Hlaða rafbíla á 10 mínútum. og lengri endingartími rafhlöðunnar þökk sé ... upphitun. Tesla átti það í tvö ár, nú fundu vísindamenn það upp

Talið er að nútíma litíumjónafrumur standi sig best við stofuhita, þar sem þær gefa hæfilega málamiðlun á milli hleðsluhraða og niðurbrots frumna. Hins vegar kemur í ljós að upphitun þeirra fyrir hleðslu gerir þér kleift að auka hleðslukraftinn og hefur ekki veruleg áhrif á rafhlöðunotkun.

efnisyfirlit

• Vélbúnaður frá Tesla með vísindarannsóknum
  • Stærsta vandamálið með litíumjónafrumur er fast litíum. Annað hvort í SEI eða grafít. Og jafnvel minna litíum = minni getu
  • Hærra hitastig í stuttan tíma = örugg hleðsla með miklu meiri krafti
  • Úrslit? Innan seilingar: hleðsla 200-500 kW og 20-50 ára rafhlöðuending

Tesla bætti rafhlöðuforhitunarbúnaði við ökutæki sín árið 2017. við lágt hitastig. Gert var ráð fyrir að þetta myndi auka flugdrægni á veturna og flýta fyrir hleðslu í köldu veðri. Hins vegar var upphitun og kæling í sjálfu sér ekki sérstök uppgötvun, margir framleiðendur nota virkan kældar / upphitaðar frumur eða fullkomna rafhlöðupakka.

> Hvernig eru rafhlöður í rafbílum kældar? [GERÐALISTI]

Lykillinn sneri út Upphitun á þann hátt að hraða hleðsluferlinu án þess að skemma frumurnar.... Svo virðist sem eftir uppfærsluna hafi orðið ljóst hvert hitastigið ætti að vera til þess að draga úr niðritíma á hleðslutækinu. Forhitunareiginleikinn fyrir rafhlöðu fyrir tengingu við ofurhleðslutæki (forhitun að lokum árið 2019: hitar rafhlöðuna á leiðinni) hefur verið varanlega innifalinn í hugbúnaðinum síðan ofurhlaða v3 var frumsýnd í mars 2019:

> Tesla Supercharger V3: 270 mínútna drægni tæplega 10 km, 250 kW hleðsluafl, vökvakældir snúrur [uppfærsla]

Vísindamenn við Center for Electrochemical Motors við Penn State háskólann sannuðu bara að Tesla hefði rétt fyrir sér. Og það þýðir rafbílar eru hlaðnir á 10 mínútum z með afkastagetu upp á nokkur hundruð kílóvött i ekki hafa áhyggjur af rýrnun rafhlöðunnar áratugum saman, þar til hitastigið sem frumurnar eru hitaðar upp í er nákvæmlega valið.

En við skulum byrja alveg frá byrjun:

Stærsta vandamálið með litíumjónafrumur er fast litíum. Annað hvort í SEI eða grafít. Og jafnvel minna litíum = minni getu

Það er almennt viðurkennt að ákjósanlegur rekstrarhiti fyrir litíumjónafrumur er stofuhiti... Þess vegna tryggja aðferðir virkra kælingar rafhlöðunnar að frumurnar ofhitna ekki of mikið (enda er ekki alltaf hægt að halda nafnverði 20 gráður á Celsíus).

Herbergishitastig gerir þér kleift að halda aftur af vexti passivating lagsins - storknað brot af raflausninni, sem safnast fyrir á rafskautinu og bindur litíumjónir; SEI - og fangelsun litíumjóna í grafít rafskaut. Hækkun hitastigs þýðir að báðum ferlum er hraðað. Þú getur séð þetta eftir fyrstu prófanir.

> Deilt er um Tesla í Þýskalandi. Fyrir „Sjálfstýring“, „Alveg sjálfvirkur akstur“

Vísindamenn við Center for Electrochemical Motors hafa sannreynt það Lithium-ion frumur sem notaðar eru í rafknúnum farartækjum halda aðeins um 50 hleðslum við 6°C. (þ.e.a.s. 6 sinnum meira en afkastagetu frumunnar, til dæmis er 0,2 kWst klefi hlaðinn með 1,2 kW orkugjafa osfrv.).

Til samanburðar, sömu tenglar:

• þeir náðu auðveldlega 2 hleðslur við 500C (fyrir bíl með 40 kWst rafhlöðu er það 40 kW, fyrir bíl með 80 kWh rafhlöðu er það 80 kW o.s.frv.),
• þeir stóðu nú þegar aðeins 200 hleðslur við 4C.

Á sama tíma, með „standast“ er átt við tap upp á 20 prósent af upprunalegu afli, því þetta er hvernig hugtakið er skilið í bílaiðnaðinum.

Lithium-ion vísindamenn hafa reynt í mörg ár að leysa þetta vandamál með því að breyta samsetningu raflausna eða með því að húða rafskautin með ýmsum efnum til að koma í veg fyrir að litíumjónir festist. Vegna þess að það eru litíumjónirnar sem hreyfast í rafhlöðunni sem bera ábyrgð á getu hennar.

> Renault-Nissan fjárfestir í Enevate: „Hleður rafhlöðuna á 5 mínútum“

Alveg óvænt kom í ljós að vandamálið er mun auðveldara að leysa. Það er nóg að hita frumuna til að draga verulega úr vandamálinu við að fanga litíumjónir. Því miður olli hærra hitastig minnkun á getu frumunnar engu að síður: þegar hjúpun litíums í rafskautinu var takmörkuð var vandamálið við vöxt passivation lagsins (SEI) ekki leyst.

Ekki með priki, heldur með priki.

Hærra hitastig fyrir stuttan tíma = örugg hleðsla með miklu meiri krafti

Hins vegar tókst vísindamönnum frá nefndri rannsóknarmiðstöð að finna meðalveg. Þeir kölluðu á hann Ósamhverf hitamótunaraðferð... Þeir hita frumefnið í 30 sekúndur í 48 gráður á Celsíus og hlaða það síðan í 10 mínútur svo kerfið virki loksins og hitinn lækkar.

Af hverju tekur það aðeins 10 mínútur að hlaða? Jæja, við 6 C er þetta nægur tími til að hlaða rafhlöðuna upp í 80 prósent af getu hennar. 6 C þýðir aflgjafi:

• 240 kW fyrir Nissan Leaf II
• 400 kW fyrir Hyundai Kona Electric 64 kWst,
• 480 kW fyrir Tesla Model 3.

Þegar það er hlaðið frá 0 til 80 prósentum, krefst þetta mikla afl 10 mínútna niður í hleðslutæki. Hins vegar, ef afhleðsluhraði rafhlöðunnar er lægri (10 prósent, 15 prósent, ...), orkuuppfyllingarferlið tekur jafnvel innan við 10 mínútur!

Kælibúnaður rafhlöðunnar þarf aðeins að tryggja að hitastig rafhlöðunnar fari ekki yfir 50 gráður (rannsakendur segja 53 gráður á Celsíus) til að takmarka hraðann sem passivation lagið verður til. Á sama tíma gerir stuttur hleðslutími það mögulegt að stytta vaxtartímann.

Úrslit? Innan seilingar: hleðsla 200-500 kW og 20-50 ára rafhlöðuending

Vísindamennirnir gátu sannað að NMC622 frumur sem eru meðhöndlaðar á þennan hátt þola 1 hleðslu með 700 C afli og allt að 6 prósenta afkastagetu. 20 hleðslur er ekki mjög áhrifamikið, en ef við keyrum 1 km á ári og rafhlaðan hefur 700 kWh afkastagetu þá er þetta Niðurstöðunni er breytt í 23 ára starf.

Við bætum við að rafhlöður og drægni rafknúinna farartækja fer vaxandi og Pólverjar ferðast venjulega minna en 20 80 kílómetra á ári, sem þýðir að rafgeymirinn ætti að fara niður í 30 prósent á um það bil 50 til XNUMX árum.

> Hérna! Fyrsti rafbíllinn með raunverulegt drægni upp á 600 km er Tesla Model S Long Range.

Warto poczytać: ósamhverfar hitastýring fyrir ofurhraða hleðslu á litíumjónarafhlöðum

Opnunarmynd: rafhúðuð húðun (litíumhúð) á rafskautinu fer eftir hitastigi frumunnar (c) Miðja rafefnamótorsins

Þetta gæti haft áhuga á þér: