Lataa sähköautot 10 minuutissa. ja pidempi akun käyttöikä ... lämmityksen ansiosta. Teslalla oli se kaksi vuotta, nyt tiedemiehet keksivät sen

Uskotaan, että nykyaikaiset litiumionikennot toimivat parhaiten huoneenlämmössä, koska ne tarjoavat kohtuullisen kompromissin latausnopeuden ja solujen hajoamisen välillä. Osoittautuu kuitenkin, että niiden lämmittäminen ennen latausta mahdollistaa lataustehon lisäämisen, eikä se vaikuta merkittävästi akun kulutukseen.

sisällysluettelo

• Teslan mekanismi tieteellisellä tutkimuksella
  • Suurin ongelma litiumionikennoissa on loukkuun jäänyt litium. Joko SEI tai grafiitti. Ja vielä vähemmän litiumia = vähemmän kapasiteettia
  • Korkeampi lämpötila lyhyen aikaa = turvallinen lataus paljon suuremmalla teholla
  • Tulokset? Käden ulottuvilla: lataus 200-500 kW ja akun käyttöikä 20-50 vuotta

Tesla lisäsi akun esilämmitysmekanismin ajoneuvoihinsa vuonna 2017. matalissa lämpötiloissa. Tämän oletettiin lisäävän lentoetäisyyttä talvella ja nopeuttavan latausta kylmällä säällä. Lämmitys ja jäähdytys sinänsä ei kuitenkaan ollut erityinen löytö, monet valmistajat käyttävät aktiivisesti jäähdytettyjä / lämmitettyjä kennoja tai kokonaisia ​​akkuja.

> Miten sähköajoneuvojen akut jäähdytetään? [MALLILUETTELO]

Avain selvisi Lämmitys siten, että latausprosessi nopeuttaa kennoja vahingoittamatta.... Näyttää siltä, ​​että päivityksen jälkeen kävi selväksi, mikä lämpötilan tulisi olla, jotta laturin seisokkiaika pienenisi. Akun esilämmitysominaisuus ennen liittämistä Superchargeriin (esilämmitys lopulta vuonna 2019: akun lämmittäminen matkalla) on sisällytetty ohjelmistoon pysyvästi Supercharger v3:n ensiesittelyn jälkeen maaliskuussa 2019:

> Tesla Supercharger V3: 270 minuutin toimintasäde lähes 10 km, latausteho 250 kW, nestejäähdytteiset kaapelit [päivitys]

Penn State Universityn sähkökemiallisten moottorien keskuksen tutkijat osoittivat juuri Teslan olevan oikeassa. Ja se tarkoittaa sähköautot latautuvat 10 minuutissa z joiden teho on useita satoja kilowatteja i älä ole huolissasi akun kapasiteetin heikkenemisestä vuosikymmeniä, kunnes lämpötila, johon kennot lämmitetään, valitaan tarkasti.

Mutta aloitetaan ihan alusta:

Suurin ongelma litiumionikennoissa on loukkuun jäänyt litium. Joko SEI tai grafiitti. Ja vielä vähemmän litiumia = vähemmän kapasiteettia

Yleisesti on hyväksytty Litiumionikennojen optimaalinen käyttölämpötila on huoneenlämpötila... Siksi akun aktiivisen jäähdytyksen mekanismit varmistavat, että kennot eivät ylikuumene liikaa (ei loppujen lopuksi aina ole mahdollista pitää nimellistä 20 celsiusastetta).

Huoneen lämpötila mahdollistaa passivoivan kerroksen kasvun hillitsemisen - elektrolyytin jähmettyneen osan, joka kerääntyy elektrodille ja sitoo litiumioneja; SEI - ja litiumionien vangitseminen grafiittielektrodissa. Lämpötilan nousu tarkoittaa, että molemmat prosessit kiihtyvät. Tämän huomaa ensimmäisten testien jälkeen.

> Tesla on kiistanalainen Saksassa. "Autopilotille", "Täysin autonomiselle ajolle"

Sähkökemiallisten moottorien keskuksen tutkijat ovat vahvistaneet tämän Sähköajoneuvoissa käytetyt litiumionikennot kestävät vain noin 50 latausta 6 °C:ssa. (eli 6 kertaa enemmän kuin kennokapasiteetti, esim. 0,2 kWh:n kenno ladataan 1,2 kW:n lähteellä jne.).

Vertailun vuoksi samat linkit:

• niihin pääsi helposti 2 latausta 500C (40 kWh:n akulla varustetussa autossa 40 kW, 80 kWh:n akulla 80 kW jne.),
• ne kestivät jo vain 200 latausta 4C:ssa.

Samalla "kestävällä" tarkoitamme 20 prosentin menetystä alkuperäisestä tehosta, koska näin termi ymmärretään autoteollisuudessa.

Litiumionitutkijat ovat useiden vuosien ajan yrittäneet ratkaista tätä ongelmaa muuttamalla elektrolyyttien koostumusta tai pinnoittamalla elektrodeja erilaisilla materiaaleilla litiumionien vangitsemisen estämiseksi. Koska akussa liikkuvat litiumionit ovat vastuussa sen kapasiteetista.

> Renault-Nissan investoi Enevateen: "Lataa akku 5 minuutissa"

Melko yllättäen kävi ilmi, että ongelma voidaan ratkaista paljon helpommin. Riittää, että kennon kuumennus vähentää merkittävästi litiumionien vangitsemisongelmaa. Valitettavasti korkeampi lämpötila aiheutti joka tapauksessa kennon kapasiteetin laskun: kun litiumin kapselointi elektrodiin oli rajoitettu, passivointikerroksen (SEI) kasvuongelma ei ratkennut.

Ei kepillä, vaan kepillä.

Korkeampi lämpötila varten lyhyt aika = turvallinen lataus paljon suuremmalla teholla

Mainitun tutkimuskeskuksen tutkijat onnistuivat kuitenkin löytämään keskitien. He soittivat hänelle Epäsymmetrinen lämpötilamodulaatiomenetelmä... Ne lämmittävät elementin 30 sekuntia 48 celsiusasteeseen ja lataavat sitten 10 minuuttia, jotta järjestelmä lopulta toimii ja lämpötila laskee.

Miksi lataaminen kestää vain 10 minuuttia? No, 6 C:ssa tämä aika riittää lataamaan akku 80 prosenttiin sen kapasiteetista. 6 C tarkoittaa virtalähdettä:

• 240 kW Nissan Leaf II:lle
• 400 kW Hyundai Kona Electricille 64 kWh,
• 480 kW Tesla Model 3:lle.

Kun lataus on 0–80 prosenttia, tämä suuri teho vaatii 10 minuutin latausajan. Jos akun purkautumisaste on kuitenkin pienempi (10 prosenttia, 15 prosenttia, ...), energian täydennysprosessi kestää jopa alle 10 minuuttia!

Akun jäähdytysmekanismin on vain varmistettava, että akun lämpötila ei nouse yli 50 astetta (tutkijoiden mukaan 53 celsiusastetta), jotta passivointikerroksen muodostumisnopeus rajoitetaan. Samalla lyhyt latausaika mahdollistaa kasvukauden lyhentämisen.

Tulokset? Käden ulottuvilla: lataus 200-500 kW ja akun käyttöikä 20-50 vuotta

Tutkijat pystyivät todistamaan, että tällä tavalla käsitellyt NMC622-kennot kestävät yhden latauksen 1 C:n teholla ja jopa 700 prosentin kapasiteetin menetyksellä. 6 latausta ei ole kovin vaikuttavaa, mutta jos ajetaan 20 km vuodessa ja akun kapasiteetti on 1 kWh, tämä on Tulos muuttuu 23 vuoden toiminnaksi.

Lisätään, että akut ja sähköajoneuvojen valikoima kasvavat, ja puolalaiset matkustavat yleensä alle 20 80 kilometriä vuodessa, mikä tarkoittaa, että akun kapasiteetin pitäisi laskea 30 prosenttiin noin 50 - XNUMX vuodessa.

> Tässä! Ensimmäinen sähköauto, jonka todellinen toimintasäde on 600 km, on Tesla Model S Long Range.

Warto poczytać: epäsymmetrinen lämpötilamodulaatio litiumioniakkujen ultranopeaan lataukseen

Avauskuva: elektrodin galvanointi (litiumpinnoite) kennon lämpötilasta riippuen (c) Sähkökemiallisen moottorin keskikohta

Tämä saattaa kiinnostaa sinua: