Виды аккумуляторов, их преимущества и слабые стороны

Гибриды, плагин-гибридные и электрические автомобили: Какие батареи для них подходят лучше итого

Итого 10-12 лет назад мы не смогли бы поговорить на такую тему будто использование различных типов аккумуляторов в гибридных, плагин- гибридных и электрических автомобилях по одной несложный причине, их практически не существовало в природе, а рабочие экземпляры можно было посчитать по старинке, на пальцах обеих рук.

Сейчас мы в 2016 году. И вкруг нас в городах ездит немалое число гибридных машин, попадаются плагин- гибридные варианты и даже целиком электрические автомобили. Свои виды «зеленых» автомобилей будущего разрабатывают или уже презентовали почитай все главные игроки от автоиндустрии. Разумеется что там говорить, даже одни из самых быстрых гоночных автомобилей в мире от Ferrari, Porsche и McLaren стали гибридными, этак что люд уже не будут глядеть на вас, будто на странного хиппи, когда вы станете упоминать слова «гибридный» или «электромобиль».

Также уже существует будет большое количество электрических автомобилей, которые питаются частично или целиком от электричества, которое соответственно берется от батарей на борту ТС. Главные параметры, в которые безусловно входит максимальное дистанция, которое может победить электрокар на одной зарядке и скорость зарядки аккумуляторов зависят от типа применяемых батарей. Собственно потому мы посчитали важным обрисовать общие преимущества и проблемы основных видов батарей на сегодняшнее пора.

Два самых продаваемых электрических транспортных средства в мире- это Nissan Leaf, продано возле четверти миллиона единиц на 2015 год, затем следует Tesla Model S, продажи которой зафиксированы в число примерно в 100.000 штук. Совпадение или дудки, однако Leaf и Model S работают от одинакового типа литий-ионных (Li-Ion) батарей, потому мы начнем наш рассказ с них.

 

Литий-ионные (Li-Ion) аккумуляторы

Первоначально стали использоваться для питания портативных приборов бытовой электроники. Последнее десятилетие литий-ионные аккумуляторы вечно развивались в автомобильном направлении, потому большинство современных (произведенных в 2015- 2016 годах) и предстоящих гибридов или целиком электрических автомобилей используют в своей схеме собственно их.

Не все литий-ионные аккумуляторы похожи товарищ на друга, основные различия, заключаются в их дополнениях. Большинство портативных устройств, таких будто смартфоны, планшеты или ноутбуки используют в качестве аккумулирующего энергию элемента, Li-Ion батареи, созданные на основе оксида лития кобальта (LiCoO2), что дает им высокую плотность заряда.

LiCoO2 катоды также обладают некоторыми серьезными недостатками, они более восприимчивы к этак называемому «тепловому убеганию», которое инициируется во пора перезаряда или работы при высокой температуре. Другими словами, они могут буквально подорваться, когда эксплуатируется неправильно или при экстремальных нагрузках. Быть может по этой причине в автомобилестроении вдали не все производители имеют с ними дело.

Для более энергоемкого применения, в таких приборах будто электроинструмент, медицинская техника и, прежде итого автомобили, существуют литий-ионные аккумуляторы сделанные на основе литий-железо фосфата (LiFePO4), оксида лития марганца (LMO) и оксида кобальта марганца лития никеля (NMC). Все они имеют несколько меньшую плотность энергии, чем LiCoO2, однако и лучше в смысле безопасности и большей продолжительности жизни.

Большинство современных гибридных и электрических автомобилей используют NMC литий-ионные батареи.

 

Преимущества

Самое большое преимущество Li-Ion аккумуляторов состоит в лучшем соотношении энергии к весу, быстроте зарядки, у него практически отсутствует эффект памяти.

Большая удельная энергия означает, что такие аккумуляторы могут тянуть меньше. Этот нюанс очевидно, делает их более подходящими для использования в автомобилях, этак будто меньший вес увеличивает дистанцию на одной зарядке и производительность, в то же пора придавая автомобилю лучшую управляемость.

Стремительность зарядки аккумуляторной батареи объект относительная. В реальной жизни отличий между существующими (применяемыми) системами аккумуляторов вы не увидите.

Литий-ионные аккумуляторы, по-видимому меньше итого пострадали от проблемы эффекта памяти. Коротко говоря, отдельный типы батарей исподволь снижать свою максимальную энергоемкость с каждым циклом заряда-разряда. Обыкновенно это происходит, когда они неоднократно заряжаются после того, будто частично разряжаются.

В противополоденность тому, никелевые аккумуляторы больше итого страдают от этак называемого эффекта памяти, при котором батарея со временем «запоминает», что она имеет меньшую энергоемкость.

 

Недостатки

Самым крупным недостатком литий-ионных батарей является стоимость их производства, которая гораздо выше, чем при использовании других типов аккумуляторов.

По сравнению с никелевыми батареями, они на 40 процентов дороже в изготовлении. Стоимость издержек на производство будет вычтена из кошелька покупателя. Тем не менее, следует помнить, что производственные затраты будут исподволь уменьшаеться с течением времени для всех типов батарей.

Помимо небольшого снижения напряжения с каждым новым циклом заряда- разряда, число энергии, которую они могут удерживать (ёмкость) не уменьшается с течением времени. В автомобилях, заявленные разработчиками жизненные циклы этих батарей составляют 10 лет. Поверим на слово, покамест столь долго не тестировалась ни одна аккумуляторная Li-Ion батарея.

Таким образом, литий-ионные батареи имеют наименьшее число недостатков по сравнению с большинством своих соперников, однако они до сих пор далеки от идеального решения.

 

Никель-металл-гидридные (Ni-MH) аккумуляторы

Старейший образ этак называемых современных батарей, Ni-MH, по-прежнему используется во многих современных электрокарах, хотя литий-ионные аккумуляторы медлительно начали вытеснять их со всех основных направлений, говорим мы о гибридах, плагин-гибридных автомобилях или целиком электрических транспортных средствах, всюду виден переход на более современную систему хранения энергии.

Гораздо дешевле в изготовлении, чем Li-ионные аккумуляторы, тем не менее никель-металл-гидридные батареи также имеют будто положительные, этак и отрицательные стороны, которые для большинства производителей могут воображать реальную проблему при установке этого типа батарей в свои гибридные и электрические автомобили.

В отличие от Li-ионов, никель-металлогидридные аккумуляторы используют водород, никель и титан или подобный ему металл для хранения энергии. Это и делает их гораздо более дешевыми в производстве по сравнению с первым типом аккумуляторов, однако, этак как все больше автопроизводителей переходят на использование литий-ионных батарей (Tesla, этак), большая разница в ценах должна сократиться.

 

Преимущества

До сих пор самым большим потенциалом для роста количества производимых никель-металл-гидридных батарей является их долговечность. За современными типами батарей необходимо следить, гоняться, правильно их эксплуатировать, для того чтоб они работали будто можно дольше, аккумуляторы NiMH переживают эксплуатацию без особых проблем, не теряя емкости могут просуществовать столько же, при минимальном уходе.

Их прочность тесно связана с безопасностью, для них не требуется дополнительных мер предосторожности, из-за содержания небольшого количества мягких токсинов, по сравнению с другими батареями. Кроме того, высокое содержание никеля в них делает их утилизации выгодной.

 

Недостатки

Основным препятствием для дальнейшего использования NiMH является их низкая плотность энергии, которая почитай на 40% меньше, чем у их основного конкурента. Их определенно можно сделать по емкости такими же, будто и литий- ионные батареи, однако лишь путем увеличения их размеров, а соответственно и веса.

В гибридах, плагин-гибридах и электромобилях, аккумуляторы выполняют немало работы во пора движения, тут в фокус зрения попадает еще одна неприятная черта никель-металлогидридных аккумуляторов. Если их скоро зарядить и затем использовать под высокой нагрузкой, они имеют тенденцию генерировать большое число тепла, потому требуется отдельная система охлаждения, что в свою очередность добавляет еще больше веса.

 

Остальные типы аккумуляторных батарей

Кушать немало других типов батарей, которые, быть может, в конце концов, станут использоваться в автомобильной промышленности, однако ни одинешенек из них не стал по-настоящему революционным и решающим все проблемы одновр/еменно.

Разрабатываемые/ разработанные системы:

Кобальт Диоксид, фосфат железа (FePo) и литий-фосфат железа (LiFePO4), литий-атмосфера (Li -Air), литий-полимерная система (LiPo), никель-кобальт-марганец (NCM), никель-кобальт-алюминий (NCA) и оксид марганца (MnO) — это лишь отдельный из типов аккумуляторов, которые могут показаться в серийных электромобилях в будущем.

Кобальт диоксидовые батареи на рынке уже более десяти лет, питают небольшие электроприборы, такие будто мобильные телефоны, игрушки или ноутбуки. У них кушать два главных недостатка, особливо при серьезном использовании, это термический пробой и издержки производства, однако в целом, они пять зарекомендовали себя, когда дело доходит до плотности заряда.

Одной из наиболее стабильных и недорогих батарей стал фосфат железа, однако эта система выполняет работу на более низком напряжении потому вам потребуется будет немало этого типа аккумуляторов, чтоб повергнуть электрический автомобиль в движение.

Литий-полимерная система, LiPo, звучит гордо и своеобразно, на самом деле представляет из себя еще одну форму литий-ионных батарей. Основное отличие заключается в том, что литий-ионные полимеры упакованы в этак называемом «формате мешка», какой имеет будто свои достоинства и недостатки. Вот отчего они совершенно недавно стали использовать в автомобилях.

NCM и NCA батареям предстоит еще долгий путь становления, до тех пор, покамест они станут довольно рентабельны для использования в автомобилях, не говоря уже о том, чтоб они стали восприимчивы к тепловому пробою.

До сих пор одним из самых интригующих новых технологий остается литий-воздушная батарея (LiAir), которая использует окисление лития на аноде и восстановление кислорода на катоде, чтоб индуцировать электрический ток. Двумя основными преимуществами литий-воздушного аккумулятора являются то, что это отличный ключ энергии, почитай сопоставим с бензином и от 5 до 15 одинешенек мощнее, чем текущие литий-ионные батареи.

В любом случае, мы еще далеки от этих альтернативных типов батарей, устанавливаемых на крайне узкий процент гибридов и электромобилей. Однако хорошая новинка в том, что они на подходе и с ними придут новые возможности в использовании электрической техники в целом и машин в частности.

Информационное издание: Новости гаи, дтп, штрафы пдд, ГИБДД, Испытание ПДД онлайн. Техосмотр