Karikoni automjetet elektrike në 10 minuta. dhe jetëgjatësi më e gjatë e baterisë falë ... ngrohjes. Tesla e kishte për dy vjet, tani shkencëtarët e shpikën

Besohet se qelizat moderne të litium-jonit performojnë më mirë në temperaturën e dhomës, pasi ato ofrojnë një kompromis të arsyeshëm midis shpejtësisë së karikimit dhe degradimit të qelizave. Sidoqoftë, rezulton se ngrohja e tyre para karikimit ju lejon të rritni fuqinë e karikimit dhe nuk ndikon ndjeshëm në konsumin e baterisë.

Përmbajtje

• Mekanizëm nga Tesla me kërkime shkencore
  • Problemi më i madh me qelizat litium-jonike është litiumi i bllokuar. Ose në SEI ose grafit. Dhe akoma më pak litium = më pak kapacitet
  • Temperatura më e lartë për një kohë të shkurtër = karikim i sigurt me shumë më tepër fuqi
  • Rezultatet? Në majë të gishtave: 200-500 kW karikim dhe 20-50 vjet jetëgjatësi baterie

Tesla shtoi një mekanizëm para-ngrohjeje të baterive në automjetet e saj në 2017. në temperatura të ulëta. Supozohej se kjo do të rriste diapazonin e fluturimit në dimër dhe do të përshpejtonte karikimin gjatë motit të ftohtë. Sidoqoftë, ngrohja dhe ftohja në vetvete nuk ishte një zbulim i veçantë, shumë prodhues përdorin qeliza të ftohura / të ngrohura në mënyrë aktive ose paketa të plota baterish.

> Si ftohen bateritë në automjetet elektrike? [LISTA E MODELIT]

Çelësi doli Ngrohja në mënyrë të tillë që të përshpejtojë procesin e karikimit pa dëmtuar qelizat.... Duket se pas përditësimit u bë e qartë se cila duhet të jetë temperatura për të zvogëluar kohën e ndërprerjes në karikues. Funksioni i parangrohjes së baterisë përpara lidhjes me Supercharger (parangrohja përfundimisht në 2019: ngrohja e baterisë gjatë rrugës) është përfshirë përgjithmonë në softuer që kur Supercharger v3 u shfaq premierë në mars 2019:

> Tesla Supercharger V3: Gama 270-minutëshe prej pothuajse 10 km, fuqi karikimi 250 kW, kabllo me ftohje të lëngshme [përditësim]

Shkencëtarët në Qendrën për Motorët Elektrokimikë në Universitetin Penn State sapo dëshmuan se Tesla kishte të drejtë. Dhe kjo do të thotë makinat elektrike karikohen në 10 minuta z me një kapacitet prej disa qindra kilovatësh i mos u shqetësoni për degradimin e kapacitetit të baterisë për dekada, derisa të zgjidhet saktësisht temperatura në të cilën nxehen qelizat.

Por le të fillojmë nga fillimi:

Problemi më i madh me qelizat litium-jonike është litiumi i bllokuar. Ose në SEI ose grafit. Dhe akoma më pak litium = më pak kapacitet

Besohet se temperatura optimale e funksionimit për qelizat litium-jonike është temperatura e dhomës... Prandaj, mekanizmat e ftohjes aktive të baterisë sigurojnë që qelizat të mos mbinxehen shumë (në fund të fundit, nuk është gjithmonë e mundur të ruhet nominale 20 gradë Celsius).

Temperatura e dhomës ju lejon të frenoni rritjen e shtresës pasivizuese - fraksioni i ngurtësuar i elektrolitit, i cili grumbullohet në elektrodë dhe lidh jonet e litiumit; SEI - dhe burgimi i joneve të litiumit në një elektrodë grafiti. Një rritje e temperaturës do të thotë që të dy proceset janë përshpejtuar. Ju mund ta shihni këtë pas testeve fillestare.

> Tesla është e diskutueshme në Gjermani. Për "Autopilot", "Drejtim plotësisht autonom"

Shkencëtarët në Qendrën për Motorët Elektrokimikë e kanë verifikuar këtë Qelizat litium-jonike të përdorura në automjetet elektrike mbajnë vetëm rreth 50 ngarkesa në 6 ° C. (d.m.th. 6 herë më shumë se kapaciteti i qelizës, për shembull, një qelizë 0,2 kWh ngarkohet me një burim 1,2 kW, etj.).

