Elektrikli araçları 10 dakikada şarj edin. ... ve ısıtma sayesinde daha uzun pil ömrü. Tesla'da iki yıldır vardı, şimdi bilim adamları icat etti
Içerik
Modern lityum iyon hücrelerin, şarj hızı ile hücre bozulması arasında makul bir uzlaşma sağladıklarından, oda sıcaklığında en iyi performansı gösterdiğine inanılmaktadır. Ancak, şarj etmeden önce ısıtmanın şarj gücünü artırmanıza izin verdiği ve pil tüketimini önemli ölçüde etkilemediği ortaya çıktı.
içindekiler
- Bilimsel araştırma ile Tesla'dan mekanizma
- Lityum-iyon pillerle ilgili en büyük sorun, hapsolmuş lityumdur. Ya SEI'de ya da grafitte. Ve daha da az lityum = daha az kapasite
- Kısa süreliğine daha yüksek sıcaklık = çok daha fazla güçle güvenli şarj
- Sonuçlar? Parmaklarınızın ucunda: 200-500 kW şarj ve 20-50 yıl pil ömrü
Tesla, 2017 yılında araçlarına akü ön ısıtma mekanizması eklemişti. düşük sıcaklıklarda. Bunun kışın uçuş menzilini artıracağı ve soğuk havalarda şarjı hızlandıracağı varsayılmıştır. Ancak ısıtma ve soğutma kendi başına özel bir keşif değildi, birçok üretici aktif olarak soğutulan / ısıtılan hücreler veya komple pil paketleri kullanıyor.
> Elektrikli araçlarda piller nasıl soğutulur? [MODEL LİSTESİ]
anahtar çıktı Hücrelere zarar vermeden şarj işlemini hızlandıracak şekilde ısıtma.... Görünüşe göre güncellemeden sonra, şarj cihazının arıza süresini azaltmak için sıcaklığın ne olması gerektiği netleşti. Supercharger'a bağlanmadan önce pil ön ısıtma özelliği (sonunda 2019'da ön ısıtma: yolda pili ısıtmak) Supercharger v3'ün Mart 2019'da piyasaya sürülmesinden bu yana yazılıma kalıcı olarak dahil edilmiştir:
> Tesla Supercharger V3: 270 dakikalık neredeyse 10 km menzil, 250 kW şarj gücü, sıvı soğutmalı kablolar [güncelleme]
Penn State Üniversitesi'ndeki Elektrokimyasal Motorlar Merkezi'ndeki bilim adamları, Tesla'nın haklı olduğunu kanıtladılar. Ve bu demek ki elektrikli arabalar 10 dakikada şarj oluyor z birkaç yüz kilovat kapasiteli i pil kapasitesinin düşmesi konusunda endişelenmeyin onlarca yıl, hücrelerin ısıtıldığı sıcaklık tam olarak seçilene kadar.
Ama en baştan başlayalım:
Lityum-iyon pillerle ilgili en büyük sorun, hapsolmuş lityumdur. Ya SEI'de ya da grafitte. Ve daha da az lityum = daha az kapasite
Genel olarak kabul edilir lityum iyon piller için en uygun çalışma sıcaklığı oda sıcaklığıdır... Bu nedenle, pilin aktif soğutma mekanizmaları, hücrelerin çok fazla ısınmamasını sağlar (sonuçta, nominal 20 santigrat dereceyi korumak her zaman mümkün değildir).
Oda sıcaklığı, pasifleştirici tabakanın - elektrot üzerinde biriken ve lityum iyonlarını bağlayan elektrolitin katılaşmış fraksiyonunun - büyümesini sınırlamanıza izin verir; SEI - ve bir grafit elektrotta lityum iyonlarının hapsedilmesi. Sıcaklıktaki bir artış, her iki işlemin de hızlandığı anlamına gelir. Bunu ilk testlerden sonra görebilirsiniz.
> Tesla Almanya'da tartışmalı. "Otomatik Pilot", "Tam Otonom Sürüş" için
Elektrokimyasal Motorlar Merkezi'ndeki bilim adamları bunu doğruladılar. Elektrikli araçlarda kullanılan lityum iyon hücreler, 50°C'de yalnızca yaklaşık 6 yük tutar. (yani hücre kapasitesinin 6 katı, örneğin 0,2 kWh'lik bir hücre 1,2 kW'lık bir kaynakla şarj edilir, vb.).
Karşılaştırma için aynı bağlantılar:
- kolayca ulaştılar 2C'de 500 şarj (40 kwh akülü araç için 40 kw, 80 kwh akülü araç için 80 kw vb.),
- onlar zaten sürdü 200C'de sadece 4 şarj.
Aynı zamanda, "dayanma" ile orijinal gücün yüzde 20'sinin kaybını kastediyoruz, çünkü terim otomotiv endüstrisinde bu şekilde anlaşılıyor.
Lityum iyon hücreler üzerindeki araştırmacılar, elektrolitlerin bileşimini değiştirerek veya lityum iyonlarının yakalanmasını önlemek için elektrotları çeşitli malzemelerle kaplayarak yıllardır bu sorunu çözmeye çalıştılar. Çünkü pilin kapasitesinden sorumlu olan, pilin içinde hareket eden lityum iyonlarıdır.
> Renault-Nissan, Enevate'e yatırım yapıyor: "Pil 5 dakikada şarj oluyor"
Beklenmedik bir şekilde, sorunun çok daha kolay çözülebileceği ortaya çıktı. Lityum iyonlarını yakalama sorununu önemli ölçüde azaltmak için hücreyi ısıtmak yeterlidir. Ne yazık ki, daha yüksek sıcaklık hücre kapasitesinde bir düşüşe neden oldu: elektrotta lityumun kapsüllenmesi sınırlı olduğunda, pasivasyon katmanının (SEI) büyümesi sorunu çözülmedi.
Sopayla değil, sopayla.
için daha yüksek sıcaklık Kısa bir zaman = çok daha fazla güçle güvenli şarj
Ancak söz konusu araştırma merkezinden bilim adamları bir orta yol bulmayı başardılar. onu aradılar Asimetrik sıcaklık modülasyon yöntemi... Elemanı 30 saniye boyunca 48 santigrat dereceye kadar ısıtırlar ve ardından sistemin nihayet çalışması ve sıcaklığın düşmesi için 10 dakika boyunca şarj ederler.
Neden şarj olması sadece 10 dakika sürüyor? 6 C'de bu, pili kapasitesinin yüzde 80'ine kadar şarj etmek için yeterli bir süre. 6 C güç kaynağı anlamına gelir:
- Nissan Leaf II için 240 kW
- Hyundai Kona Electric 400 kWh için 64 kW,
- Tesla Model 480 için 3 kW.
Yüzde 0'dan yüzde 80'e şarj edildiğinde, bu yüksek güç, 10 dakikalık şarj cihazı kesintisi gerektirir. Ancak, pil deşarj oranı daha düşükse (yüzde 10, yüzde 15, ...), enerji yenileme süreci 10 dakikadan bile kısa sürer!
Pilin soğutma mekanizması, pasifleştirme katmanının oluşturulma hızını sınırlamak için yalnızca pilin sıcaklığının 50 derecenin üzerine çıkmamasını (araştırmacılar 53 santigrat derece diyor) sağlamalıdır. Aynı zamanda kısa şarj süresi, büyüme süresini kısaltmayı mümkün kılar.
Sonuçlar? Parmaklarınızın ucunda: 200-500 kW şarj ve 20-50 yıl pil ömrü
Bilim adamları, bu şekilde işlenen NMC622 hücrelerinin, 1 C'lik bir güçle 700 şarja ve yüzde 6'ya kadar kapasite kaybına dayanabildiğini kanıtlayabildiler. 20 şarj çok etkileyici değil ama yılda 1 km yol yapsak ve pilin kapasitesi 700 kwh olsa bu Sonuç 23 yıllık çalışmaya dönüştü.
Pillerin ve elektrikli araçların menzilinin büyüdüğünü ve Polonyalıların genellikle yılda 20 80 kilometreden daha az yol kat ettiğini, bu da pil kapasitesinin yaklaşık 30 ila 50 yıl içinde yüzde XNUMX'a düşmesi gerektiği anlamına geldiğini ekliyoruz.
> Burada! Gerçek menzili 600 km olan ilk elektrikli araç Tesla Model S Long Range'dir.
Warto poczytać: lityum iyon pillerin ultra hızlı şarjı için asimetrik sıcaklık modülasyonu
Açılış fotoğrafı: hücre sıcaklığına bağlı olarak elektrotun elektrokaplanması (lityum kaplama) (c) Elektrokimyasal motorun merkezi
Bu ilginizi çekebilir:
