Ngisi daya kendaraan listrik sajrone 10 menit. lan umur baterei luwih suwe amarga…panas. Tesla wis rong taun, saiki para ilmuwan wis nemokake

Sèl lithium-ion modern dianggep paling apik ing suhu kamar, amarga ngidini kompromi sing cukup antarane kacepetan ngisi daya lan degradasi sel. Nanging, ternyata dadi panas sadurunge ngisi daya ngidini sampeyan nambah daya pangisi daya lan ora mengaruhi konsumsi baterei.

Daftar Isi

• Gear saka Tesla kanthi riset ilmiah
  • Masalah paling gedhe karo sel lithium-ion yaiku lithium sing kepepet. Salah siji ing SEI utawa grafit. Lan malah kurang lithium = kapasitas kurang
  • Suhu sing luwih dhuwur kanggo wektu sing cendhak = pangisi daya sing aman kanthi daya luwih akeh
  • Asil? Ing pucuk driji: Ngisi daya 200-500 kW lan umur baterei 20-50 taun

Ing 2017, Tesla nambahake mekanisme preheating baterei kanggo kendaraan. ing suhu kurang. Dianggep manawa iki bakal nambah jarak penerbangan ing musim dingin lan nyepetake ngisi daya sajrone frosts. Nanging, dadi panas lan cooling ing dhewe ora dadi masalah gedhe, amarga akeh manufaktur nggunakake sel digawe adhem / digawe panas aktif utawa paket baterei bundled.

> Kepiye carane baterei ing kendaraan listrik digawe adhem? [DAFTAR MODEL]

Kuncine ternyata Pemanasan kanthi cara kanggo nyepetake proses ngisi daya tanpa ngrusak sel.. Iku misale jek sing sawise nganyari dadi apa suhu kudu kanggo ngurangi downtime ing pangisi daya. Fungsi kanggo anget baterei sadurunge nyambungake menyang Supercharger (preheating, pungkasane ing 2019: anget baterei nalika lelungan) wis dilebokake kanthi permanen ing piranti lunak wiwit perdana Supercharger v3 ing Maret 2019:

> Tesla Supercharger V3: Saklawasé 270km Range ing 10 Menit, Daya Ngisi Daya 250kW, Kabel Dipendhem Cairan [Update]

Ilmuwan ing Pennsylvania State University's Center for Electrochemical Motors mung mbuktekake Tesla bener. Lan tegese mobil listrik ngisi ing 10 menit z sawetara atus kilowatt i aja padha sumelang ing bab degradasi kapasitas baterei dekade, nganti suhu ing ngendi sel digawe panas dipilih kanthi tepat.

Nanging ayo miwiti saka wiwitan:

Masalah paling gedhe karo sel lithium-ion yaiku lithium sing kepepet. Salah siji ing SEI utawa grafit. Lan malah kurang lithium = kapasitas kurang

Punika umum ditampa sing suhu operasi optimal kanggo sel lithium-ion punika suhu kamar. Mulane, mekanisme cooling baterei aktif mesthekake yen sel ora overheat banget (sawise kabeh, iku ora tansah bisa kanggo njaga nominal 20 derajat Celsius).

Suhu kamar ngijini sampeyan kanggo nyegah wutah saka lapisan passivating - bagian sekedhik solidified saka elektrolit, kang accumulates ing elektroda lan ngiket ion lithium; SEI - lan penjara ion lithium ing elektroda grafit. Tambah ing suhu tegese loro pangolahan digawe cepet. Sampeyan bisa ndeleng iki sawise tes awal.

> Tesla lagi regejegan ing Jerman. Kanggo "Autopilot", "Full Autonomous Driving"

Ilmuwan ing Pusat Mesin Elektrokimia wis verifikasi manawa Sèl litium-ion sing digunakake ing kendaraan listrik mung tahan udakara 50 daya ing 6°C. (yaiku 6 kaping kapasitas sel, contone sel 0,2 kWh diisi dening sumber 1,2 kW, lsp).

Kanggo mbandhingake, pranala sing padha:

• padha gampang tekan 2 biaya ing 500C (kanggo mobil kanthi baterei 40 kWh yaiku 40 kW, kanggo mobil kanthi baterei 80 kWh yaiku 80 kW, lsp.),
• padha wis langgeng mung 200 biaya ing 4C.

Ing wektu sing padha, kanthi "tahan" tegese mundhut 20 persen daya asli, amarga kaya ngono istilah kasebut dimangerteni ing industri otomotif.

Peneliti sel lithium-ion wis nyoba pirang-pirang taun kanggo ngatasi masalah iki kanthi ngganti komposisi elektrolit utawa nutupi elektroda kanthi bahan sing beda kanggo nyegah panangkepan ion lithium. Amarga iku ion lithium obah ing baterei sing tanggung jawab kanggo kapasitas sawijining.

> Renault-Nissan nandur modal ing Enevate: "Isi baterei ing 5 menit"

Ora sengaja, pranyata masalah kasebut bisa ditanggulangi luwih gampang. Iku cukup kanggo panas sel kanggo Ngartekno nyuda masalah trapping ion lithium. Sayange, suhu sing luwih dhuwur nyebabake kapasitansi sel mudhun: nalika enkapsulasi lithium ing elektroda diwatesi, masalah pertumbuhan lapisan passivating (SEI) ora ditanggulangi.

Ora nganggo tongkat, nanging nganggo tongkat.

Suhu sing luwih dhuwur kanggo wektu cendhak = ngisi daya aman kanthi daya luwih akeh

Nanging, para ilmuwan saka pusat riset kasebut bisa nemokake titik tengah. Wong-wong mau nyeluk dheweke Metode modulasi suhu asimetris. Padha panas sel kanggo 30 detik kanggo 48 derajat Celsius lan banjur ngisi daya kanggo 10 menit kanggo pungkasanipun njaluk sistem munggah lan mlaku lan suhu mudhun.

Napa ngisi daya mung 10 menit? Inggih, ing 6 C iki wektu cukup kanggo ngisi baterei nganti 80 persen saka kapasitas. 6 C tegese sumber daya:

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

Nalika ngisi daya saka 0 nganti 80 persen, daya dhuwur iki mbutuhake wektu nganggur 10 menit kanggo pangisi daya. Nanging, yen tingkat discharge baterei luwih murah (10 persen, 15 persen, ...), proses replenishment energi njupuk malah kurang saka 10 menit!

Mekanisme cooling baterei mung kudu mesthekake yen suhu baterei ora munggah ing ndhuwur 50 derajat (para peneliti ngomong 53 derajat Celsius) kanggo matesi tingkat ing kang lapisan passivation mbangun munggah. Ing wektu sing padha, wektu pangisi daya sing cendhak nyuda wektu wutah.

Asil? Ing pucuk driji: Ngisi daya 200-500 kW lan umur baterei 20-50 taun

Para ilmuwan bisa mbuktekake manawa sel NMC622 sing diolah kanthi cara iki bisa nahan 1 daya kanthi daya 700 C lan mundhut nganti 6 persen kapasitas. 20 daya ora banget nyengsemaken, nanging yen kita drive 1 km saben taun lan baterei wis kapasitas 700 kWh, iki Asil diowahi dadi 23 taun operasi.

Tambahake manawa baterei lan sawetara kendharaan listrik saya akeh lan Kutub biasane nyopir kurang saka 20-80 kilometer setaun, tegese kapasitas baterei kudu mudhun nganti 30 persen sajrone 50-XNUMX taun.

> kene! Kendaraan listrik pisanan kanthi jarak nyata 600 km yaiku Tesla Model S Long Range.

Warto poczytać: modulasi suhu asimetris kanggo pangisian daya baterei lithium-ion kanthi cepet

Foto pambuka: elektroplating (lapisan litium) elektroda gumantung saka suhu sel (c) Pusat mesin elektrokimia

Iki bisa uga narik minat sampeyan: