Kargatu ibilgailu elektrikoak 10 minututan. eta bateriaren iraupen luzeagoa ... berokuntzari esker. Teslak bi urtez izan zuen, orain zientzialariek asmatu zuten

Uste da litio-ioizko zelula modernoek hobeto funtzionatzen dutela giro-tenperaturan, karga-abiaduraren eta zelulen degradazioaren arteko arrazoizko konpromisoa ematen baitute. Hala ere, kargatu aurretik berotzeak kargatzeko potentzia handitzeko aukera ematen du eta ez du bateriaren kontsumoan nabarmen eragiten.

Edukien taula

• Tesla-ren mekanismoa ikerketa zientifikoarekin
  • Litio-ioizko zelulen arazo handiena harrapatuta dagoen litioa da. SEIn edo grafitoan. Eta are litio gutxiago = gaitasun gutxiago
  • Tenperatura handiagoa denbora laburrean = karga segurua askoz potentzia gehiagorekin
  • Emaitzak? Eskura: 200-500 kW kargatzea eta 20-50 urteko bateriaren iraupena

Teslak bateriaren aurrez berotzeko mekanismo bat gehitu zuen bere ibilgailuei 2017an. tenperatura baxuetan. Honek neguan hegaldien tartea handituko zuela eta eguraldi hotzean kargatzea bizkortuko zuela suposatzen zen. Hala ere, berotzea eta hoztea berez ez zen aurkikuntza berezi bat izan, fabrikatzaile askok aktiboki hoztutako / berotutako zelulak edo bateria pakete osoak erabiltzen dituzte.

> Nola hozten dira ibilgailu elektrikoetako bateriak? [EREDU ZERRENDA]

Giltza atera zen Berokuntza, karga-prozesua bizkortzeko zelulak kaltetu gabe.... Badirudi eguneraketa egin ondoren argi geratu dela zein den tenperaturak izan behar duen kargagailuaren geldialdia murrizteko. Supercharger-era konektatu aurretik bateriaren aurreberotze funtzioa (aurrez berotzea azkenean 2019an: bateria berotzea bidean) betirako sartu da softwarean Supercharger v3 2019ko martxoan estreinatu zenetik:

> Tesla Supercharger V3: ia 270 km-ko 10 minutuko autonomia, 250 kW kargatzeko potentzia, likidoz hoztutako kableak [eguneratzea]

Penn State Unibertsitateko Motor Elektrokimikoen Zentroko zientzialariek Teslak arrazoia zuela frogatu berri dute. Eta horrek esan nahi du auto elektrikoak 10 minututan kargatzen dira z ehunka kilowatt-ko ahalmenarekin i ez kezkatu bateriaren ahalmenaren degradazioaz hamarkadetan zehar, zelulak berotzen diren tenperatura zehatz-mehatz aukeratu arte.

Baina has gaitezen hasieratik:

Litio-ioizko zelulen arazo handiena harrapatuta dagoen litioa da. SEIn edo grafitoan. Eta are litio gutxiago = gaitasun gutxiago

Oro har onartua dago litio-ioizko zelulen funtzionamendu-tenperatura optimoa giro-tenperatura da... Hori dela eta, bateriaren hozte aktiboaren mekanismoek zelulak gehiegi berotzen ez direla ziurtatzen dute (azken finean, ez da beti posible 20 gradu Celsius nominala mantentzea).

Giro-tenperaturak geruza pasiboaren hazkuntza murrizteko aukera ematen du - elektrolitoaren solidotutako frakzioa, elektrodoan pilatzen dena eta litio ioiak lotzen dituena; SEI - eta litio ioiak espetxeratzea grafito elektrodo batean. Tenperatura igotzeak bi prozesuak bizkortu egiten direla esan nahi du. Hau hasierako proben ondoren ikus dezakezu.

> Tesla Alemanian eztabaidatzen ari da. "Pilotu automatikoa", "Gidatze guztiz autonomoa"rako

Motor Elektrokimikoen Zentroko zientzialariek hori egiaztatu dute Ibilgailu elektrikoetan erabiltzen diren litio-ioizko zelulek 50 karga inguru dituzte 6 ºC-tan. (hau da, zelularen edukiera baino 6 aldiz gehiago, adibidez, 0,2 kWh-ko zelula bat 1,2 kW-ko iturri batekin kargatzen da, etab.).

Konparaziorako, esteka berdinak:

• erraz iristen ziren 2 karga 500C-tan (40 kWh-ko bateria duen auto baterako 40 kW-koa da, 80 kWh-ko bateria duen auto baterako 80 kW-koa, etab.),
• jada iraun zuten 200 karga bakarrik 4C-tan.

Aldi berean, "jasateko" hitzarekin jatorrizko potentziaren ehuneko 20ko galera esan nahi dugu, horrela ulertzen baita terminoa automobilgintzan.

Litio-ioi-zelulen ikertzaileek urteak daramatzate arazo hori konpontzen elektrolitoen konposizioa aldatuz edo elektrodoak hainbat materialez estaliz, litio ioiak harrapatzea saihesteko. Baterian mugitzen diren litio ioiak direlako bere ahalmenaren arduradunak.

> Renault-Nissan-ek Enevaten inbertitzen du: "Bateria 5 minututan kargatzen"

Nahiko ustekabean, arazoa askoz errazago konpondu daitekeela gertatu zen. Nahikoa da zelula berotzea litio ioiak harrapatzeko arazoa nabarmen murrizteko. Zoritxarrez, tenperatura altuagoak zelulen ahalmenaren murrizketa eragin zuen hala ere: elektrodoan litioaren kapsulazioa mugatzen zenean, pasivazio geruzaren (SEI) hazkuntzaren arazoa ez zen konpondu.

Ez makila batekin, makila batekin baizik.

Tenperatura handiagoarentzat denbora gutxian = karga segurua askoz potentzia gehiagorekin

Hala ere, aipatutako ikerketa zentroko zientzialariek erdibide bat aurkitzea lortu zuten. Deitu zioten Tenperaturaren modulazio asimetrikoaren metodoa... Elementua 30 segundoz berotzen dute 48 gradu Celsius, eta ondoren 10 minutuz kargatzen dute, sistemak azkenean funtziona dezan eta tenperatura jaitsi dadin.

Zergatik 10 minutu besterik ez dira behar kargatzeko? Beno, 6 C-tan, nahikoa denbora da bateria bere ahalmenaren ehuneko 80ra kargatzeko. 6 C-k elikadura-hornidura esan nahi du:

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

Ehuneko 0tik 80ra kargatzen denean, potentzia handi honek 10 minutuko kargagailuaren geldialdia behar du. Hala ere, bateria deskarga-tasa txikiagoa bada (ehuneko 10, ehuneko 15, ...), energia berriztatzeko prozesuak 10 minutu baino gutxiago behar ditu!

Bateriaren hozte-mekanismoak bateriaren tenperatura 50 gradutik gora ez igotzea besterik ez du bermatu behar (ikertzaileek 53 gradu Celsius dutela esaten dute) pasibazio-geruza eraikitzeko abiadura mugatzeko. Aldi berean, kargatzeko denbora laburrak hazkunde-aldia laburtzea ahalbidetzen du.

Emaitzak? Eskura: 200-500 kW kargatzea eta 20-50 urteko bateriaren iraupena

Zientzialariek frogatu ahal izan zuten horrela tratatutako NMC622 zelulak 1 C-ko potentzia duten karga bat jasateko gai direla eta ahalmenaren ehuneko 700rainoko galera batekin. 6 karga ez da oso ikusgarria, baina urtean km 20 gidatzen badugu eta bateriak 1 kWh-ko edukiera badu, hau da. Emaitza 23 urteko funtzionamenduan bihurtzen da.

Bateriak eta ibilgailu elektrikoen gama hazten ari direla gehitzen dugu, eta poloniarrek normalean 20 80 kilometro baino gutxiago ibiltzen dituzte urtean, eta horrek esan nahi du bateriaren edukiera ehuneko 30era jaitsi behar dela 50 eta XNUMX urte inguru.

> Hemen! 600 km-ko autonomia erreala duen lehen ibilgailu elektrikoa Tesla Model S Long Range da.

Warto poczytać: tenperatura-modulazio asimetrikoa litio-ioizko baterien karga azkarrerako

Hasierako argazkia: elektrodoaren galvanizazioa (litiozko estaldura) zelula-tenperaturaren arabera (c) Motor elektrokimikoaren zentroa

Hau interesgarria izan daiteke: