Полнете ги електричните возила за 10 минути. и подолго траење на батеријата благодарение на ... греењето. Тесла го имаше две години, сега научниците го измислија

Се верува дека модерните литиум-јонски ќелии најдобро функционираат на собна температура, бидејќи обезбедуваат разумен компромис помеѓу брзината на полнење и деградацијата на ќелијата. Сепак, излегува дека нивното загревање пред полнење ви овозможува да ја зголемите моќноста на полнењето и не влијае значително на потрошувачката на батеријата.

Содржина

• Механизам од Тесла со научни истражувања
  • Најголемиот проблем со литиум-јонските ќелии е заробениот литиум. Или во SEI или графит. А уште помалку литиум = помал капацитет
  • Повисока температура за кратко време = безбедно полнење со многу поголема моќност
  • Резултати? На дофат на раката: полнење 200-500 kW и 20-50 години траење на батеријата

Tesla додаде механизам за предзагревање на батериите на своите возила во 2017 година. на ниски температури. Се претпоставуваше дека тоа ќе го зголеми опсегот на летот во зима и ќе го забрза полнењето за време на студено време. Сепак, греењето и ладењето само по себе не беше посебно откритие, многу производители користат активно ладени/загреани ќелии или комплетни батерии.

> Како се ладат батериите во електричните возила? [СПИСОК НА МОДЕЛИ]

Клучот испадна Греење на таков начин што ќе го забрза процесот на полнење без да ги оштети ќелиите.... Се чини дека по ажурирањето стана јасно која треба да биде температурата за да се намали времето на застој на полначот. Функцијата за претходно загревање на батеријата пред да се поврзете со суперполначот (пред-греење на крајот во 2019 година: загревање на батеријата на пат) е трајно вклучена во софтверот откако Supercharger v3 беше премиерно прикажан во март 2019 година:

> Tesla Supercharger V3: 270-минутен опсег од речиси 10 km, моќност на полнење од 250 kW, кабли со течно ладење [ажурирање]

Научниците од Центарот за електрохемиски мотори на Универзитетот Пен Стејт само што докажаа дека Тесла бил во право. И тоа значи електричните автомобили се полнат за 10 минути z со капацитет од неколку стотици киловати i не грижете се за намалување на капацитетот на батеријата со децении, додека не се избере точно температурата на која се загреваат ќелиите.

Но, да почнеме од самиот почеток:

Најголемиот проблем со литиум-јонските ќелии е заробениот литиум. Или во SEI или графит. А уште помалку литиум = помал капацитет

Се верува дека оптималната работна температура за литиум-јонските ќелии е собна температура... Затоа, механизмите на активно ладење на батеријата обезбедуваат ќелиите да не се прегреат премногу (на крајот на краиштата, не е секогаш можно да се задржат номиналните 20 степени Целзиусови).

Собната температура ви овозможува да го ограничите растот на пасивирачкиот слој - зацврстената фракција на електролитот, кој се акумулира на електродата и ги врзува јоните на литиум; SEI - и затворање на јони на литиум во графитна електрода. Зголемувањето на температурата значи дека двата процеси се забрзани. Ова можете да го видите по првичните тестови.

> Тесла е спорен во Германија. За „автопилот“, „целосно автономно возење“

Научниците од Центарот за електрохемиски мотори го потврдија тоа Литиум-јонските ќелии што се користат во електричните возила држат само околу 50 полнења на 6 ° C. (т.е. 6 пати повеќе од капацитетот на ќелијата, на пример, ќелија од 0,2 kWh се полни со извор од 1,2 kW, итн.).

За споредба, истите линкови:

• лесно стигнаа 2 полнења на 500C (за автомобил со батерија од 40 kWh е 40 kW, за автомобил со батерија од 80 kWh е 80 kW, итн.)
• тие веќе траеја само 200 полнења на 4C.

Во исто време, под „издржи“ мислиме на загуба од 20 проценти од првобитната моќност, бидејќи вака се подразбира поимот во автомобилската индустрија.

Истражувачите на литиум-јони долги години се обидуваат да го решат овој проблем со промена на составот на електролитите или со обложување на електродите со разни материјали за да спречат заробување на јони на литиум. Бидејќи токму јоните на литиум кои се движат во батеријата се одговорни за нејзиниот капацитет.

> Renault-Nissan инвестира во Enevate: „Полнење на батеријата за 5 минути“

Сосема неочекувано, се покажа дека проблемот може да се реши многу полесно. Доволно е да се загрее ќелијата за значително да се намали проблемот со заробувањето на литиумските јони. За жал, повисоката температура сепак предизвика намалување на капацитетот на ќелијата: кога инкапсулацијата на литиум во електродата беше ограничена, проблемот со растот на слојот за пасивација (SEI) не беше решен.

Не со стап, туку со стап.

Повисока температура за кратко време = безбедно полнење со многу поголема моќност

Сепак, научниците од споменатиот истражувачки центар успеаја да најдат средина. Му се јавија Метод на асиметрична температурна модулација... Тие го загреваат елементот 30 секунди до 48 степени Целзиусови, а потоа го полнат 10 минути за конечно системот да работи и температурата да падне.

Зошто се полни само 10 минути? Па, на 6 C, ова е доволно време за полнење на батеријата до 80 проценти од нејзиниот капацитет. 6 C значи напојување:

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

Кога се полни од 0 до 80 проценти, оваа висока моќност бара 10 минути прекин на полначот. Меѓутоа, ако стапката на празнење на батеријата е помала (10 проценти, 15 проценти, ...), процесот на надополнување на енергија трае дури и помалку од 10 минути!

Механизмот за ладење на батеријата треба само да се погрижи температурата на батеријата да не се искачи над 50 степени (истражувачите велат дека е 53 степени Целзиусови) за да ја ограничи брзината со која се создава слојот на пасивација. Во исто време, краткото време на полнење овозможува да се скрати периодот на раст.

Резултати? На дофат на раката: полнење 200-500 kW и 20-50 години траење на батеријата

Научниците успеаја да докажат дека ќелиите NMC622 третирани на овој начин можат да издржат 1 полнење со моќност од 700 C и губење до 6 проценти од капацитетот. 20 полнења не се многу импресивни, но ако возиме 1 km годишно и батеријата има капацитет од 700 kWh, ова е Резултатот се трансформира во 23 години работа.

Додаваме дека батериите и опсегот на електрични возила растат, а Полјаците обично патуваат помалку од 20 80 километри годишно, што значи дека капацитетот на батериите треба да се намали на 30 проценти за околу 50 до XNUMX години.

> Еве! Првото електрично возило со реален домет од 600 километри е Tesla Model S Long Range.

Warto poczytać: асиметрична температурна модулација за ултра брзо полнење на литиум-јонски батерии

Фотографија за отворање: галванизација (литиумска обвивка) на електродата во зависност од температурата на ќелијата (в) Центар на електрохемискиот мотор

Ова може да ве интересира: