Laai elektriese voertuie binne 10 minute. en langer batterylewe danksy ... verhitting. Tesla het dit vir twee jaar gehad, nou het wetenskaplikes dit uitgevind
inhoud
Daar word geglo dat moderne litiumioonselle die beste by kamertemperatuur presteer, aangesien hulle 'n redelike kompromie tussen laaispoed en seldegradasie bied. Dit blyk egter dat die verhitting van hulle voor laai jou toelaat om die laaikrag te verhoog en nie die batteryverbruik noemenswaardig beïnvloed nie.
Inhoudsopgawe
- Meganisme van Tesla met wetenskaplike navorsing
- Die grootste probleem met litium-ioonselle is die vasgevange litium. Of in SEI of grafiet. En selfs minder litium = minder kapasiteit
- Hoër temperatuur vir 'n kort tyd = veilige laai met baie meer krag
- Resultate? Op jou vingers: laai 200-500 kW en 20-50 jaar se batterylewe
Tesla het in 2017 'n batteryvoorverhittingsmeganisme by sy voertuie gevoeg. by lae temperature. Daar is aanvaar dat dit die vlugbereik in die winter sou vergroot en laai tydens koue weer sou versnel. Verhitting en verkoeling op sigself was egter nie 'n spesiale ontdekking nie, baie vervaardigers gebruik aktief verkoelde / verhitte selle of volledige batterypakke.
> Hoe word batterye in elektriese voertuie verkoel? [MODELLYS]
Die sleutel het uitgedraai Verhit op so 'n manier om die laaiproses te versnel sonder om die selle te beskadig.... Dit blyk dat dit ná die opdatering duidelik geword het wat die temperatuur moet wees om die stilstand op die laaier te verminder. Die batteryvoorverhittingsfunksie voordat dit aan die Supercharger gekoppel word (voorverhit uiteindelik in 2019: die battery opwarm op die pad) is permanent by die sagteware ingesluit sedert die Supercharger v3 in Maart 2019 die eerste keer verskyn het:
> Tesla Supercharger V3: 270 minute reeks van byna 10 km, 250 kW laaikrag, vloeistofverkoelde kabels [opdatering]
Wetenskaplikes by die Sentrum vir Elektrochemiese Motors aan die Penn State University het pas bewys dat Tesla reg was. En dit beteken elektriese motors word binne 10 minute gelaai z met 'n kapasiteit van etlike honderde kilowatt i moenie bekommerd wees oor die agteruitgang van die batterykapasiteit nie vir dekades, totdat die temperatuur waartoe die selle verhit word, presies gekies word.
Maar kom ons begin van die begin af:
Die grootste probleem met litium-ioonselle is die vasgevange litium. Of in SEI of grafiet. En selfs minder litium = minder kapasiteit
Daar word geglo dat die optimale bedryfstemperatuur vir litium-ioonselle is kamertemperatuur... Daarom verseker die meganismes van aktiewe verkoeling van die battery dat die selle nie te veel oorverhit nie (dit is immers nie altyd moontlik om die nominale 20 grade Celsius te hou nie).
Kamertemperatuur laat jou toe om die groei van die passiverende laag te beperk - die gestolde fraksie van die elektroliet, wat op die elektrode ophoop en litiumione bind; SEI - en gevangenskap van litiumione in 'n grafietelektrode. 'n Toename in temperatuur beteken dat beide prosesse versnel word. U kan dit sien na aanvanklike toetse.
> Tesla word in Duitsland betwis. Vir "Autopilot", "Volledig outonome bestuur"
Wetenskaplikes by die Sentrum vir Elektrochemiese Motors het dit bevestig Litium-ioonselle wat in elektriese voertuie gebruik word, hou net sowat 50 ladings by 6 ° C. (m.a.w. 6 keer meer as die selkapasiteit, byvoorbeeld, 'n 0,2 kWh-sel word gelaai met 'n 1,2 kW-bron, ens.).
Ter vergelyking, dieselfde skakels:
- hulle maklik bereik 2 laaie by 500C (vir 'n motor met 'n 40 kWh-battery is dit 40 kW, vir 'n motor met 'n 80 kWh-battery is dit 80 kW, ens.),
- hulle het reeds gehou slegs 200 ladings by 4C.
Terselfdertyd bedoel ons met "weerstaan" 'n verlies van 20 persent van die oorspronklike krag, want dit is hoe die term in die motorbedryf verstaan word.
Navorsers oor litiumioonselle het jare lank probeer om hierdie probleem op te los deur die samestelling van elektroliete te verander of deur die elektrodes met verskeie materiale te bedek om te verhoed dat litiumione vasgevang word. Want dit is die litiumione wat in die battery beweeg wat vir sy kapasiteit verantwoordelik is.
> Renault-Nissan belê in Enevate: "Laai die battery binne 5 minute"
Heel onverwags het dit geblyk dat die probleem baie makliker opgelos kan word. Dit is genoeg om die sel te verhit om die probleem van die vasvang van litiumione aansienlik te verminder. Ongelukkig het die hoër temperatuur in elk geval 'n afname in selkapasiteit veroorsaak: toe die inkapseling van litium in die elektrode beperk was, was die probleem van groei van die passiveringslaag (SEI) nie opgelos nie.
Nie met 'n stok nie, maar met 'n stok.
Hoër temperatuur vir 'n kort tydjie = veilige laai met baie meer krag
Wetenskaplikes van die genoemde navorsingsentrum het egter daarin geslaag om 'n middeweg te vind. Hulle het hom gebel Asimmetriese temperatuur modulasie metode... Hulle verhit die element vir 30 sekondes tot 48 grade Celsius, en laai dit dan vir 10 minute sodat die stelsel uiteindelik werk en die temperatuur daal.
Hoekom neem dit net 10 minute om te laai? Wel, by 6 C is dit genoeg tyd om die battery tot 80 persent van sy kapasiteit te laai. 6 C beteken kragtoevoer:
- 240 kW vir Nissan Leaf II
- 400 kW vir Hyundai Kona Electric 64 kWh,
- 480 kW vir Tesla Model 3.
Wanneer dit van 0 tot 80 persent gelaai word, vereis hierdie hoë krag 10 minute se laaier-stilstand. As die battery-ontladingstempo egter laer is (10 persent, 15 persent, ...), die energieaanvullingsproses neem selfs minder as 10 minute!
Die battery se verkoelingsmeganisme moet net verseker dat die temperatuur van die battery nie bo 50 grade (die navorsers sê 53 grade Celsius) styg nie om die tempo waarteen die passiveringslaag opbou, te beperk. Terselfdertyd maak die kort laaityd dit moontlik om die groeiperiode te verkort.
Resultate? Op jou vingers: laai 200-500 kW en 20-50 jaar se batterylewe
Die wetenskaplikes kon bewys dat die NMC622-selle wat op hierdie manier behandel is, 1 lading met 'n krag van 700 C en 'n verlies van tot 6 persent van kapasiteit kan weerstaan. 20 ladings is nie baie indrukwekkend nie, maar as ons 1 km per jaar ry en die battery het 'n kapasiteit van 700 kWh, is dit Die resultaat word omskep in 23 jaar se bedryf.
Ons voeg by dat die batterye en die reikafstand van elektriese voertuie groei, en die Pole reis gewoonlik minder as 20 80 kilometer per jaar, wat beteken dat die batterykapasiteit oor ongeveer 30 tot 50 jaar tot XNUMX persent behoort te daal.
> Hier! Die eerste elektriese voertuig met 'n werklike reikafstand van 600 km is die Tesla Model S Long Range.
Warto poczytać: asimmetriese temperatuurmodulasie vir ultra-vinnige laai van litiumioonbatterye
Openingsfoto: elektroplatering (litiumbedekking) van die elektrode afhangende van die seltemperatuur (c) Middel van die elektrochemiese motor
Dit kan jou interesseer:
