Электрлік көліктерді 10 минутта зарядтау. және ... қыздырудың арқасында батареяның қызмет ету мерзімі ұзағырақ. Тесла оны екі жыл бойы ұстады, енді ғалымдар оны ойлап тапты

Заманауи литий-иондық жасушалар бөлме температурасында жақсы жұмыс істейді деп саналады, өйткені олар зарядтау жылдамдығы мен ұяшықтардың деградациясы арасында ақылға қонымды ымыраға мүмкіндік береді. Дегенмен, оларды зарядтау алдында қыздыру зарядтау қуатын арттыруға мүмкіндік береді және батареяны тұтынуға айтарлықтай әсер етпейді.

Мазмұны

• Ғылыми зерттеулермен Tesla-дан құрал
  • Литий-иондық жасушалардың ең үлкен проблемасы - ұсталған литий. SEI немесе графитте. Және одан да аз литий = аз сыйымдылық
  • Қысқа уақытқа жоғары температура = әлдеқайда көп қуатпен қауіпсіз зарядтау
  • Нәтижелер? Сіздің қолыңызда: 200-500 кВт зарядтау және 20-50 жыл батареяның қызмет ету мерзімі

2017 жылы Tesla өз көліктеріне батареяны алдын ала қыздыру механизмін қосты. төмен температурада. Бұл қыста ұшу қашықтығын арттырып, аяз кезінде зарядтауды тездетеді деп болжанған. Дегенмен, жылыту және салқындату өздігінен маңызды емес, көптеген өндірушілер белсенді салқындатылған/қыздырылған ұяшықтарды немесе жинақталған батарея жинақтарын пайдаланады.

> Электрлік көліктердегі аккумуляторлар қалай салқындатылады? [ҮЛГІЛЕР ТІЗІМІ]

Кілт шықты Жасушаларға зақым келтірместен зарядтау процесін жылдамдату үшін қыздыру.. Жаңартқаннан кейін зарядтағыштың тоқтап қалуын азайту үшін температура қандай болуы керек екені белгілі болды. Supercharger құрылғысына қосу алдында батареяны жылыту функциясы (алдын ала қыздыру, сайып келгенде, 2019 жылы: батареяны жолда жылыту) 3 жылдың наурызында Supercharger v2019 премьерасынан бері бағдарламалық құралға біржола енгізілген:

> Tesla Supercharger V3: 270 минутта 10 км-ге жуық қашықтық, 250 кВт зарядтау қуаты, сұйық салқындатылған кабельдер [Жаңарту]

Пенсильвания мемлекеттік университетінің электрохимиялық қозғалтқыштар орталығының ғалымдары Тесланың дұрыстығын дәлелдеді. Және бұл білдіреді электромобильдер 10 минутта зарядталады z бірнеше жүз киловатт i батарея сыйымдылығының нашарлауы туралы алаңдамаңыз ондаған жылдар, жасушалар қыздырылатын температура дәл таңдалғанға дейін.

Бірақ басынан бастайық:

Литий-иондық жасушалардың ең үлкен проблемасы - ұсталған литий. SEI немесе графитте. Және одан да аз литий = аз сыйымдылық

Бұл жалпы қабылданған литий-иондық жасушалар үшін оңтайлы жұмыс температурасы бөлме температурасы болып табылады. Сондықтан батареяны салқындатудың белсенді механизмдері ұяшықтардың тым көп қызып кетпеуін қамтамасыз етеді (ақыр соңында, номиналды 20 градус Цельсийді сақтау әрдайым мүмкін емес).

Бөлме температурасы пассивтеуші қабаттың өсуін тежеуге мүмкіндік береді - электролиттің қатып қалған фракциясы, ол электродта жиналып, литий иондарын байланыстырады; SEI - және графит электродында литий иондарын қамау. Температураның жоғарылауы екі процестің де жеделдетілгенін білдіреді. Мұны бастапқы сынақтардан кейін көруге болады.

> Германияда Tesla даулы. «Автопилот», «Толық автономды жүргізу» үшін

Мұны электрохимиялық қозғалтқыштар орталығының ғалымдары растады Электрлік көліктерде қолданылатын литий-ионды жасушалар 50°C температурада тек 6 зарядқа жетеді. (яғни ұяшық сыйымдылығынан 6 есе жоғары, мысалы, 0,2 кВт-сағ ұяшық 1,2 кВт көзден зарядталады және т.б.).

Салыстыру үшін бірдей сілтемелер:

• олар оңай жетті 2С температурада 500 заряд (40 кВт/сағ аккумуляторы бар автомобиль үшін 40 кВт, 80 кВт/сағ аккумуляторы бар автомобиль үшін 80 кВт және т.б.),
• олар әлдеқашан созылды 200С температурасында тек 4 заряд.

Сонымен бірге, «төзім» дегенде біз бастапқы қуаттың 20 пайызын жоғалтуды айтамыз, өйткені бұл термин автомобиль өнеркәсібінде осылай түсініледі.

Литий-иондық жасушаларды зерттеушілер бұл мәселені жылдар бойы электролиттердің құрамын өзгерту арқылы немесе литий иондарын басып алмау үшін электродтарды әртүрлі материалдармен жабу арқылы шешуге тырысты. Өйткені батареяда қозғалатын литий иондары оның сыйымдылығына жауап береді.

> Renault-Nissan Enevate-ге инвестиция салады: «Батареяны 5 минутта зарядтау»

Күтпеген жерден мәселені әлдеқайда оңай шешуге болатыны белгілі болды. Литий иондарын ұстау мәселесін айтарлықтай азайту үшін жасушаны жылыту жеткілікті. Өкінішке орай, жоғары температура бәрібір ұяшық сыйымдылығының төмендеуіне әкелді: электродтағы литий инкапсуляциясы шектелген кезде, пассивтендіру қабатының (SEI) өсу мәселесі шешілмеді.

Таяқпен емес, таяқпен.

үшін жоғары температура аз уақыт = әлдеқайда көп қуатпен қауіпсіз зарядтау

Дегенмен, аталған ғылыми орталықтың ғалымдары орта жолды таба білді. Олар оны шақырды Температураны ассиметриялық модуляциялау әдісі. Олар ұяшықты 30 секундтан 48 градус Цельсийге дейін қыздырады, содан кейін жүйені іске қосу және температураны төмендету үшін оны 10 минут бойы зарядтайды.

Неліктен зарядтау үшін бар болғаны 10 минут кетеді? 6 градус температурада бұл батареяны сыйымдылығының 80 пайызына дейін зарядтауға жеткілікті уақыт. 6 C қуат көзін білдіреді:

• Nissan Leaf II үшін 240 кВт
• Hyundai Kona Electric үшін 400 кВт 64 кВт/сағ,
• Tesla Model 480 үшін 3 кВт.

0-ден 80 пайызға дейін зарядтау кезінде бұл жоғары қуат зарядтағыштың 10 минут бос тұру уақытын қажет етеді. Дегенмен, батареяның зарядсыздану жылдамдығы төмен болса (10 пайыз, 15 пайыз, ...), энергияны толтыру процесі тіпті 10 минуттан аз уақытты алады!

Батареяны салқындату механизмі пассивация қабатының жиналу жылдамдығын шектеу үшін батареяның температурасы 50 градустан (зерттеушілер Цельсий бойынша 53 градус) көтерілмеуін қамтамасыз етуі керек. Сонымен қатар, зарядтау уақыты қысқа болуы өсу кезеңін қысқартады.

Нәтижелер? Сіздің қолыңызда: 200-500 кВт зарядтау және 20-50 жыл батареяның қызмет ету мерзімі

Ғалымдар осылай өңделген NMC622 ұяшықтары 1 С қуаты бар 700 зарядқа және сыйымдылықтың 6 пайызға дейін жоғалуына төтеп бере алатынын дәлелдей алды. 20 заряд өте әсерлі емес, бірақ біз жылына 1 км жүрсек және аккумулятордың сыйымдылығы 700 кВт сағ болса, бұл Нәтиже 23 жылдық қызметке айналды.

Электр көліктерінің аккумуляторлары мен ауқымы өсіп келе жатқанын және поляктар әдетте жылына 20-80 шақырымнан аз жүретінін қосыңыз, бұл батарея сыйымдылығы шамамен 30-50 жылда XNUMX пайызға дейін төмендеуі керек дегенді білдіреді.

> Мұнда! 600 км нақты қашықтығы бар алғашқы электр көлігі - Tesla Model S Long Range.

Warto poczytać: литий-ионды батареяларды өте жылдам зарядтауға арналған асимметриялық температура модуляциясы

Ашылу суреті: ұяшық температурасына байланысты электродты лакпен қаптау (литий жабыны) (c) Электрохимиялық қозғалтқыштың орталығы

Бұл сізді қызықтыруы мүмкін: