hűtött/fűtött cellákat vagy komplett akkumulátorcsomagokat.

> Hogyan hűtik az akkumulátorokat az elektromos járművekben? [MODELLISTA]

Kiderült a kulcs Fűtés oly módon, hogy a töltési folyamat felgyorsuljon a cellák károsodása nélkül.... Úgy tűnik, a frissítés után kiderült, hogy milyen hőmérsékletűnek kell lennie, hogy csökkentse a töltő leállását. Az akkumulátor előmelegítés funkciója a Superchargerhez való csatlakoztatás előtt (előmelegítés végül 2019-ben: az akkumulátor felmelegítése útközben) a Supercharger v3 2019 márciusi premierje óta folyamatosan benne van a szoftverben:

> Tesla Supercharger V3: 270 perces, közel 10 km-es hatótáv, 250 kW töltési teljesítmény, folyadékhűtéses kábelek [frissítés]

A Penn State Egyetem Elektrokémiai Motorok Központjának tudósai bebizonyították, hogy Teslának igaza van. És az azt jelenti az elektromos autók 10 perc alatt töltődnek fel z több száz kilowatt kapacitással i ne aggódjon az akkumulátor kapacitásának csökkenése miatt évtizedekig, amíg pontosan meg nem választják azt a hőmérsékletet, amelyre a cellákat felmelegítik.

De kezdjük a legelejéről:

A lítium-ion cellák legnagyobb problémája a beszorult lítium. Akár SEI-ben, akár grafitban. És még kevesebb lítium = kisebb kapacitás

Ezt hitték a lítium-ion cellák optimális működési hőmérséklete a szobahőmérséklet... Ezért az akkumulátor aktív hűtésének mechanizmusai biztosítják, hogy a cellák ne melegedjenek túlságosan túl (elvégre nem mindig lehet tartani a névleges 20 Celsius-fokot).

A szobahőmérséklet lehetővé teszi, hogy megakadályozza a passziváló réteg növekedését - az elektrolit megszilárdult frakcióját, amely felhalmozódik az elektródán és megköti a lítium-ionokat; SEI - és lítium-ionok bebörtönzése grafitelektródában. A hőmérséklet emelkedése azt jelenti, hogy mindkét folyamat felgyorsul. Ezt a kezdeti tesztek után láthatod.

> Németországban vitatott a Tesla. „Autopilot”, „Teljesen autonóm vezetés”

Az Elektrokémiai Motorok Központjának tudósai ezt megerősítették Az elektromos járművekben használt lítium-ion cellák csak körülbelül 50 töltést tartanak fenn 6 °C-on. (azaz 6-szor több, mint a cella kapacitása, pl. egy 0,2 kWh-s cellát töltenek fel 1,2 kW-os forrással stb.).

Összehasonlításképpen ugyanazok a linkek:

• könnyen elérhették 2 töltés 500 C-on (40 kWh-s akkumulátoros gépkocsinál 40 kW, 80 kWh-s akkumulátoros autónál 80 kW, stb.)
• már bírták csak 200 töltés 4C-on.

Ugyanakkor az „elbír” alatt az eredeti teljesítmény 20 százalékos elvesztését értjük, mert az autóiparban így értik a kifejezést.

A lítium-ion cellákkal foglalkozó kutatók évek óta próbálják megoldani ezt a problémát az elektrolitok összetételének megváltoztatásával vagy az elektródák különféle anyagokkal való bevonásával, hogy megakadályozzák a lítium-ionok beszorulását. Mert az akkumulátorban mozgó lítium-ionok felelősek a kapacitásáért.

> A Renault-Nissan befektet az Enevate-be: „Az akkumulátor 5 perc alatt feltölthető”

Egészen váratlanul kiderült, hogy a probléma sokkal könnyebben megoldható. Elegendő felmelegíteni a cellát, hogy jelentősen csökkentse a lítium-ionok befogásának problémáját. Sajnos a magasabb hőmérséklet egyébként is csökkentette a cella kapacitását: amikor a lítium elektródába való beágyazódása korlátozott volt, a passzivációs réteg (SEI) növekedésének problémája nem oldódott meg.

Nem bottal, hanem bottal.

Magasabb hőmérséklet esetén egy kis idő = biztonságos töltés sokkal nagyobb teljesítménnyel

Az említett kutatóközpont tudósainak azonban sikerült megtalálniuk a középutat. Felhívták Aszimmetrikus hőmérséklet-modulációs módszer... 30 másodpercig 48 Celsius-fokra melegítik az elemet, majd 10 percig töltik, hogy végre működjön a rendszer és csökkenjen a hőmérséklet.

Miért csak 10 perc a töltés? Nos, 6 C-on ennyi idő elég ahhoz, hogy az akkumulátort kapacitásának 80 százalékára töltsük. 6 C tápellátást jelent:

• 240 kW a Nissan Leaf II-hez
• 400 kW Hyundai Kona Electric esetében 64 kWh,
• 480 kW a Tesla Model 3-hoz.

0-80 százalékos töltés esetén ez a nagy teljesítmény 10 perces töltőleállást igényel. Ha azonban az akkumulátor lemerülési aránya alacsonyabb (10 százalék, 15 százalék, ...), az energia-utánpótlási folyamat még 10 percnél is kevesebbet vesz igénybe!

Az akkumulátor hűtőmechanizmusának csak azt kell biztosítania, hogy az akkumulátor hőmérséklete ne emelkedjen 50 fok fölé (a kutatók szerint 53 Celsius-fok), hogy korlátozza a passzivációs réteg felhalmozódásának sebességét. Ugyanakkor a rövid töltési idő lehetővé teszi a növekedési időszak lerövidítését.

Eredmények? Egy karnyújtásnyira: 200-500 kW töltés és 20-50 év akkumulátor-élettartam

A tudósoknak sikerült bebizonyítaniuk, hogy az így kezelt NMC622 cellák 1 töltést 700 C-os teljesítménnyel és akár 6 százalékos kapacitásveszteséggel is kibírnak. 20 töltés nem túl lenyűgöző, de ha évente 1 km-t autózunk, és az akkumulátor kapacitása 700 kWh, akkor ez Az eredmény 23 éves működéssé alakul át.

Hozzátesszük, hogy az akkumulátorok és az elektromos járművek kínálata egyre bővül, és a lengyelek általában kevesebb mint 20 80 kilométert tesznek meg évente, ami azt jelenti, hogy az akkumulátor kapacitása körülbelül 30-50 éven belül XNUMX százalékra csökken.

> Itt! Az első 600 km-es valós hatótávval rendelkező elektromos jármű a Tesla Model S Long Range.

Warto poczytać: aszimmetrikus hőmérséklet-moduláció a lítium-ion akkumulátorok ultragyors töltéséhez

Nyitókép: az elektróda galvanizálása (lítium bevonat) a cella hőmérsékletétől függően (c) Az elektrokémiai motor középpontja

Ez érdekelheti: