Виды аккумуляторов, их преимущества и слабые стороны
Гибриды, плагин-гибридные и электрические машины: Какие конкретно батареи для них подходят оптимальнее
Всего 10-12 лет назад мы не имели возможность поболтать на такую тему как применение разных типов аккумуляторная батарей в гибридных, плагин- гибридных и электрических машинах по одной несложной причине, их фактически не существовало в природе, а рабочие экземпляры возможно было посчитать по старинке, на пальцах обеих рук.
Сейчас мы в 2016 году. И около нас в городах ездит большое количество гибридных автомобилей, попадаются плагин- гибридные варианты а также всецело электрические машины.
Собственные виды «зеленых» машин будущего разрабатывают либо уже презентовали практически все главные игроки от автоиндустрии. Да что в том месте сказать, кроме того одни из самых стремительных гоночных машин в мире от Ferrari, Porsche и McLaren стали гибридными, так что люди уже не будут наблюдать на вас, как на необычного хиппи, в то время, когда вы начнёте упоминать слова "гибридный" либо "электромобиль".
Кроме этого уже существует большое количество электрических машин, каковые питаются частично или полностью от электричества, которое соответственно берется от батарей на борту ТС. Главные параметры, в каковые непременно входит большое расстояние, которое может преодолеть электрокар на одной зарядке и скорость зарядки аккумуляторная батарей зависят от типа используемых батарей.
Как раз исходя из этого мы посчитали ответственным обрисовать проблемы и общие преимущества главных видов батарей на сегодняшнее время.
Два самых реализовываемых электрических транспортных средства в мире- это Nissan Leaf, реализовано около четверти миллиона единиц на 2015 год, после этого направляться Tesla Model S, продажи которой зафиксированы в количество примерно в 100.000 штук. Совпадение либо нет, но Leaf и Model S трудятся от однообразного типа литий-ионных (Li-Ion) батарей, исходя из этого мы начнем отечественный рассказ с них.
Литий-ионные (Li-Ion) аккумуляторная батареи
Первоначально стали использоваться для питания портативных устройств бытовой электроники. Последнее десятилетие литий-ионные аккумуляторная батареи всегда развивались в автомобильном направлении, исходя из этого большая часть современных (произведенных в 2015- 2016 годах) и грядущих гибридов или полностью электрических машин применяют в собственной схеме как раз их.
Не все литий-ионные аккумуляторная батареи похожи, главные различия, заключаются в их дополнениях. Большая часть портативных устройств, таких как смартфоны, планшеты либо ноутбуки применяют в качестве накапливающего энергию элемента, Li-Ion батареина основе оксида лития кобальта (LiCoO2), что дает им высокую плотность заряда.
LiCoO2 катоды кроме этого владеют некоторыми большими недочётами, они более чувствительны к так именуемому «тепловому убеганию», которое инициируется на протяжении перезаряда либо работы при большой температуре. Иначе говоря они смогут практически взорваться, в то время, когда эксплуатируется неправильно либо при экстремальных нагрузках.
Возможно по данной причине в автомобилестроении не все производители имеют с ними дело.
Для более энергоемкого применения, в таких устройствах как электроинструмент, медицинская техника и, в первую очередь машины, существуют литий-ионные аккумуляторная батареи сделанные на базе литий-железо фосфата (LiFePO4), оксида лития марганца (LMO) и оксида кобальта марганца лития никеля (NMC). Все они имеют пара меньшую плотность энергии, чем LiCoO2, но и лучше в большей продолжительности и смысле безопасности судьбы.
Смотрите кроме этого: Обладатель самостоятельно починил аккумуляторная батареи гибридной Camry за $10, Toyota потребовала $4.456!
Большая часть современных гибридных и электрических машин применяют NMC литий-ионные батареи.
Преимущества
Самое громадное преимущество Li-Ion аккумуляторная батарей пребывает в лучшем соотношении энергии к весу, быстроте зарядки, у него фактически отсутствует эффект памяти.
Громадная удельная энергия свидетельствует, что такие аккумуляторная батареи смогут весить меньше. Данный нюанс разумеется, делает их более подходящими для применения в машинах, поскольку меньший вес увеличивает расстояние на одной зарядке и производительность, одновременно с этим придавая автомобилю лучшую управляемость.
Быстрота зарядки аккумуляторной батареи вещь относительная. В реальности отличий между существующими (используемыми) совокупностями аккумуляторная батарей вы не заметите.
Литий-ионные аккумуляторная батареи, по-видимому меньше всего стали жертвами неприятности результата памяти. Коротко говоря, кое-какие типы батарей неспешно будут снижать собственную большую энергоемкость с каждым циклом заряда-разряда.
В большинстве случаев это происходит, в то время, когда они многократно заряжаются по окончании того, как частично разряжаются.
В противополоденность тому, никелевые аккумуляторная батареи больше всего страдают от так именуемого результата памяти, при котором батарея со временем "запоминает", что она имеет меньшую энергоемкость.
Недочёты
Самым большим недочётом литий-ионных батарей есть цена их производства, которая существенно выше, чем при применении других типов аккумуляторная батарей.
Если сравнивать с никелевыми батареями, они на 40 процентов дороже в изготовлении. Цена издержек на производство будет вычтена из кошелька клиента.
Однако, направляться не забывать, что производственные затраты будут неспешно уменьшаеться с течением времени для всех типов батарей.
Кроме маленького понижения напряжения с каждым новым циклом заряда- разряда, количество энергии, которую они смогут удерживать (ёмкость) не значительно уменьшается с течением времени. В машинах, заявленные разработчиками жизненные циклы этих батарей составляют 10 лет.
Поверим на слово, пока столь продолжительно не тестировалась ни одна аккумуляторная Li-Ion батарея.
Так, литий-ионные батареи имеют мельчайшее количество недочётов если сравнивать с большинством собственных соперников, но они до сих пор далеки от совершенного ответа.
Никель-металл-гидридные (Ni-MH) аккумуляторная батареи
Ветшайший тип так называемых современных батарей, Ni-MH, так же, как и прежде употребляется во многих современных электрокарах, не смотря на то, что литий-ионные аккумуляторная батареи медлительно начали вытеснять их со всех главных направлений, говорим мы о гибридах, плагин-гибридных машинах или полностью электрических транспортных средствах, везде виден переход на более современную совокупность хранения энергии.
Значительно дешевле в изготовлении, чем Li-ионные аккумуляторная батареи, однако никель-металл-гидридные батареи кроме этого имеют как хорошие, так и отрицательные стороны, каковые для большинства производителей смогут воображать настоящую проблему при установке этого типа батарей в собственные гибридные и электрические машины.
В отличие от Li-ионов, никель-металлогидридные аккумуляторная батареи применяют водород, титан и никель либо подобный ему металл для хранения энергии. Это совершает их значительно более недорогими в производстве если сравнивать с первым типом аккумуляторная батарей, но, поскольку все больше производителей машин переходят на применение литий-ионных батарей (Tesla, к примеру), громадная отличие в стоимостях обязана сократиться.
Преимущества
До сих пор самым громадным потенциалом для роста количества создаваемых никель-металл-гидридных батарей есть их долговечность. За современными типами батарей нужно следить, заботиться, верно их эксплуатировать, чтобы они трудились как возможно продолжительнее, аккумуляторная батареи NiMH переживают эксплуатацию без особенных неприятностей, не теряя емкости смогут прожить столько же, при минимальном уходе.
Смотрите кроме этого: Десять самых экономичных гибридных и электрических машин
Их прочность тесно связана с безопасностью, для них не нужно дополнительных мер предосторожности, из-за содержания маленького количества мягких токсинов, по сравнению с другими батареями. Помимо этого, высокое содержание никеля в них делает их утилизации удачной.
Недочёты
Главным препятствием для предстоящего применения NiMH есть их низкая плотность энергии, которая практически на 40% меньше, чем у их главного соперника. Их определенно возможно сделать по емкости такими же, как и литий- ионные батареи, но лишь методом повышения их размеров, а соответственно и веса.
В гибридах, плагин-электромобилях и гибридах, аккумуляторная батареи делают большое количество работы на ходу, тут в фокус зрения попадает еще одна малоприятная черта никель-металлогидридных аккумуляторная батарей. В случае если их скоро зарядить и после этого применять под высокой нагрузкой, они имеют тенденцию генерировать много тепла, исходя из этого требуется отдельная совокупность охлаждения, что со своей стороны додаёт еще больше веса.
Остальные типы аккумуляторных батарей
Имеется много других типов батарей, каковые, возможно, в итоге, начнут использоваться в автопрома, но ни один из них не стал по-настоящему революционным и решающим все неприятности в один момент.
Разрабатываемые/ созданные совокупности:
Кобальт Диоксид, фосфат железа (FePo) и литий-фосфат железа (LiFePO4), литий-воздух (Li -Air), литий-полимерная совокупность (LiPo), никель-кобальт-марганец (NCM), никель-кобальт-алюминий (NCA) и оксид марганца (MnO)- это только кое-какие из типов аккумуляторная батарей, каковые смогут показаться в серийных электромобилях в будущем.
Кобальт диоксидовые батареи на рынке уже более десяти лет, питают маленькие электроприборы, такие как сотовые телефоны, игрушки либо ноутбуки. У них имеется два основных недочёта, в особенности при важном применении, это издержки производства и тепловой пробой, но в целом, они превосходно зарекомендовали себя, в то время, когда дело доходит до плотности заряда.
Одной из самые стабильных и недорогих батарей стал фосфат железа, но эта совокупность делает работу на более низком напряжении исходя из этого вам потребуется много этого типа аккумуляторная батарей, дабы привести электрический автомобиль в перемещение.
Литий-полимерная совокупность, LiPo, звучит гордо и необычно, в действительности является еще одну форму литий-ионных батарей. Главное отличие содержится в том, что литий-ионные полимеры упакованы в так именуемом «формате мешка», что имеет как недостатки и свои достоинства.
Вот из-за чего они совсем сравнительно не так давно стали использовать в машинах.
NCM и NCA батареям предстоит еще продолжительный путь становления, , пока они станут достаточно рентабельны для применения в машинах, не говоря уже о том, чтобы они стали чувствительны к тепловому пробою.
До сих пор одним из самых интригующих новых разработок остается литий-воздушная батарея (LiAir), которая применяет окисление лития на аноде и восстановление кислорода на катоде, дабы индуцировать электрический ток. Двумя главными преимуществами литий-воздушного аккумулятора являются то, что это хороший источник энергии, практически сопоставим с бензином и от 5 до 15 раз замечательнее, чем текущие литий-ионные батареи.
В любом случае, мы еще далеки от этих других типов батарей, устанавливаемых на очень ограниченный процент электромобилей и гибридов. Но хорошая новость в том, что они на подходе и с ними придут новые возможности в применении электрической техники в целом и автомобилей в частности.