Për krahasim, të njëjtat lidhje:

• arritën lehtësisht 2 karikim në 500C (për një makinë me bateri 40 kWh është 40 kW, për një makinë me bateri 80 kWh është 80 kW, etj.)
• kanë zgjatur tashmë vetëm 200 karikim në 4C.

Në të njëjtën kohë, me "përballë" nënkuptojmë një humbje prej 20 për qind të fuqisë origjinale, sepse kështu kuptohet termi në industrinë e automobilave.

Studiuesit e joneve të litiumit janë përpjekur për shumë vite ta zgjidhin këtë problem duke ndryshuar përbërjen e elektroliteve ose duke i veshur elektrodat me materiale të ndryshme për të parandaluar bllokimin e joneve të litiumit. Sepse janë jonet e litiumit që lëvizin në bateri që janë përgjegjës për kapacitetin e saj.

> Renault-Nissan investon në Enevate: "Ngarkimi i baterisë në 5 minuta"

Krejt papritur, doli se problemi mund të zgjidhet shumë më lehtë. Mjafton të ngrohni qelizën për të reduktuar ndjeshëm problemin e bllokimit të joneve të litiumit. Fatkeqësisht, temperatura më e lartë shkaktoi gjithsesi një ulje të kapacitetit të qelizës: kur kapsulimi i litiumit në elektrodë ishte i kufizuar, problemi i rritjes së shtresës së pasivimit (SEI) nuk u zgjidh.

Jo me shkop, por me shkop.

Temperatura më e lartë për një kohë të shkurtër = karikim i sigurt me shumë më tepër fuqi

Megjithatë, shkencëtarët nga qendra kërkimore në fjalë arritën të gjenin një rrugë të mesme. E thirrën Metoda asimetrike e modulimit të temperaturës... Ata e ngrohin elementin për 30 sekonda në 48 gradë Celsius dhe më pas e ngarkojnë për 10 minuta në mënyrë që sistemi të funksionojë më në fund dhe temperatura të bjerë.

Pse duhen vetëm 10 minuta për t'u ngarkuar? Epo, në 6 C, kjo është koha e mjaftueshme për të ngarkuar baterinë në 80 përqind të kapacitetit të saj. 6 C do të thotë furnizim me energji elektrike:

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

Kur karikohet nga 0 në 80 përqind, kjo fuqi e lartë kërkon 10 minuta pushim të karikuesit. Megjithatë, nëse shkalla e shkarkimit të baterisë është më e ulët (10 përqind, 15 përqind, ...), procesi i rimbushjes së energjisë zgjat edhe më pak se 10 minuta!

Mekanizmi i ftohjes së baterisë duhet vetëm të sigurojë që temperatura e baterisë të mos rritet mbi 50 gradë (kërkuesit thonë 53 gradë Celsius) për të kufizuar shkallën në të cilën shtresa e pasivimit ndërtohet. Në të njëjtën kohë, koha e shkurtër e karikimit bën të mundur shkurtimin e periudhës së rritjes.

Rezultatet? Në majë të gishtave: 200-500 kW karikim dhe 20-50 vjet jetëgjatësi baterie

Shkencëtarët ishin në gjendje të vërtetonin se qelizat NMC622 të trajtuara në këtë mënyrë janë në gjendje të përballojnë 1 ngarkesë me një fuqi prej 700 C dhe një humbje deri në 6 për qind të kapacitetit. 20 karikimet nuk janë shumë mbresëlënëse, por nëse ngasim 1 km në vit dhe bateria ka një kapacitet prej 700 kWh, kjo është Rezultati shndërrohet në 23 vite funksionim.

Shtojmë se bateritë dhe diapazoni i automjeteve elektrike po rriten, dhe polakët zakonisht udhëtojnë më pak se 20 80 kilometra në vit, që do të thotë se kapaciteti i baterisë duhet të bjerë në 30 për qind në rreth 50 deri në XNUMX vjet.

> Këtu! Makina e parë elektrike me një distancë reale prej 600 km është Tesla Model S Long Range.

Warto poczytać: modulim asimetrik i temperaturës për karikim ultra të shpejtë të baterive litium-jon

Foto e hapjes: veshja e elektropluar (veshja me litium) e elektrodës në varësi të temperaturës së qelizës (c) Qendra e motorit elektrokimik

Kjo mund t'ju interesojë: