Батерии за хибридни и електрични возила

Во нашата претходна статија, разговаравме за батеријата како извор на електрична енергија, потребна првенствено за стартување автомобил, но и за релативно краткорочно работење на електрична опрема. Сепак, сосема различни барања се наметнуваат на својствата на батериите што се користат во областа на придвижување на големи мобилни уреди, во нашиот случај, хибридни возила и електрични возила. Потребна е многу поголема количина на складирана енергија за напојување на возилото и треба да се складира некаде. Во класичен автомобил со мотор со внатрешно согорување, се складира во резервоарот во форма на бензин, дизел или ТНГ. Во случај на електричен автомобил или хибриден автомобил, тој се чува во батерии, што може да се опише како главен проблем на електричниот автомобил.

Тековните акумулатори можат да складираат малку енергија, додека се прилично обемни, тешки, а во исто време, за нивно максимално надополнување, потребни се неколку часа (обично 8 или повеќе). Спротивно на тоа, конвенционалните возила со мотори со внатрешно согорување можат да складираат голема количина енергија во споредба со батериите во мало куќиште, под услов да се наполни само една минута, можеби и две. За жал, проблемот со складирање електрична енергија ги мачи електричните возила уште од нивното основање, и покрај непобитниот напредок, нивната енергетска густина потребна за напојување на возилото е с уште многу мала. Во следните редови, заштеда на е -пошта willе разговараме за енергијата подетално и ќе се обидеме да ја приближиме реалната реалност на автомобилите со чист електричен или хибриден погон. Постојат многу митови околу овие „електронски автомобили“, па затоа не боли да ги погледнете подетално предностите или недостатоците на таквите погони.

За жал, бројките дадени од производителите се исто така многу сомнителни и се прилично теоретски. На пример, Kia Venga содржи електричен мотор со моќност од 80 kW и вртежен момент од 280 Nm. Моќта се снабдува со литиум-јонски батерии со капацитет од 24 kWh, проценетиот опсег на Kia Vengy EV според производителот е 180 km. Капацитетот на батериите ни кажува дека, целосно наполнети, тие можат да обезбедат потрошувачка на мотор од 24 kW, или да нахранат потрошувачка од 48 kW за половина час итн. Едноставна повторна пресметка, а ние нема да можеме да извозиме 180 km . Ако сакаме да размислуваме за таков опсег, тогаш би требало да возиме во просек 60 km/h околу 3 часа, а моќноста на моторот би била само десетина од номиналната вредност, односно 8 kW. Со други зборови, со навистина внимателно (внимателно) возење, каде што речиси сигурно ќе ја користите сопирачката при работа, ваквото возење е теоретски возможно. Се разбира, ние не размислуваме за вклучување на разни електрични додатоци. Секој веќе може да замисли какво самоодрекување во споредба со класичен автомобил. Во исто време, во класичната Venga точите 40 литри дизел гориво и возите стотици и стотици километри без ограничувања. Зошто е тоа така? Ајде да се обидеме да споредиме колку од оваа енергија и колку тежина може да издржи класичен автомобил во резервоарот, а колку електричен автомобил во батериите - прочитајте повеќе ТУКА.

Неколку факти од хемијата и физиката

• калориска вредност на бензинот: 42,7 МЈ / кг,
• калориска вредност на дизел гориво: 41,9 МЈ / кг,
• бензин густина: 725 кг / м3,
• густина на маслото: 840 кг / м3,
• Ouул (Ј) = [кг * м2 / с2],
• Ват (Ш) = [Ј / с],
• 1 MJ = 0,2778 kWh.

Енергијата е способност за работа, мерена во џули (J), киловат часови (kWh). Работата (механичка) се манифестира со промена на енергијата за време на движењето на телото, ги има истите единици како и енергијата. Моќноста ја изразува количината на извршена работа по единица време, а основната единица е вати (W).

Специфична моќ на извори на енергија

Енергетски ресурс	Калорична вредност / кг густина	Калорична вредност / l Енергија / l	Енергија / кг
бензин	42,7 МЈ / кг 725 кг / м3	30,96 MJ / l 8,60 kWh / l	11,86 kWh / kg
нафта	41,9 МЈ / кг 840 кг / м3	35,20 MJ / l 9,78 kWh / l	11,64 kWh / kg
Li-ion батерија (Audi R8 e-tron)	42 kWh 470 кг		0,0893 kWh / kg

Од горенаведеното е јасно дека, на пример, со калориска вредност од 42,7 MJ / kg и густина од 725 kg / m3, бензинот нуди енергија од 8,60 kWh за литар или 11,86 kWh за килограм. Ако ги изградиме тековните батерии што сега се инсталирани во електрични возила, на пример, литиум-јонски, нивниот капацитет е помал од 0,1 kWh за килограм (за едноставност, ќе разгледаме 0,1 kWh). Конвенционалните горива обезбедуваат над сто пати повеќе енергија за иста тежина. Understandе разберете дека ова е огромна разлика. Ако го поделиме на мали, на пример, Chevrolet Cruze со батерија од 31 kWh носи енергија што може да се смести во помалку од 2,6 кг бензин или, ако сакате, околу 3,5 литри бензин.

Можете да кажете како е можно воопшто да стартува електричен автомобил, а не дека сепак ќе има повеќе од 100 километри енергија. Причината е едноставна. Електричниот мотор е многу поефикасен во однос на претворање на складираната енергија во механичка енергија. Обично, треба да има ефикасност од 90%, додека ефикасноста на моторот со внатрешно согорување е околу 30% за бензински мотор и 35% за дизел мотор. Затоа, за да се обезбеди истата моќност на електричниот мотор, доволно е со многу помала резерва на енергија.

Лесна употреба на индивидуални дискови

По евалуацијата на поедноставената пресметка, се претпоставува дека можеме да добиеме приближно 2,58 kWh механичка енергија од литар бензин, 3,42 kWh од литар дизел гориво и 0,09 kWh од килограм литиум-јонска батерија. Значи разликата не е повеќе од стократно, туку само околу триесет пати. Ова е најдобрата бројка, но сепак не е навистина розова. На пример, размислете за спортскиот Audi R8. Неговите целосно наполнети батерии, тешки 470 kg, имаат енергетски еквивалент од 16,3 литри бензин или само 12,3 литри дизел гориво. Или, ако имавме Audi A4 3,0 TDI со капацитет на резервоар од 62 литри дизел гориво и сакаме да го имаме истиот опсег на чист погон на батерии, ќе ни требаат приближно 2350 kg батерии. Досега, овој факт не му дава на електричниот автомобил многу светла иднина. Сепак, нема потреба да се фрла пушка на 'ржта, бидејќи притисокот за развој на такви „е-автомобили“ ќе биде симнат од безмилосното зелено лоби, па без разлика дали тоа им се допаѓа или не на производителите на автомобили, тие мора да произведат нешто „зелено“. " “. Дефинитивна замена за чисто електричен погон се таканаречените хибриди, кои комбинираат мотор со внатрешно согорување со електричен мотор. Во моментов најпознати се, на пример, Toyota Prius (Auris HSD со истата хибридна технологија) или Honda Inside. Сепак, нивниот чисто електричен опсег е сè уште за смеење. Во првиот случај, околу 2 км (во најновата верзија на Plug In е зголемен „на“ 20 км), а во вториот, Хонда дури и не тропа на чисто електричен погон. Досега, ефективноста што се добива во пракса не е толку чудесна како што сугерира масовното рекламирање. Реалноста покажа дека можат да ги обојат со секое сино движење (економија) најмногу со конвенционална технологија. Предноста на хибридната централа лежи главно во економичноста на гориво при возење во град. Audi неодамна изјави дека во моментов е потребно само да се намали телесната тежина за да се постигне, во просек, истата економичност на горивото што некои брендови ја постигнуваат со инсталирање на хибриден систем во автомобилот. Дека ова не е крик во темнина докажуваат и новите модели на некои автомобили. На пример, неодамна претставената седма генерација на Volkswagen Golf користи полесни компоненти за учење и во пракса всушност троши помалку гориво од претходно. Јапонскиот производител на автомобили Mazda зазеде слична насока. И покрај овие тврдења, развојот на хибриден погон со „долг дострел“ продолжува. Како пример ќе го споменам Opel Ampera и парадоксално моделот од Audi A1 e-tron.

Лесна употреба на индивидуални дискови

Енергетски ресурс	Ефикасност на моторот	Ефективна енергија / л	Ефективна енергија / кг
бензин	0,30	2,58 kWh / l	3,56 kWh / kg
нафта	0,35	3,42 kWh / l	4,07 kWh / kg
Литиум-јонски батерии	0,90	-	ДОБРО. 0,1 kWh / kg

Opel Ampera

Иако Opel Ampera често се претставува како електричен автомобил, тој всушност е хибриден автомобил. Покрај електричниот мотор, Ампер користи и 1,4-литарски мотор со внатрешно согорување од 63 kW. Меѓутоа, овој бензински мотор не ги вози директно тркалата, туку делува како генератор во случај кога батериите ќе останат без струја. енергија. Електричниот дел е претставен со електричен мотор со моќност од 111 kW (150 КС) и вртежен момент од 370 Nm. Напојувањето се напојува со 220 литиумски ќелии во облик на Т. Тие имаат вкупна моќност од 16 kWh и тежина од 180 кг. Овој електричен автомобил може да помине 40-80 километри со чисто електричен погон. Ова растојание е често доволно за целодневно градско возење и значително ги намалува трошоците за работа бидејќи градскиот сообраќај бара значителна потрошувачка на гориво во случај на мотори со согорување. Батериите можат да се полнат и од стандарден штекер, а кога се комбинираат со мотор со внатрешно согорување, опсегот на Ампера се протега на многу респектабилни петстотини километри.

Ауди и електрони А1

Audi, кој претпочита класичен погон со понапредна технологија отколку технички многу баран хибриден погон, претстави интересен хибриден автомобил A1 e-tron пред повеќе од две години. Литиум-јонските батерии со капацитет од 12 kWh и тежина од 150 kg се полнат со мотор Ванкел како дел од генератор кој ја користи енергијата во форма на бензин складиран во резервоар од 254 литри. Моторот има волумен од 15 кубни метри. cm и генерира 45 kW/h ел. енергија. Електричниот мотор има моќност од 75 kW и може да произведе до 0 kW моќност за кратко време. Забрзувањето од 100 до 10 е околу 130 секунди и максимална брзина од околу 50 км на час. По исцрпувањето на е. енергијата дискретно се активира од ротациониот мотор со внатрешно согорување и ја полни електричната енергија. енергија за батерии. Вкупниот опсег со целосно наполнети батерии и 12 литри бензин е околу 250 km со просечна потрошувачка од 1,9 литри на 100 km. Работната тежина на возилото е 1450 кг. Ајде да погледнеме едноставна конверзија за да видиме во директна споредба колку енергија е скриена во резервоар од 12 литри. Претпоставувајќи ја ефикасноста на модерен Wankel мотор од 30%, тогаш 70 kg од него, заедно со 9 kg (12 L) бензин, е еквивалентно на 31 kWh енергија складирана во батериите. Значи 79 kg мотор и резервоар = 387,5 kg батерии (пресметано во тежините на Audi A1 e-Tron). Ако сакаме да го зголемиме резервоарот за гориво за 9 литри, веќе ќе имаме на располагање 62 kWh енергија за напојување на автомобилот. Така би можеле да продолжиме. Но, тој мора да има еден улов. Веќе нема да биде „зелен“ автомобил. Така и овде јасно се гледа дека електричниот погон е значително ограничен од густината на моќноста на енергијата складирана во батериите.

Особено, повисоката цена, како и високата тежина, доведоа до фактот дека хибридниот погон во Audi постепено избледува во втор план. Сепак, тоа не значи дека развојот на хибридни автомобили и електрични возила во Audi е целосно амортизиран. Неодамна се појавија информации за новата верзија на моделот A1 e-tron. Во споредба со претходниот, ротациониот мотор/генератор е заменет со 1,5-литарски трицилиндричен турбо мотор од 94 kW. Употребата на класичната единица за внатрешно согорување беше принудена од Audi главно поради тешкотиите поврзани со овој менувач, а новиот трицилиндричен мотор е дизајниран не само да ги полни батериите, туку и да работи директно со погонските тркала. Батериите на Sanyo имаат идентична моќност од 12 kWh, а опсегот на чисто електричниот погон е малку зголемен на приближно 80 километри. Audi вели дека надградениот A1 e-tron треба да биде во просек еден литар на сто километри. За жал, овој трошок има една финта. За хибридни возила со продолжен опсег на чисто електричен опсег. диск користи интересна техника за пресметување на конечниот проток. Таканаречената потрошувачка се игнорира. полнење гориво од мрежата за полнење на батериите, како и крајната потрошувачка l / 100 km, ја зема предвид само потрошувачката на бензин за последните 20 km возење, кога има струја. полнење на батеријата. Со многу едноставна пресметка, можеме да го пресметаме ова ако батериите биле соодветно испразнети. возевме откако снема струја. енергија од чисто бензински батерии, како резултат на тоа, потрошувачката ќе се зголеми пет пати, односно 5 литри бензин на 100 км.

Ауди А1 е-трон II. генерација

Проблеми со складирање електрична енергија

Прашањето за складирање енергија е старо колку и самата електротехника. Првите извори на електрична енергија беа галванските ќелии. По кратко време беше откриена можноста за реверзибилен процес на акумулација на електрична енергија во галвански секундарни ќелии - батерии. Првите користени батерии биле оловните батерии, по кратко време никел-железо и малку подоцна никел-кадмиум, а нивната практична употреба траела повеќе од сто години. Исто така, треба да се додаде дека, и покрај интензивните светски истражувања во оваа област, нивниот основен дизајн не е многу променет. Со користење на нови производствени технологии, подобрување на својствата на основните материјали и користење на нови материјали за сепаратори на ќелии и садови, беше можно малку да се намали специфичната тежина, да се намали само-празнењето на ќелиите и да се зголеми удобноста и безбедноста на операторот. но тоа е за тоа. Најзначајниот недостаток, т.е. Остана многу неповолен однос на количината на складирана енергија со тежината и волуменот на батериите. Затоа, овие батерии се користеа главно во статични апликации (резервни напојувања во случај да не успее главното напојување итн.). Батериите се користеа како извор на енергија за влечните системи, особено на железницата (транспортни колички), каде што големата тежина и значителните димензии исто така не пречеа премногу.

Напредок во складирањето енергија

Сепак, потребата за развој на клетки со мали капацитети и димензии во ампер часови е зголемена. Така, беа формирани алкални примарни ќелии и запечатени верзии на никел-кадмиум (NiCd), а потоа никел-метал хидрид батерии (NiMH). За енкапсулација на клетките, беа избрани истите форми и големини на ракавите како и за досегашните конвенционални примарни клетки од цинк хлорид. Особено, постигнатите параметри на никел-метални хидрид батерии овозможуваат нивно користење, особено во мобилни телефони, лаптопи, рачни погони на алатки итн. Технологијата на производство на овие ќелии се разликува од технологиите што се користат за ќелии со голем капацитет за ампер-часови. Ламеларниот распоред на електродниот систем со големи ќелии се заменува со технологијата на претворање на електродниот систем, вклучувајќи ги и сепараторите, во цилиндричен калем, кој се вметнува и контактира со ќелии со редовна форма во големини ААА, АА, Ц и Д, соодветно. множители од нивната големина. За некои специјални апликации, се произведуваат специјални рамни ќелии.

Предноста на херметичките ќелии со спирални електроди е неколку пати поголемата способност за полнење и празнење со високи струи и односот на релативната густина на енергија со тежината и волуменот на ќелијата во споредба со класичниот дизајн на големи ќелии. Недостаток е повеќе само-празнење и помалку работни циклуси. Максималниот капацитет на една NiMH ќелија е приближно 10 Ah. Но, како и кај другите цилиндри со поголем дијаметар, тие не дозволуваат полнење на премногу високи струи поради проблематична дисипација на топлина, што во голема мера ја намалува употребата кај електричните возила, и затоа овој извор се користи само како помошна батерија во хибриден систем (Toyota Prius 1,3 .XNUMX kWh).

Значителен напредок во областа на складирање енергија е развојот на безбедни литиумски батерии. Литиумот е елемент со висока електрохемиска потенцијална вредност, но исто така е исклучително реактивен во оксидативна смисла, што исто така предизвикува проблеми при користење на литиум метал во пракса. Кога литиумот доаѓа во контакт со атмосферскиот кислород, доаѓа до согорување, кое во зависност од својствата на околината може да има карактер на експлозија. Ова непријатно својство може да се елиминира или со внимателно заштита на површината или со користење на помалку активни соединенија на литиум. Во моментов, најчестите литиум-јонски и литиум-полимерни батерии со капацитет од 2 до 4 Ah во ампер-часови. Нивната употреба е слична на онаа на NiMh и при просечен напон на празнење од 3,2 V, на располагање е 6 до 13 Wh енергија. Во споредба со батериите со никел-метал хидрид, литиумските батерии можат да складираат два до четири пати повеќе енергија за ист волумен. Литиум-јонските (полимерни) батерии имаат електролит во гел или цврста форма и можат да се произведуваат во рамни ќелии тенки колку неколку десетини од милиметар во речиси секоја форма за да одговараат на потребите на соодветната апликација.

Електричниот погон во патнички автомобил може да се направи како главен и единствен (електричен автомобил) или комбиниран, каде што електричниот погон може да биде и доминантен и помошен извор на влечење (хибриден погон). Во зависност од користената варијанта, се разликуваат енергетските барања за работа на возилото и затоа капацитетот на батериите. Кај електричните возила капацитетот на батеријата е помеѓу 25 и 50 kWh, а со хибриден погон е природно помал и се движи од 1 до 10 kWh. Од дадените вредности може да се види дека при напон од една (литиумска) ќелија од 3,6 V, неопходно е да се поврзат ќелиите во серија. За да се намалат загубите во дистрибутивните проводници, инвертерите и намотките на моторот, се препорачува да се избере напон повисок од вообичаеното во вградената мрежа (12 V) за погони - најчесто користените вредности се од 250 до 500 V. денес, литиумските ќелии се очигледно најпогодниот тип. Мора да се признае, тие се уште се многу скапи, особено кога се споредуваат со оловно-киселински батерии. Сепак, тие се многу потешки.

Номиналниот напон на конвенционалните ќелии на литиумски батерии е 3,6 V. Оваа вредност е различна од конвенционалните ќелии од никел-метал хидрид, соодветно. NiCd, кои имаат номинален напон од 1,2 V (или олово - 2 V), што, доколку се користи во пракса, не дозволува заменливост на двата типа. Полнењето на овие литиумски батерии се карактеризира со потребата за многу прецизно одржување на вредноста на максималниот напон за полнење, што бара посебен тип на полнач и, особено, не дозволува употреба на системи за полнење дизајнирани за други видови ќелии.

Главните карактеристики на литиумските батерии

Главните карактеристики на батериите за електрични возила и хибриди може да се земат предвид нивните карактеристики на полнење и празнење.

Карактеристика на полнење 

Процесот на полнење бара регулација на струјата за полнење, контролата на напонот на ќелијата и контролата на тековната температура не може да се прескокне. За литиумските ќелии што се користат денес и кои користат LiCoO2 како катодна електрода, максималната граница на напонот на полнење е 4,20 до 4,22 V по ќелија. Надминување на оваа вредност доведува до оштетување на својствата на ќелијата и, обратно, неуспехот да се достигне оваа вредност значи да не се користи номиналниот капацитет на ќелијата. За полнење, се користи вообичаената IU карактеристика, односно во првата фаза се полни со постојана струја додека не се достигне напон од 4,20 V / ќелија. Струјата за полнење е ограничена на максимално дозволената вредност одредена од производителот на ќелиите, соодветно. опции за полнач. Времето на полнење во првата фаза варира од неколку десетици минути до неколку часа, во зависност од големината на струјата за полнење. Мобилниот напон постепено се зголемува до максимум. вредности од 4,2 V. Како што веќе рековме, овој напон не треба да се надминува поради ризикот од оштетување на ќелијата. Во првата фаза на полнење, 70 до 80% од енергијата се складира во ќелиите, во втората фаза остатокот. Во втората фаза, напонот на полнење се одржува на максимално дозволената вредност, а струјата на полнење постепено се намалува. Полнењето е завршено кога струјата се намали на околу 2-3% од номиналната струја на празнење на ќелијата. Бидејќи максималната вредност на струите за полнење во случај на помали ќелии е исто така неколку пати поголема од струјата на празнење, значителен дел од електричната енергија може да се заштеди во првата фаза на полнење. енергија за релативно многу кратко време (приближно ½ и 1 час). Така, во случај на вонредна состојба, можно е батериите на електрично возило да се полнат доволен капацитет за релативно кратко време. Дури и во случај на литиумски ќелии, акумулираната електрична енергија се намалува по одреден период на складирање. Сепак, ова се случува само по околу 3 месеци застој.

Карактеристики на празнење

Напонот прво брзо се намалува на 3,6-3,0 V (во зависност од големината на струјата на празнење) и останува речиси константен во текот на целиот празнење. По исцрпување на снабдувањето со е-пошта. енергијата исто така многу брзо го намалува напонот на ќелијата. Затоа, празнењето мора да се заврши не подоцна од назначениот напон на празнење од производителот, што е 2,7 до 3,0 В.

Во спротивно, структурата на производот може да се оштети. Процесот на истоварување е релативно лесен за контрола. Ограничено е само со вредноста на струјата и застанува кога ќе се достигне вредноста на конечниот напон на празнење. Единствениот проблем е што својствата на одделните клетки во секвенцијален аранжман никогаш не се исти. Затоа, мора да се внимава напонот на која било ќелија да не падне под конечниот напон на празнење, бидејќи тоа може да го оштети и со тоа да предизвика дефект на целата батерија. Истото треба да се земе предвид при полнење на батеријата.

Споменатиот тип на литиумски клетки со различен катоден материјал, во кој оксидот од кобалт, никел или манган се заменува со фосфидот Li3V2 (PO4) 3, ги елиминира споменатите ризици од оштетување на клетката поради непочитување. поголем капацитет. Исто така, деклариран е нивниот деклариран работен век од околу 2 циклуси на полнење (при 000% празнење) и особено фактот дека кога ќелијата е целосно испразнета, таа нема да се оштети. Предноста е и поголем номинален напон од околу 80 при полнење до 4,2 В.

Од горниот опис, може јасно да се посочи дека литиумските батерии во моментов се единствената алтернатива како што е складирање енергија за возење автомобил наспроти енергијата складирана во фосилно гориво во резервоар за гориво. Секое зголемување на капацитетот на батеријата ќе ја зголеми конкурентноста на овој еко-пријателски погон. Можеме само да се надеваме дека развојот нема да забави, туку, напротив, ќе се движи напред неколку километри.

Примери за возила што користат хибридни и електрични батерии

Тојота Приус е класичен хибрид со мала резерва на енергија на чист електричен погон. возење

Тојота Приус користи батерија NiMH од 1,3 kWh, која првенствено се користи како извор на енергија за забрзување и овозможува да се користи посебен електричен погон за растојание од околу 2 километри на максимум. брзина од 50 км / ч. Верзијата Plug-In веќе користи литиум-јонски батерии со капацитет од 5,4 kWh, што ви овозможува да возите исклучиво на електричен погон на растојание од 14-20 км со максимална брзина. брзина 100 км / ч.

Опел Ампер-хибрид со зголемена резерва на енергија на чиста е-пошта. возење

Електричното возило со продолжен опсег (40-80 км), како што Опел го нарекува Ампер со четири седишта со пет врати, се напојува со електричен мотор кој произведува 111 kW (150 КС) и 370 Nm вртежен момент. Напојувањето се напојува со 220 литиумски ќелии во облик на Т. Тие имаат вкупна моќност од 16 kWh и тежина од 180 кг. Генераторот е 1,4 литарски бензински мотор со моќност од 63 kW.

Mitsubishi и MiEV, Citroën C-Zero, Peugeot iOn-clean el. Автомобили

Литиум-јонски батерии со капацитет од 16 kWh овозможуваат возилото да помине до 150 километри без полнење, измерено во согласност со стандардот NEDC (Нов европски циклус на возење). Високонапонските батерии (330 V) се наоѓаат во внатрешноста на подот и исто така се заштитени со рамката на лулката од оштетување во случај на удар. Тоа е производ на Lithium Energy Japan, заедничко вложување помеѓу Mitsubishi и GS Yuasa Corporation. Вкупно има 88 статии. Електричната енергија за погонот е обезбедена од 330 V литиум-јонска батерија, составена од 88 50 Ah ќелии со вкупен капацитет од 16 kWh. Батеријата ќе се полни од домашен штекер во рок од шест часа, со помош на надворешен брз полнач (125 А, 400 V), батеријата ќе се наполни до 80% за половина час.

Јас самиот сум голем љубител на електрични возила и постојано следам што се случува на овие простори, но реалноста во моментов не е толку оптимистичка. Тоа го потврдуваат и горенаведените информации, кои покажуваат дека животот и на чисто електричните и на хибридните возила не е лесен и често се преправа само игра со бројки. Нивното производство сè уште е многу барано и скапо, а нивната ефикасност е постојано дискутабилна. Главниот недостаток на електричните возила (хибриди) е многу нискиот специфичен капацитет на енергијата складирана во батериите во споредба со енергијата складирана во конвенционалните горива (дизел, бензин, течен нафтен гас, компримиран природен гас). За навистина да се доближи моќта на електричните возила до конвенционалните автомобили, батериите би требало да ја намалат својата тежина за најмалку една десетина. Тоа значи дека споменатиот Audi R8 e-tron морал да складира 42 kWh не во 470 kg, туку во 47 kg. Покрај тоа, времето на полнење би требало значително да се намали. Околу еден час на 70-80% капацитет е уште многу, и не зборувам за 6-8 часа во просек со целосно полнење. Нема потреба да веруваме во срањата за нула производство на електрични возила со CO2. Веднаш да го забележиме фактот дека Енергијата во нашите приклучоци се генерира и од термоелектраните и тие не само што произведуваат доволно CO2. Да не зборуваме за покомплексното производство на ваков автомобил, каде потребата од CO2 за производство е многу поголема отколку во класичен. Не смееме да заборавиме на бројот на компоненти што содржат тешки и токсични материјали и нивното проблематично последователно отстранување.

Со сите споменати и неспомнати минуси, електричниот автомобил (хибрид) исто така има непобитни предности. Во градскиот сообраќај или на пократки растојанија, нивното поекономично функционирање е непобитно, само поради принципот на складирање (обновување) енергија при сопирање, кога кај конвенционалните возила се отстранува при сопирање во форма на отпадна топлина во воздухот, а не за спомнете ја можноста неколку километри возење низ градот за евтино полнење од јавна е-пошта. нето. Ако споредиме чист електричен автомобил и класичен автомобил, тогаш во конвенционален автомобил има мотор со внатрешно согорување, кој сам по себе е прилично сложен механички елемент. Неговата сила мора на некој начин да се пренесе на тркалата, а тоа најчесто се прави преку рачен или автоматски менувач. Сè уште има еден или повеќе диференцијали на патот, понекогаш и погонска осовина и серија оскини. Се разбира, автомобилот исто така треба да забави, моторот треба да се олади и оваа топлинска енергија бескорисно се губи во околината како преостаната топлина. Електричниот автомобил е многу поефикасен и поедноставен - (не важи за хибриден погон, што е многу комплицирано). Електричниот автомобил не содржи менувачи, менувачи, кардани и полушахти, заборавете на моторот напред, назад или во средината. Не содржи радијатор, односно течност за ладење и стартер. Предноста на електричниот автомобил е тоа што може да инсталира мотори директно во тркалата. И одеднаш имате совршен ATV што може да го контролира секое тркало независно од другите. Затоа, со електрично возило нема да биде тешко да се контролира само едно тркало, а исто така е можно да се избере и контролира оптималната распределба на силата за свиоци. Секој од моторите може да биде и сопирачка, повторно целосно независна од другите тркала, која барем дел од кинетичката енергија ја претвора во електрична енергија. Како резултат на тоа, конвенционалните сопирачки ќе бидат подложени на многу помал стрес. Моторите можат да ја произведат максималната достапна моќност речиси во секое време и без одлагање. Нивната ефикасност во претворањето на енергијата складирана во батериите во кинетичка енергија е околу 90%, што е околу три пати поголема од онаа на конвенционалните мотори. Следствено, тие не создаваат толку многу преостаната топлина и не треба да биде тешко да се изладат. Се што ви треба за ова е добар хардвер, контролна единица и добар програмер.

Сума сумарум. Ако електричните автомобили или хибридите се уште поблиску до класичните автомобили со мотори што трошат гориво, тие сепак имаат многу тежок и тежок пат пред нив. Само се надевам дека ова не е потврдено со голем број погрешни бројки или. претеран притисок од службениците. Но, да не очајуваме. Развојот на нанотехнологијата навистина се движи со скокови и граници, и, можеби, чуда ни претстојат во блиска иднина.

На крајот, ќе додадам уште една интересна работа. Веќе постои станица за полнење гориво соларна енергија.

Toyota Industries Corp (TIC) разви соларна станица за полнење електрични и хибридни возила. Станицата е исто така поврзана со електричната мрежа, така што соларните панели од 1,9 kW се најверојатно дополнителен извор на енергија. Користејќи самостоен (соларен) извор на енергија, станицата за полнење може да обезбеди максимална моќност од 110 VAC / 1,5 kW, кога е поврзана со електричната мрежа, нуди максимум 220 VAC / 3,2 kW.

Неискористената електрична енергија од соларните панели се складира во батерии, кои можат да складираат 8,4 kWh за подоцнежна употреба. Исто така, можно е да се снабдува со електрична енергија дистрибутивната мрежа или да се напојуваат додатоци за станици. Штандовите за полнење што се користат на станицата имаат вградена комуникациска технологија способна соодветно да ги идентификува возилата. нивните сопственици користат паметни картички.

Важни услови за батерии

• Моќ - ја означува количината на електрично полнење (количината на енергија) складирана во батеријата. Тој е наведен во ампер часови (Ah) или, во случај на мали уреди, во милиампер часови (mAh). Батеријата од 1 Ah (= 1000 mAh) е теоретски способна да испорачува 1 засилувач за еден час.
• Внатрешен отпор - укажува на способноста на батеријата да обезбеди повеќе или помалку струја на празнење. За илустрација, може да се користат два канистера, еден со помал излез (висок внатрешен отпор), а другиот со поголем (мал внатрешен отпор). Ако решиме да ги испразниме, канистер со помала одводна дупка ќе се празни побавно.
• Номинален напон на батеријата - за никел-кадмиум и никел-метал хидрид батерии, тоа е 1,2 V, олово 2 V и литиум од 3,6 до 4,2 V. За време на работата, овој напон варира во рамките на 0,8 - 1,5 V за никел-кадмиум и никел-метал хидрид батерии, 1,7 - 2,3 V за олово и 3-4,2 и 3,5-4,9 за литиум.
• Струја на полнење, струја на празнење – изразено во ампери (A) или милиампери (mA). Ова е важна информација за практична употреба на предметната батерија за одреден уред. Ги определува и условите за правилно полнење и празнење на батеријата за да може максимално да се искористи нејзиниот капацитет и во исто време да не се уништи.
• Полнење приклучок. крива на празнење - графички ја прикажува промената на напонот во зависност од времето кога се полни или празне батеријата. Кога батеријата е испразнета, обично има мала промена во напонот за приближно 90% од времето на празнење. Затоа, многу е тешко да се одреди моменталната состојба на батеријата од измерениот напон.
• Само-празнење, само-празнење – Батеријата не може постојано да одржува струја. енергија, бидејќи реакцијата на електродите е реверзибилен процес. Наполнетата батерија постепено се празне сама. Овој процес може да трае од неколку недели до месеци. Во случај на оловно-киселински батерии, ова е 5-20% месечно, за никел-кадмиумски батерии - околу 1% од електричното полнење дневно, во случај на батерии никел-метал хидрид - околу 15-20% на месец, а литиумот губи околу 60%. капацитет за три месеци. Само-празнењето зависи од температурата на околината, како и од внатрешниот отпор (батериите со поголем внатрешен отпор се испуштаат помалку) и секако важен е дизајнот, употребените материјали и изработката.
•  Батерија (комплети) – Само во исклучителни случаи батериите се користат поединечно. Обично тие се поврзани во комплет, скоро секогаш поврзани во серија. Максималната струја на таков сет е еднаква на максималната струја на поединечна ќелија, номиналниот напон е збир од номиналните напони на поединечните ќелии.
•  Акумулација на батерии.  Нова или неискористена батерија треба да подлежи на еден, но по можност на неколку (3-5) циклуси на бавно целосно полнење и бавно празнење. Овој бавен процес ги поставува параметрите на батеријата на саканото ниво.
•  Меморијален ефект – Ова се случува кога батеријата е наполнета и испразнета на исто ниво со приближно константна, не премногу голема струја и не треба да има целосно полнење или длабоко празнење на ќелијата. Овој несакан ефект влијаеше на NiCd (минимално и на NiMH).