Ibilgailu hibrido eta elektrikoetarako bateriak

Gure aurreko artikuluan, bateria elektrizitate iturri gisa eztabaidatu genuen, batez ere autoa martxan jartzeko beharrezkoa zen, baita ekipamendu elektrikoen epe labur samarreko funtzionamendurako ere. Hala ere, guztiz eskakizun desberdinak ezartzen zaizkie gailu mugikor handiak bultzatzeko eremuan erabilitako baterien propietateei, gure kasuan, ibilgailu hibridoak eta ibilgailu elektrikoak. Ibilgailu bat elikatzeko metatutako energia kopuru askoz handiagoa behar da eta nonbait gorde behar da. Barruko errekuntzako motorra duen auto klasiko batean, deposituan gordetzen da gasolina, diesel edo GLP moduan. Ibilgailu elektrikoaren edo ibilgailu hibridoaren kasuan, baterietan gordetzen da, eta hori ibilgailu elektrikoaren arazo nagusia dela esan daiteke.

Korronte metagailuek energia gutxi gorde dezakete, nahiko handiak diren bitartean, astunak diren eta, aldi berean, ordu asko behar dira gehienez osatzeko (normalean 8 edo gehiago). Aitzitik, barne-errekuntzako motorrak dituzten ohiko ibilgailuek bateriarekin alderatuta energia kantitate handia gorde dezakete kaxa txikian, beti ere kargatzeko minutu bat behar bada, agian bi. Zoritxarrez, elektrizitatea biltegiratzearen arazoak ibilgailu elektrikoak pairatu ditu sortu zenetik, eta ukaezina izan den arren, ibilgailua elikatzeko behar den energia dentsitatea oso txikia da oraindik. Ondorengo lerroetan, posta elektronikoa aurreztea Energia xehetasun gehiagorekin eztabaidatuko dugu eta auto elektriko edo hibrido hutsa duten autoen benetako errealitatea hurbiltzen saiatuko gara. Mito ugari daude "auto elektroniko" horien inguruan, beraz, ez du minik egiten disko horien abantailak edo desabantailak hurbiletik aztertzea.

Zoritxarrez, fabrikatzaileek emandako datuak ere oso zalantzagarriak dira eta nahiko teorikoak dira. Adibidez, Kia Venga-k 80 kW-ko potentzia eta 280 Nm-ko momentua duen motor elektriko bat dauka. Energia 24 kWh-ko litio-ioizko bateriek hornitzen dute, Kia Vengy EV-ren autonomia estimatua fabrikatzailearen arabera 180 km-koa da. Baterien edukierak adierazten digu, guztiz kargatuta, 24 kW-ko motorraren kontsumoa eman dezaketela, edo ordu erdian 48 kW-ko kontsumoa elikatzeko, etab. Birkalkulu soil bat, eta ezingo ditugu 180 km egin. . Horrelako autonomiaz pentsatu nahi bagenu, batez beste 60 km/h gidatu beharko genuke 3 orduz, eta motorraren potentzia balio nominalaren hamarrena baino ez litzateke izango, hau da, 8 kW. Beste era batera esanda, ibilaldi oso zaindua (kontu handiz) batekin, non ia ziur balazta erabiliko duzun lanean, horrelako ibilaldi bat teorikoki posible da. Jakina, ez dugu kontuan hartzen hainbat osagarri elektriko sartzea. Denek imajina dezakete jada auto-ukapena auto klasiko batekin alderatuta. Aldi berean, 40 litro gasolio isurtzen dituzu Venga klasikoan eta ehunka eta ehunka kilometro egiten dituzu mugarik gabe. Zergatik da horrela? Saia gaitezen konparatzen zenbat energia hori eta zenbat pisu eduki dezakeen auto klasiko batek deposituan, eta zenbat eduki dezakeen auto elektriko batek piletan - irakurri gehiago hemen HEMEN.

Kimikaren eta fisikaren inguruko datu batzuk

• gasolinaren potentzia kalorifikoa: 42,7 MJ / kg,
• gasolioaren potentzia kalorifikoa: 41,9 MJ / kg,
• gasolina dentsitatea: 725 kg / m3,
• olioaren dentsitatea: 840 kg / m3,
• Joule (J) = [kg * m2 / s2],
• Watt (W) = [J / s],
• 1 MJ = 0,2778 kWh.

Energia lana egiteko gaitasuna da, jouletan (J), kilowatt-orduetan (kWh) neurtuta. Lana (mekanikoa) gorputzaren mugimenduan zehar energia aldaketa baten bidez adierazten da, energiaren unitate berdinak ditu. Potentzia denbora-unitate bakoitzeko egindako lan kopurua adierazten du, oinarrizko unitatea watt (W) izanik.

Energia iturrien potentzia espezifikoa

Baliabide energetikoa	Balio kalorikoa / kg dentsitatea	Balio kalorikoa / l Energia / l	Energia / kg
Gasolina	42,7 MJ / kg 725 kg / m3	30,96 MJ / l 8,60 kWh / l	11,86 kWh / kg
Olioa	41,9 MJ / kg 840 kg / m3	35,20 MJ / l 9,78 kWh / l	11,64 kWh / kg
Li-ioi bateria (Audi R8 e-tron)	42 kWh 470 kg		0,0893 kWh / kg

Aurrekoaren arabera argi dago, adibidez, 42,7 MJ / kg-ko potentzia kalorikoa eta 725 kg / m3-ko dentsitatea dutenez, gasolinak litro bakoitzeko 8,60 kWh edo kilogramoko 11,86 kWh energia eskaintzen du. Gaur egun ibilgailu elektrikoetan instalatuta dauden egungo bateriak eraikitzen baditugu, adibidez, litio-ioia, haien ahalmena 0,1 kWh baino txikiagoa da kilogramo bakoitzeko (sinpletasun gisa, 0,1 kWh hartuko ditugu kontuan). Ohiko erregaiek ehun aldiz energia gehiago ematen dute pisu bererako. Ulertuko duzu alde handia dela. Txikitan zatitzen badugu, adibidez, 31 kWh-ko bateria duen Chevrolet Cruze batek 2,6 kg gasolina baino gutxiagotan sar daitekeen energia eramaten du edo, nahiago baduzu, 3,5 litro gasolina inguru.

Esan dezakezu nola litekeen auto elektrikoa bat hastea, eta ez oraindik 100 km-ko energia baino gehiago izatea. Arrazoia erraza da. Motor elektrikoa askoz ere eraginkorragoa da metatutako energia energia mekaniko bihurtzeari dagokionez. Normalean,% 90eko eraginkortasuna izan behar du, eta barne errekuntzako motor baten eraginkortasuna% 30 ingurukoa da gasolina motorra eta% 35a diesel motorra. Hori dela eta, motor elektrikoari potentzia bera emateko, nahikoa da energia erreserba askoz ere txikiagoa izatearekin.

Banako unitateen erabilera erraztasuna

Kalkulu sinplifikatua ebaluatu ondoren, gutxi gorabehera 2,58 kWh energia mekaniko lor ditzakegula gasolina litro batetik, 3,42 kWh gasolio litro batetik eta 0,09 kWh litio-ioizko bateria baten kilogramo batetik. Beraz, aldea ez da ehun aldiz baino gehiago, hogeita hamar bat aldiz baizik. Hau da zenbakirik onena, baina oraindik ez da benetan arrosa. Adibidez, kontuan hartu Audi R8 kirola. Guztiz kargatutako pilek, 470 kg-ko pisua dutenak, 16,3 litro gasolina edo 12,3 litro gasolioren baliokide energetikoa dute. Edo, 4 litro gasolioko depositua duen Audi A3,0 62 TDI bat bagenu eta bateria hutsean autonomia eduki nahi bagenu, gutxi gorabehera 2350 kg bateria beharko genituzke. Orain arte, gertakari honek ez dio auto elektrikoari etorkizun oparorik ematen. Hala ere, ez dago eskopeta bat zekaleari bota beharrik, halako "auto elektronikoak" garatzeko presioa kenduko baitu lobby berde gupidagabeak, eta, beraz, autogileek nahi edo ez, zerbait "berdea" ekoiztu behar dute. " “. Unitate elektriko hutsaren ordezko bat hibridoak deiturikoak dira, barne-errekuntzako motor bat eta motor elektriko batekin konbinatzen dituztenak. Gaur egun ezagunenak, adibidez, Toyota Prius (Auris HSD teknologia hibrido berarekin) edo Honda Inside dira. Hala ere, haien gama elektriko hutsa barregarria da oraindik. Lehenengo kasuan, 2 km inguru (Plug In-en azken bertsioan 20 km-ra igotzen da), eta bigarrenean, Hondak ez du disko elektriko hutsa jotzen. Orain arte, praktikan lortutako eraginkortasuna ez da publizitate masiboak iradokitzen duen bezain miragarria. Errealitateak erakutsi du edozein mugimendu urdinekin (ekonomia) koloreztatu ditzaketela gehienbat teknologia konbentzionalarekin. Zentral hibridoaren abantaila, batez ere, erregaiaren kontsumoan dago hirian gidatzen denean. Audiek duela gutxi esan zuen gaur egun gorputzaren pisua murriztea besterik ez dela behar, batez beste, marka batzuek auto batean sistema hibrido bat instalatuz lortzen duten erregai-ekonomia bera lortzeko. Auto batzuen modelo berriek ere frogatzen dute hori ez dela ilunperako garrasi bat. Esaterako, duela gutxi aurkeztu den Volkswagen Golf zazpigarren belaunaldiak osagai arinagoak erabiltzen ditu ikasteko eta praktikan lehen baino erregai gutxiago erabiltzen du. Mazda autogile japoniarrak antzeko norabidea hartu du. Erreklamazio horiek gorabehera, "luzeko" disko hibrido baten garapenak jarraitzen du. Adibide gisa, Opel Ampera aipatuko dut eta, paradoxikoki, Audi A1 e-troneko modeloa.

Banako unitateen erabilera erraztasuna

Baliabide energetikoa	Motorraren eraginkortasuna	Energia eraginkorra / l	Energia eraginkorra / kg
Gasolina	0,30	2,58 kWh / l	3,56 kWh / kg
Olioa	0,35	3,42 kWh / l	4,07 kWh / kg
Litio-ioizko bateriak	0,90	-	ADOS. 0,1 kWh / kg

Vauxhall Ampera

Opel Ampera askotan ibilgailu elektriko gisa aurkezten bada ere, ibilgailu hibridoa da. Motor elektrikoaz gain, Amperek 1,4 litroko 63 kW-ko barne errekuntzako motorra ere erabiltzen du. Hala ere, gasolina motor honek ez ditu zuzenean gurpilak gidatzen, baizik eta sorgailu gisa funtzionatzen du bateriek elektrizitatea agortzen badute. energia. Zati elektrikoa 111 kW (150 CV) eta 370 Nm-ko momentua duen motor elektriko batek irudikatzen du. Energia hornidura 220 T-ko litiozko zelulek elikatzen dute. 16 kWh-ko potentzia dute guztira eta 180 kg pisatzen dute. Auto elektriko honek 40-80 km egin ditzake disko elektriko hutsean. Distantzia hori nahikoa izaten da egun osoko hirian gidatzeko eta funtzionamendu kostuak nabarmen murrizten ditu, hiriko trafikoak erregai kontsumo handia eskatzen baitu errekuntza-motorren kasuan. Bateriak ohiko entxufe batetik ere karga daitezke, eta barne errekuntzako motorrekin konbinatuta, Amperaren gama oso errespetagarria den bostehun kilometroetara hedatzen da.

Audi e-elektroia A1

Audik, teknologia aurreratuagoa duen disko klasiko bat nahiago duena, teknikoki oso zorrotza den disko hibrido bat baino, duela bi urte baino gehiago A1 e-tron auto hibrido interesgarri bat aurkeztu zuen. 12 kWh-ko edukiera eta 150 kg-ko pisua duten litio-ioizko bateriak Wankel motor batek kargatzen ditu 254 litroko depositu batean metatutako gasolina moduan energia erabiltzen duen sorgailu baten zati gisa. Motorrak 15 metro kubikoko bolumena du. cm eta 45 kW / h el sortzen ditu. energia. Motor elektrikoak 75 kW-ko potentzia du eta denbora gutxian 0 kW-ko potentzia sor dezake. 100etik 10era arteko azelerazioa 130 segundo ingurukoa da eta 50 km/h inguruko abiadura maximoa. Autoak 12 km inguru egin ditzake hirian zehar zirkulazio elektriko hutsean. e agortu ondoren. energia zuhurki aktibatzen du barne-errekuntzako motor birakariak eta elektrizitatea birkargatzen du. baterietarako energia. Bateriak guztiz kargatuta eta 250 litro gasolina duten autonomia osoa 1,9 km ingurukoa da, batez beste 100 litroko kontsumoa 1450 km-ko. Ibilgailuaren pisu operatiboa 12 kg-koa da. Begira diezaiogun bihurketa sinple bati konparazio zuzenean 30 litroko depositu batean zenbat energia ezkutatzen den ikusteko. Wankel motor modernoaren % 70eko eraginkortasuna suposatuz gero, horren 9 kg, 12 kg (31 L) gasolinarekin batera, baterietan metatutako 79 kWh energiaren baliokidea da. Beraz, 387,5 kg motor eta depositua = 1 kg bateria (Audi A9 e-Tron pisuetan kalkulatuta). Erregai depositua 62 litro handitu nahi bagenu, dagoeneko XNUMX kWh energia izango genituzke autoa elikatzeko. Beraz, jarraitu genezake. Baina harrapaketa bat izan behar du. Jada ez da auto "berdea" izango. Beraz, hemen ere argi ikusten da unitate elektrikoa baterietan gordetako energiaren potentzia-dentsitateak nabarmen mugatzen duela.

Hain zuzen ere, prezio altuagoak eta pisu handia izateak ekarri du Audi-ren disko hibridoa pixkanaka bigarren planoan desagertzea. Hala ere, horrek ez du esan nahi Audiren auto hibridoen eta ibilgailu elektrikoen garapena guztiz amortizatu denik. A1 e-tron modeloaren bertsio berriari buruzko informazioa agertu da duela gutxi. Aurrekoarekin alderatuta, motor/sorgailu birakaria ordezkatu dute 1,5 kW-ko 94 litroko hiru zilindroko motor turbodun batek. Barne-errekuntzako unitate klasikoaren erabilera Audi-k behartu zuen batez ere transmisio honekin lotutako zailtasunengatik, eta hiru zilindroko motor berria bateriak kargatzeko ez ezik, gurpil eragileekin zuzenean lan egiteko diseinatuta dago. Sanyo bateriek 12 kWh-ko irteera berdina dute, eta unitate elektriko hutsaren autonomia pixka bat handitu da, gutxi gorabehera 80 km-ra. Audi-k dio A1 e-tron berrituak ehun kilometroko litro bat batez beste izan beharko lukeela. Zoritxarrez, gastu honek arazo bat du. Autonomia elektriko huts hedatua duten ibilgailu hibridoetarako. drive-k teknika interesgarri bat erabiltzen du azken emaria kalkulatzeko. Kontsumoa deritzona baztertu egiten da. hortik hornitzen bateriak kargatzeko sareak, baita azken l / 100 km-ko kontsumoa ere, gidatzeko azken 20 km-etako gasolina-kontsumoa bakarrik hartzen du kontuan, elektrizitatea dagoenean. bateria kargatzea. Oso kalkulu sinple baten bidez, hau kalkula dezakegu bateriak behar bezala deskargatuta egon badira. argia itzali ondoren gidatzen genuen. gasolina hutsezko pilen energia, ondorioz, kontsumoa bost aldiz handituko da, hau da, 5 litro gasolina 100 km-ko.

Audi A1 e-tron II. belaunaldia

Elektrizitatea biltegiratzeko arazoak

Energia biltegiratzeko gaia ingeniaritza elektrikoa bera bezain zaharra da. Lehenengo elektrizitate iturriak zelula galvanikoak izan ziren. Denbora gutxiren buruan, bigarren mailako zelula galbanikoetan elektrizitatea pilatzeko prozesu itzulgarri baten aukera aurkitu zen. Erabilitako lehen pilak berunezko pilak izan ziren, denbora laburrean nikel-burdina eta pixka bat beranduago nikel-kadmioa, eta haien erabilera praktikoak ehun urte baino gehiago iraun zuen. Gainera, gaineratu behar da, arlo honetan mundu osoan egindako ikerketa intentsiboa izan arren, haien oinarrizko diseinua ez dela asko aldatu. Fabrikazio teknologia berriak erabiliz, oinarrizko materialen propietateak hobetuz eta zelula eta ontzi bereizleetarako material berriak erabiliz, grabitate espezifikoa apur bat murriztea posible izan da, zelulen autodeskarga murriztea eta operadorearen erosotasuna eta segurtasuna areagotzea. baina horixe da. Eragozpen esanguratsuena, alegia. Biltegiratutako energia-kopuruaren eta pilen pisuaren eta bolumenaren proportzio oso desegokia geratu zen. Hori dela eta, bateria hauek aplikazio estatikoetan erabiltzen ziren batez ere (backup elikadura iturriak elikadura nagusiak huts egiten badu, etab.). Bateriak trakzio-sistemetarako energia-iturri gisa erabiltzen ziren, batez ere trenbideetan (garraio-gurdiak), non pisu astunak eta neurri esanguratsuak ere ez baitzuten gehiegi oztopatzen.

Energia metatzeko bilakaera

Hala ere, handitu egin da ampere orduetan gaitasun eta dimentsio txikiko zelulak garatzeko beharra. Horrela, zelula primario alkalinoak eta nikel-kadmioaren (NiCd) eta ondoren nikel-metal hidruroaren (NiMH) baterien bertsio itxiak sortu ziren. Zelulak kapsulatzeko, orain arte ohiko zink kloruro zelula primarioen mahuka forma eta tamaina berak aukeratu ziren. Batez ere, nikel-metal hidruro baterien lortutako parametroek erabiltzea ahalbidetzen dute, batez ere telefono mugikorretan, ordenagailu eramangarrietan, tresnen eskuzko diskoetan, etab. Zelula horien fabrikazio-teknologia desberdina da gaitasun handia ampere-orduetan. Zelula handietako elektrodoen sistemaren antolaketa lamelarraren ordez elektrodoen sistema, bereizleak barne, bobina zilindriko bihurtzeko teknologiak ordezkatzen du, AAA, AA, C eta D tamainako forma erregularreko gelaxkekin sartzen eta harremanetan jartzen dena. beren tamainaren multiploak. Aplikazio berezi batzuetarako, gelaxka lau bereziak sortzen dira.

Elektrodo espiraldun zelula hermetikoen abantaila korronte handiekin kargatzeko eta deskargatzeko gaitasun handiagoa da eta zelula pisu eta bolumenarekiko energia dentsitate erlatiboaren erlazioa zelula handien diseinu klasikoarekin alderatuta. Desabantaila autodeskarga gehiago eta lan-ziklo gutxiago dira. NiMH zelula bakar baten gehienezko ahalmena 10 Ah-koa da gutxi gorabehera. Baina, diametro handiagoko beste zilindro batzuekin gertatzen den bezala, ez dute korronte handiegiak kargatzen uzten beroaren xahupen arazotsuaren ondorioz, eta horrek asko murrizten du ibilgailu elektrikoetan erabilera, eta, hortaz, iturri hau sistema hibrido batean (Toyota Prius) bateria osagarri gisa bakarrik erabiltzen da. 1,3 kWh).

Energia biltegiratzearen arloan aurrerapen esanguratsu bat litiozko bateria seguruen garapena izan da. Litioa potentzial elektrokimiko balio handiko elementua da, baina zentzu oxidatiboan ere oso erreaktiboa da, eta horrek ere arazoak sortzen ditu litio metala praktikan erabiltzean. Litioa atmosferako oxigenoarekin kontaktuan jartzen denean, errekuntza gertatzen da eta horrek, ingurunearen propietateen arabera, leherketa izaera izan dezake. Propietate desatsegin hori gainazala kontu handiz babestuz edo litio-konposatu ez hain aktibo erabiliz ezabatu daiteke. Gaur egun, litio-ioizko eta litio-polimerozko bateriarik ohikoenak 2 eta 4 Ah bitarteko ahalmena duten ampere-ordutan. Haien erabilera NiMh-renaren antzekoa da, eta 3,2 V-ko batez besteko deskarga-tentsioarekin, 6 eta 13 Wh-ko energia eskuragarri dago. Nikel-metal hidruro bateriekin alderatuta, litiozko bateriek bi edo lau aldiz energia gehiago gorde dezakete bolumen bererako. Litio-ioizko (polimero) bateriek elektrolito bat dute gelan edo solidoan eta zelula lauetan fabrikatu daitezke, milimetro-hamarren batzuk bezain meheetan, ia edozein formatan, dagokion aplikazioaren beharretara egokitzeko.

Bidaiarien kotxe batean trakzio elektrikoa nagusi eta bakarra bezala egin daiteke (auto elektrikoa) edo konbinatua, non trakzio elektrikoa trakzio-iturri nagusi eta laguntzailea izan daitekeen (gidatze hibridoa). Erabilitako aldaeraren arabera, ibilgailuaren funtzionamendurako energia-beharrak eta, beraz, baterien edukiera desberdinak dira. Ibilgailu elektrikoetan, bateriaren edukiera 25 eta 50 kWh bitartekoa da, eta trakzio hibridoarekin, berez txikiagoa da eta 1 eta 10 kWh bitartekoa da. Emandako balioetatik ikus daiteke 3,6 V-ko (litio) zelula bateko tentsioarekin zelulak seriean konektatu behar direla. Banaketa-eroaleetan, inbertsoreetan eta motorraren harilketetan galerak murrizteko, ontziko sarean ohikoa baino tentsio handiagoa hautatzea gomendatzen da (12 V) unitateetarako - normalean erabiltzen diren balioak 250 eta 500 V-tik aurrera. gaur egun, litiozko zelulak dira, jakina, mota egokiena. Egia esan, oraindik oso garestiak dira, batez ere berun-azidozko pilekin alderatuta. Hala ere, askoz zailagoak dira.

Ohiko litiozko bateria-zelulen tentsio nominala 3,6 V-koa da. Balio hau nikel-metal hidruroko ohiko zelulen desberdina da, hurrenez hurren. NiCd, 1,2 V-ko tentsio nominala dutenak (edo beruna - 2 V), eta horrek, praktikan erabilita, ez du bi motaren trukagarritasuna onartzen. Litiozko bateria hauen kargatzearen ezaugarria da karga-tentsio maximoaren balioa oso zehaztasunez mantentzeko beharra, kargagailu mota berezi bat eskatzen duena eta, bereziki, beste zelula mota batzuetarako diseinatutako karga-sistemak erabiltzea onartzen ez duena.

Litiozko baterien ezaugarri nagusiak

Ibilgailu elektrikoentzako eta hibridoentzako baterien ezaugarri nagusiak hark kargatzeko eta deskargatzeko ezaugarritzat har daitezke.

Kargatzeko ezaugarria 

Kargatze prozesuak karga korrontea erregulatzea eskatzen du, ezin da ahaztu zelula tentsioaren kontrola eta uneko tenperaturaren kontrola. Gaur egun LiCoO2 katodo elektrodo gisa erabiltzen duten litio zeluletarako, kargatzeko gehieneko tentsio muga 4,20 eta 4,22 V da gelaxka bakoitzeko. Balio hori gainditzeak zelularen propietateak kaltetzea dakar eta, alderantziz, balio hori ez lortzeak zelulen edukiera nominala ez erabiltzea dakar. Kargatzeko, ohiko IU ezaugarria erabiltzen da, hau da, lehen fasean korronte konstantez kargatzen da 4,20 V / zelula tentsioa lortu arte. Kargatzeko korrontea zelula fabrikatzaileak zehaztutako gehienezko balio baimendura mugatzen da, hurrenez hurren. kargagailuaren aukerak. Lehenengo etapan kargatzeko denbora hamar minututatik hainbat ordutara aldatzen da, kargatzeko korrontearen magnitudearen arabera. Zelulen tentsioa pixkanaka handitzen da gehienez. balioak 4,2 V. Esan bezala, ez da tentsio hori gainditu behar gelaxkan kalteak izateko arriskua dagoelako. Kargatzeko lehenengo fasean, energiaren% 70 eta% 80 pilatzen da zeluletan, bigarren fasean gainerakoa. Bigarren fasean, kargatzeko tentsioa onartzen den gehieneko balioan mantentzen da, eta kargatzeko korrontea gutxitzen doa pixkanaka. Karga amaitu egiten da korrontea zelularen deskarga-korronte nominalaren% 2-3 inguru jaitsi denean. Zelula txikiagoen kasuan karga-korronteen gehieneko balioa deskarga-korrontea baino hainbat aldiz handiagoa denez, elektrizitatearen zati garrantzitsu bat aurrezteko lehen fasean gorde daiteke. energia nahiko denbora laburrean (ordu erdi eta ordu gutxi gorabehera). Horrela, larrialdiren bat gertatuz gero, ibilgailu elektrikoaren bateriak nahikoa edukiera kargatu daitezke nahiko denbora laburrean. Litio zelulen kasuan ere, metatutako elektrizitatea gutxitu egiten da biltegiratze aldi jakin baten ondoren. Hala ere, hau 1 hilabeteko geldialdiaren ostean gertatzen da.

Isurketaren ezaugarriak

Tentsioa lehenik eta behin 3,6-3,0 V-ra jaisten da (deskarga korrontearen magnitudearen arabera) eta ia konstante mantentzen da deskarga osoan. Posta elektronikoaren hornidura agortu ondoren. energiak zelulen tentsioa ere oso azkar jaisten du. Hori dela eta, deskarga fabrikatzaileak zehaztutako 2,7 eta 3,0 V arteko deskarga tentsioa baino lehen amaitu behar da.

Bestela, produktuaren egitura kaltetu daiteke. Deskarga prozesua nahiko erraz kontrolatzen da. Korrontearen balioa soilik mugatzen du eta azken deskarga tentsioaren balioa lortzen denean gelditzen da. Arazo bakarra da banakako zelulen propietateak antolamendu sekuentzialean inoiz ez direla berdinak. Hori dela eta, kontuz ibili behar da edozein gelaxkaren tentsioa azken deskarga tentsioaren azpitik ez erortzeko, horrek kalte egin diezaioke eta, beraz, bateria osoa gaizki funtzionatzea eragin dezake. Gauza bera kontuan hartu behar da bateria kargatzerakoan.

Aipatutako litio-zelula motak material katodiko desberdina dutenez, kobalto, nikel edo manganesozko oxidoa Li3V2 (PO4) 3 fosfidoarekin ordezkatzen da, ez betetzeagatik aipatutako zelulan kalteak izateko arriskuak ezabatzen ditu. edukiera handiagoa. Halaber, 2 karga-zikloko (% 000 isurketa) inguruko bizitza-bizitza deklaratzen da eta bereziki zelula guztiz deskargatuta dagoenean, ez dela kaltetuko. Abantaila, gainera, 80 inguruko tentsio nominal handiagoa da 4,2 V-ra kargatzean.

Goiko deskribapenaren arabera, argi esan daiteke litiozko bateriak direla gaur egun alternatiba bakarra, hala nola, autoa gidatzeko energia gordetzea erregai depositu bateko erregai fosiletan gordetako energiaren aldean. Bateriaren berariazko edukiera handitzeak ekologikoki dagoen disko honen lehiakortasuna areagotuko du. Garapena motelduko ez dela espero dugu, aitzitik, hainbat kilometro aurrera egitea.

Bateria hibridoak eta elektrikoak erabiltzen dituzten ibilgailuen adibideak

Toyota Prius hibrido klasikoa da, elektrizitate hutsean erreserba txikia duena. gidatu

Toyota Prius-ek 1,3 kWh-ko NiMH bateria erabiltzen du, batez ere azeleraziorako energia-iturri gisa erabiltzen da eta gehienez 2 km inguruko distantzia elektriko bereizia erabiltzea ahalbidetzen du. 50 km / h-ko abiadura. Plug-In bertsioak dagoeneko 5,4 kWh-ko potentzia duten litio-ioizko bateriak erabiltzen ditu, eta horri esker, disko elektrikoan soilik gidatu dezakezu 14-20 km-ko distantzia gehienezko abiaduran. abiadura 100 km / h.

Opel Ampere-hibridoa posta elektroniko hutsean erreserba handituarekin. gidatu

Autonomia zabala duen ibilgailu elektrikoa (40-80 km), Opelek lau eserlekuko bost ateko Amper deitzen duen moduan, 111 kW (150 CV) eta 370 Nm-ko momentua sortzen duen motor elektriko batek elikatzen du. Energia hornidura 220 T-ko litiozko zelulek elikatzen dute. 16 kWh-ko potentzia dute guztira eta 180 kg pisatzen dute. Sorgailua 1,4 litroko gasolina motorra da, 63 kW-ko potentzia duena.

Mitsubishi eta MiEV, Citroën C-Zero, Peugeot iOn-clean el. autoak

16 kWh-ko potentzia duten litio-ioizko bateriei esker, ibilgailuak 150 km-ra egin dezake kargatu gabe, NEDC (New European Driving Cycle) arauaren arabera neurtuta. Goi-tentsioko bateriak (330 V) lurrean daude eta sehaskako markoak babestuta daude inpaktuaren kasuan kalteetatik. Mitsubishi eta GS Yuasa Corporation-en arteko joint venture Lithium Energy Japan-en produktua da. 88 artikulu daude guztira. Gidatzeko elektrizitatea 330 V litio-ioizko bateria batek hornitzen du, guztira 88 kWh-ko potentzia duten 50 16 Ah gelaxkaz osatua. Sei ordu barru bateria etxeko entxufe batetik kargatuko da, kanpoko kargagailu azkarra erabiliz (125 A, 400 V). Bateria% 80ra arte kargatuko da ordu erdian.

Ni neu ibilgailu elektrikoen zalea naiz eta eremu honetan gertatzen ari dena etengabe kontrolatzen dut, baina oraingo errealitatea ez da hain baikorra. Hori ere baieztatzen du goiko informazioak, zeinak erakusten baitu ibilgailu elektriko hutsen eta hibridoen bizitza ez dela erraza, eta askotan zenbaki-joko batek besterik ez duela dirudi. Haien ekoizpena oso zorrotza eta garestia da oraindik, eta haien eraginkortasuna behin eta berriz eztabaidagarria da. Ibilgailu elektrikoen (hibridoen) desabantaila nagusia baterietan biltegiratutako energiaren gaitasun espezifiko oso txikia da ohiko erregaietan (diesela, gasolina, petrolio-gas likidotua, gas natural konprimitua) biltegiratutako energiarekin alderatuta. Ibilgailu elektrikoen potentzia ohiko autoetara hurbiltzeko, bateriek gutxienez hamarren bat murriztu beharko lukete pisua. Horrek esan nahi du aipatutako Audi R8 e-tronak 42 kWh gorde behar zituela 470 kg-tan ez, 47 kg-tan baizik. Gainera, kargatzeko denbora nabarmen murriztu beharko litzateke. Ordubete inguru %70-80ko edukieran oraindik asko da, eta ez naiz batez beste 6-8 orduz ari karga osoarekin. Ez dago CO2 ibilgailu elektrikoen zero ekoizpenari buruzko astakeriak ere sinetsi beharrik. Kontuan izan dezagun berehala Gure entxufeetako energia zentral termikoek ere sortzen dute, eta ez dute nahikoa CO2 ekoizten. Zer esanik ez horrelako auto baten ekoizpen konplexuagoa, non ekoizpenerako CO2-aren beharra askoz handiagoa den klasiko batean baino. Ez dugu ahaztu behar material astunak eta toxikoak dituzten osagai-kopurua eta ondorengo botatze arazoak.

Aipatutako eta aipatu gabeko minusbalio guztiekin, auto elektriko batek (hibridoak) abantaila ukaezinak ere baditu. Hiriko trafikoan edo distantzia laburragoetan, haien funtzionamendu ekonomikoagoa ukaezina da, balaztatzerakoan energia biltegiratzeko (berreskuratzeko) printzipioagatik bakarrik, ibilgailu konbentzionaletan balaztatzen airean bero hondakin moduan kentzen denean, ez da. aipatu e-mail publikotik kargatzeko hirian zehar kilometro gutxi batzuk gidatzeko aukera. garbia. Auto elektriko hutsa eta auto klasiko bat konparatzen baditugu, orduan auto konbentzionalean barne-errekuntzako motor bat dago, berez elementu mekaniko konplexu samarra dena. Bere potentzia gurpiletara transferitu behar da nolabait, eta hori gehienetan eskuzko edo automatikoki transmisio baten bidez egiten da. Oraindik bidean diferentzial bat edo gehiago daude, batzuetan ardatz bat eta ardatz-ardatz multzo bat ere. Noski, autoak ere moteldu egin behar du, motorrak hoztu behar du eta energia termiko hori alferrik galtzen da ingurunean, hondar bero gisa. Auto elektrikoa askoz eraginkorragoa eta sinpleagoa da - (ez dagokio disko hibridoari, oso konplikatua dena). Kotxe elektrikoak ez ditu kaxa, kaxa, kardan eta ardatz erdiak, ahaztu aurreko, atzeko edo erdiko motorra. Ez du erradiadorerik, hots, hozgarria eta abiarazlea. Auto elektrikoaren abantaila da motorrak zuzenean gurpiletan instala ditzakeela. Eta bat-batean gurpil bakoitza besteengandik independentean kontrolatu dezakeen ATV perfektua duzu. Hori dela eta, ibilgailu elektrikoarekin, ez da zaila izango gurpil bakarra kontrolatzea, eta bihurguneetarako potentziaren banaketa optimoa hautatzea eta kontrolatzea ere posible da. Motor bakoitza balazta ere izan daiteke, berriro beste gurpiletatik guztiz independentea dena, energia zinetikoren zati bat gutxienez energia elektriko bihurtzen duena. Ondorioz, ohiko balaztak askoz tentsio gutxiago jasango dituzte. Motorek ia edozein unetan eta atzerapenik gabe ekoitzi dezakete eskuragarri dagoen potentzia maximoa. Baterietan gordetako energia energia zinetiko bihurtzeko duten eraginkortasuna % 90 ingurukoa da, hau da, ohiko motorren hirukoitza. Ondorioz, ez dute hondar bero handirik sortzen eta ez dute hozteko zaila izan behar. Horretarako hardware ona, kontrol-unitate bat eta programatzaile on bat da behar duzun guztia.

Suma sumárum. Auto elektrikoak edo Hibridoak erregai eraginkorragoak dituzten auto klasikoetatik are gertuago badaude, oraindik oso bide zaila eta zaila dute aurretik. Espero dut hori ez dela baieztatzen zenbaki engainagarri batzuek edo. funtzionarioen presio gehiegizkoa. Baina ez dezagun etsi. Nanoteknologiaren garapena benetan mugitzen ari da, eta, agian, etorkizun hurbilean benetan mirariak gordetzen zaizkigu.

Azkenean, gauza interesgarri bat gehituko dut. Eguzki-hornidura estazio bat dago dagoeneko.

Toyota Industries Corp-ek (TIC) eguzki-karga estazio bat garatu du ibilgailu elektriko eta hibridoentzat. Geltokia ere sare elektrikoarekin konektatuta dago, beraz 1,9 kW-eko eguzki plakak energia iturri osagarria dira. Berezko (eguzki) energia iturria erabiliz, kargatzeko estazioak gehienez 110 VAC / 1,5 kW-eko potentzia eman dezake, sare elektrikoari konektatutakoan, gehienez 220 VAC / 3,2 kW eskaintzen ditu.

Eguzki-paneletatik erabilitako elektrizitatea baterietan gordetzen da, 8,4 kWh gorde ditzakete geroago erabiltzeko. Halaber, banaketa-sarera edo hornidura-estazioko osagarrietara elektrizitatea hornitu daiteke. Geltokian erabilitako kargagailuek ibilgailuak identifikatzeko gai diren komunikazio teknologia integratua dute, hurrenez hurren. beren jabeek txartel adimendunak erabiliz.

Baterien baldintza garrantzitsuak

• Power - baterian gordetako karga elektrikoaren (energia kantitatea) zenbatekoa den adierazten du. Ampere-orduetan (Ah) edo, gailu txikien kasuan, miliampere-orduetan (mAh) zehazten da. 1 Ah (= 1000 mAh) bateriak teorikoki gai da ordubetez 1 amp emateko.
• Barne erresistentzia - bateriak deskarga korronte gehiago edo gutxiago emateko duen gaitasuna adierazten du. Ilustraziorako, bi ontzi erabil daitezke, bata irteera txikiagoa duena (barne-erresistentzia handia) eta bestea handiagoa (barne-erresistentzia txikia). Hustea erabakitzen badugu, hustuketa-zulo txikiagoa duen ontzi bat astiroago hustuko da.
• Bateriaren tentsio nominala - nikel-kadmio eta nikel-metal hidruro baterietarako, 1,2 V, beruna 2 V eta litioa 3,6tik 4,2 V bitartekoa da. Funtzionamenduan, tentsio hori 0,8 - 1,5 V bitartean aldatzen da nikel-kadmio eta nikel-metal hidruro baterientzat, 1,7 - 2,3 V berunerako eta 3-4,2 eta 3,5-4,9 litiorako.
• Karga korrontea, deskarga korrontea – Amperetan (A) edo miliamperetan (mA) adierazita. Informazio garrantzitsua da gailu jakin baterako kasuan kasuko bateriaren erabilera praktikorako. Bateria zuzen kargatzeko eta deskargatzeko baldintzak ere zehazten ditu, bere ahalmena ahalik eta gehien erabil dadin eta, aldi berean, suntsi ez dadin.
• Kargatzen acc. alta kurba - grafikoki bistaratzen du tentsio-aldaketa bateria kargatzen edo deskargatzen duzun denboraren arabera. Bateria deskargatzen denean, normalean tentsio aldaketa txiki bat izaten da deskarga denboraren % 90ean. Hori dela eta, oso zaila da neurtutako tentsiotik bateriaren egungo egoera zehaztea.
• Auto-deskarga, auto-deskarga – Bateriak ezin du elektrizitatea mantendu denbora guztian. energia, elektrodoetako erreakzioa prozesu itzulgarria baita. Kargatutako bateria bat pixkanaka deskargatzen da bere kabuz. Prozesu honek aste batzuetatik hilabete batzuetara iraun dezake. Berun-azido baterien kasuan, hilero % 5-20 da, nikel-kadmio baterientzat -eguneko karga elektrikoaren % 1 inguru, nikel-metal hidruro baterien kasuan - % 15-20 inguru. hilabetea, eta litioak %60 inguru galtzen du. hiru hilabeterako edukiera. Autodeskarga giro-tenperaturaren eta barne-erresistentziaren araberakoa da (barne-erresistentzia handiagoa duten bateriak gutxiago deskargatzen dira) eta, jakina, diseinua, erabilitako materialak eta eskulana ere garrantzitsuak dira.
•  Bateria (kitak) – Salbuespen kasuetan bakarrik erabiltzen dira bateriak banaka. Normalean multzo batean konektatzen dira, ia beti seriean konektatuta. Multzo horren korronte maximoa zelula indibidual baten korronte maximoaren berdina da, tentsio nominala zelula indibidualen tentsio nominalen batura da.
•  Bateriak pilatzea.  Erabili edo erabili gabeko bateria batek karga oso motela eta deskarga moteleko (3-5) zikloren bat jasan beharko luke. Prozesu geldo honek bateriaren parametroak nahi duzun mailan ezartzen ditu.
•  Memoria efektua – Hau gertatzen da bateria maila berean kargatzen eta deskargatzen denean, gutxi gorabehera korronte konstantearekin, ez gehiegizko korrontearekin, eta ez luke zelularen karga osoa edo deskarga sakonik egon behar. Bigarren mailako efektu honek NiCd-i eragiten zion (gutxienez NiMHri ere).