Батарейгаар ажилладаг цахилгаан машин

Цахилгаан тээврийн хэрэгсэлд зай, эс тэгвээс батерей нь шийдвэрлэх үүрэг гүйцэтгэдэг. Энэ бүрэлдэхүүн хэсэг нь бусад зүйлсээс гадна цахилгаан тээврийн хэрэгслийн хүрээ, цэнэглэх хугацаа, жин, үнийг тодорхойлдог. Энэ нийтлэлд бид батерейны талаар мэдэх шаардлагатай бүх зүйлийг танд өгөх болно.

Цахилгаан машинууд лити-ион батерей ашигладаг гэдгээс эхэлье. Энэ төрлийн батерейг гар утас, зөөврийн компьютерт бас олж болно. Кобальт, манган, никель гэх мэт өөр өөр түүхий эдийг боловсруулдаг өөр өөр төрлийн лити-ион батерейнууд байдаг. Лити-ион батерейны давуу тал нь эрчим хүчний өндөр нягтралтай, удаан эдэлгээтэй байдаг. Сул тал нь бүрэн хүчийг ашиглах боломжгүй юм. Зайг бүрэн цэнэггүй болгох нь хортой. Эдгээр асуудалд дараагийн догол мөрүүдэд илүү их анхаарал хандуулах болно.

Утас эсвэл зөөврийн компьютерээс ялгаатай нь цахилгаан тээврийн хэрэгсэл нь олон тооны эсээс бүрдсэн цэнэглэдэг батерейтай байдаг. Эдгээр эсүүд нь цуваа болон зэрэгцээ холбогдож болох кластер үүсгэдэг. Батерей нь маш их зай эзэлдэг бөгөөд маш их жинтэй байдаг. Тээврийн хэрэгслийн жинг аль болох их хэмжээгээр хуваарилахын тулд батерейг ихэвчлэн доод хавтан дээр суурилуулсан байдаг.

Чадавхи

Батерейны хүчин чадал нь цахилгаан тээврийн хэрэгслийн гүйцэтгэлд чухал хүчин зүйл болдог. Хүчин чадлыг киловатт-цаг (кВт.ц)-аар тодорхойлно. Жишээлбэл, Tesla Model 3 Long Range нь 75 кВт.ц батерейтай бол Volkswagen e-Up нь 36,8 кВт.ц батерейтай. Энэ тоо яг юу гэсэн үг вэ?

Ватт, тиймээс киловатт нь батерейны үйлдвэрлэж чадах хүчийг хэлнэ. Батерей нэг цагт 1 киловатт эрчим хүч өгдөг бол энэ нь 1 кВт болно.цаг эрчим хүч. Хүчин чадал гэдэг нь батерейг хадгалах эрчим хүчний хэмжээ юм. Ватт-цаг нь ампер-цаг (цахилгаан цэнэг) -ийг вольтын тоогоор (хүчдэл) үржүүлэх замаар тооцоолно.

Бодит байдал дээр та хэзээ ч бүрэн батерейны хүчин чадалтай байх боломжгүй. Бүрэн цэнэггүй болсон батерей нь хүчин чадлынхаа 100% -ийг ашиглах нь түүний ашиглалтын хугацаанд хор хөнөөл учруулдаг. Хэрэв хүчдэл хэт бага байвал элементүүд эвдэрч болзошгүй. Үүнээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд электрон төхөөрөмж үргэлж буфер үлдээдэг. Бүрэн цэнэглэлт нь батерейнд нөлөөлдөггүй. Батерейг 20% -аас 80% хүртэл эсвэл хооронд нь цэнэглэх нь дээр. 75 кВт.ц батерейны тухай ярихад энэ нь бүрэн хүчин чадал юм. Тиймээс практик дээр та үргэлж ашиглах боломжгүй хүчин чадалтай тулгардаг.

температур

Температур нь батерейны хүчин чадалд нөлөөлдөг чухал хүчин зүйл юм. Хүйтэн зай нь хүчин чадлыг мэдэгдэхүйц бууруулахад хүргэдэг. Учир нь батерейны химийн бодис бага температурт сайн ажилладаггүй. Үүний үр дүнд өвлийн улиралд та жижиг хүрээтэй ажиллах хэрэгтэй болдог. Өндөр температур нь гүйцэтгэлд сөргөөр нөлөөлдөг боловч бага хэмжээгээр. Дулаан нь батерейны ашиглалтад ихээхэн сөрөг нөлөө үзүүлдэг. Тиймээс хүйтэн нь богино хугацааны нөлөө үзүүлдэг бол халуун нь урт хугацааны нөлөө үзүүлдэг.

Олон тооны цахилгаан тээврийн хэрэгсэлд температурыг хянадаг батерейны удирдлагын систем (BMS) байдаг. Систем нь ихэвчлэн халаалт, хөргөлт ба / эсвэл агааржуулалтаар идэвхтэй оролцдог.

ашиглалтын хугацаа

Олон хүмүүс цахилгаан тээврийн хэрэгслийн батерейны ашиглалтын хугацаа гэж гайхдаг. Цахилгаан машин харьцангуй залуу хэвээр байгаа тул, ялангуяа сүүлийн үеийн батерейны тухайд тодорхой хариулт хараахан гараагүй байна. Мэдээжийн хэрэг, энэ нь машинаас бас хамаарна.

Үйлчилгээний хугацаа нь цэнэгийн мөчлөгийн тоогоор тодорхойлогддог. Өөрөөр хэлбэл: батерейг хоосоноос бүрэн цэнэглэхэд хэр олон удаа цэнэглэгддэг. Тиймээс цэнэглэх мөчлөгийг хэд хэдэн цэнэгт хувааж болно. Өмнө дурьдсанчлан батерейны ашиглалтын хугацааг уртасгахын тулд 20% -аас 80% хүртэл цэнэглэх нь дээр.

Хэт хурдан цэнэглэх нь батерейны ашиглалтын хугацааг уртасгахад тустай биш юм. Энэ нь хурдан цэнэглэх үед температур их хэмжээгээр нэмэгддэгтэй холбоотой юм. Өмнө дурьдсанчлан өндөр температур нь батерейны ашиглалтад сөргөөр нөлөөлдөг. Зарчмын хувьд идэвхтэй хөргөлтийн системтэй тээврийн хэрэгсэл үүнийг эсэргүүцэж чадна. Ерөнхийдөө хурдан цэнэглэлт болон ердийн цэнэглэлтийг ээлжлэн хийхийг зөвлөж байна. Хурдан цэнэглэх нь тийм ч муу биш юм.

Цахилгаан машинууд зах зээлд гараад багагүй хугацаа өнгөрч байна. Тэгэхээр эдгээр машинуудын тусламжтайгаар аккумляторын хүчин чадал хэр багассаныг харж болно. Бүтээмж ихэвчлэн жилд 2,3%-иар буурдаг. Гэсэн хэдий ч батерейны технологийн хөгжил зогсохгүй байгаа тул доройтлын зэрэг нь зөвхөн буурч байна.

Олон км замыг туулсан цахилгаан тээврийн хэрэгслийн хувьд эрчим хүчний бууралт нь тийм ч муу биш юм. 250.000 гаруй 90 км замыг туулсан Теслас заримдаа зайны хүчин чадлынхаа XNUMX% -иас илүүг үлддэг. Нөгөөтэйгүүр, батерейг бүхэлд нь бага миль сольсон Теслас бас байдаг.

үйлдвэрлэл

Цахилгаан тээврийн хэрэгслийн батерей үйлдвэрлэх нь ийм батерейг үйлдвэрлэх нь байгаль орчинд хэр ээлтэй вэ гэсэн асуултыг төрүүлдэг. Үйлдвэрлэлийн явцад хүсээгүй зүйл тохиолддог уу? Эдгээр асуудлууд нь батерейны найрлагатай холбоотой байдаг. Цахилгаан машинууд лити-ион батерейгаар ажилладаг тул лити нь ямар ч байсан чухал түүхий эд юм. Гэсэн хэдий ч бусад хэд хэдэн түүхий эдийг бас ашигладаг. Батерейны төрлөөс хамааран кобальт, никель, манган ба / эсвэл төмрийн фосфатыг бас ашигладаг.

Байгаль орчин

Эдгээр түүхий эдийг олборлох нь байгаль орчинд хор хөнөөл учруулж, ландшафтыг сүйтгэдэг. Түүнчлэн ногоон эрчим хүчийг ихэвчлэн үйлдвэрлэлд ашигладаггүй. Тиймээс цахилгаан тээврийн хэрэгсэл байгаль орчинд ч нөлөөлдөг. Батерейны түүхий эдийг дахин боловсруулах өндөр чадвартай гэдэг нь үнэн. Цахилгаан тээврийн хэрэгслийн хаягдсан батарейг өөр зориулалтаар ашиглах боломжтой. Энэ сэдвийн талаар илүү ихийг байгаль орчинд ээлтэй цахилгаан тээврийн хэрэгсэлтэй холбоотой нийтлэлээс уншина уу.

Ажиллах нөхцөл

Ажлын нөхцлийн үүднээс авч үзвэл кобальт бол хамгийн асуудалтай түүхий эд юм. Конгод уул уурхайн олборлолтын явцад хүний ​​эрхийн талаар санаа зовж байна. Тэд мөлжлөг, хүүхдийн хөдөлмөр гэж ярьдаг. Дашрамд хэлэхэд энэ нь зөвхөн цахилгаан машинтай холбоотой биш юм. Энэ асуудал гар утас, зөөврийн компьютерын батерейнд бас нөлөөлдөг.

Зардал

Батерейнд үнэтэй түүхий эд агуулагддаг. Тухайлбал, кобальтын эрэлт, түүнийг дагаад үнэ нь огцом өссөн. Никель бол бас үнэтэй түүхий эд юм. Энэ нь батерей үйлдвэрлэх зардал нэлээд өндөр байна гэсэн үг юм. Энэ нь цахилгаан тээврийн хэрэгсэл нь бензин эсвэл дизель түлштэй тэнцэх машинтай харьцуулахад илүү үнэтэй байдаг гол шалтгаануудын нэг юм. Энэ нь бас том батарейтай цахилгаан машины загвар нь шууд хамаагүй илүү үнэтэй болдог гэсэн үг юм. Сайн мэдээ гэвэл батерейнууд бүтцийн хувьд хямд байдаг.

Татаж авах

Хуримтлал

Цахилгаан машин нь зайны цэнэгийн хэдэн хувийг үргэлж зааж өгдөг. Үүнийг бас нэрлэдэг Цэнэглэх төлөв дуудсан. Өөр нэг хэмжилтийн арга Ус зайлуулах гүн... Энэ нь батерейг хэр дүүргэж байгааг биш харин хэр цэнэггүй болсныг харуулж байна. Олон тооны бензин эсвэл дизель хөдөлгүүртэй тээврийн хэрэгслийн нэгэн адил энэ нь ихэвчлэн үлдсэн миль гэсэн тооцоолол болж хувирдаг.

Машин нь зайны цэнэгийн хэдэн хувийг яг таг хэлж чадахгүй тул хувь заяаг уруу татахгүй байхыг зөвлөж байна. Зайны цэнэг багасах үед халаалт, агааржуулагч гэх мэт шаардлагагүй тансаг хэрэглээний зүйлс унтрах болно. Нөхцөл байдал үнэхээр хүндэрвэл машин удаан явж чадна. 0% гэдэг нь дээр дурдсан буферийн улмаас бүрэн цэнэггүй болсон гэсэн үг биш юм.

Өргөх хүчин чадал

Цэнэглэх хугацаа нь тээврийн хэрэгсэл болон цэнэглэх аргаас хамаарна. Тээврийн хэрэгслийн хувьд батерейны хүчин чадал, цэнэглэх хүчин чадал нь шийдвэрлэх үүрэг гүйцэтгэдэг. Зайны багтаамжийг өмнө нь аль хэдийн хэлэлцсэн. Эрчим хүчийг киловатт цагаар (кВт цаг) илэрхийлэх үед цэнэглэх хүчин чадал нь киловатт (кВт) -аар илэрхийлэгдэнэ. Энэ нь хүчдэлийг (ампераар) гүйдэл (вольт) -аар үржүүлэх замаар тооцоолно. Цэнэглэх хүчин чадал их байх тусам машин хурдан цэнэглэгдэнэ.

Уламжлалт нийтийн цэнэглэх станцууд нь 11 кВт эсвэл 22 кВт хувьсах гүйдлээр цэнэглэгддэг. Гэсэн хэдий ч бүх цахилгаан машинууд 22 кВт цэнэглэхэд тохиромжгүй байдаг. Хурдан цэнэглэгч цэнэглэгч нь тогтмол гүйдлээр цэнэглэгддэг. Энэ нь илүү өндөр өргөх хүчин чадалтай байж болно. Tesla Superchargers 120kW болон Fastned Fast Chargers 50kW 175kW. Бүх цахилгаан машинууд 120 эсвэл 175 кВт-ын өндөр хүчээр хурдан цэнэглэхэд тохиромжгүй байдаг.

Нийтийн цэнэглэх станцууд

Цэнэглэх нь шугаман бус үйл явц гэдгийг мэдэх нь чухал юм. Сүүлийн 20% цэнэглэх нь хамаагүй удаан байдаг. Энэ нь цэнэглэх хугацааг ихэвчлэн 80% цэнэглэх гэж нэрлэдэг шалтгаан юм.

Ачаалах хугацаа нь хэд хэдэн хүчин зүйлээс хамаарна. Нэг хүчин зүйл бол та нэг фазын эсвэл гурван фазын цэнэглэгч ашиглаж байгаа эсэх. Гурван фазын цэнэглэлт нь хамгийн хурдан боловч бүх цахилгаан машинууд үүнд тохирохгүй. Үүнээс гадна зарим байшинд гурван фазын оронд зөвхөн нэг фазын холболтыг ашигладаг.

Нийтийн энгийн цэнэглэгч станцууд нь гурван фазын бөгөөд 16 ба 32 амперийн хүчин чадалтай. 0 А буюу 80 кВт-ын овоолгын цэнэглэгч станцад 50 кВт/цаг батерейтай цахилгаан тээврийн хэрэгслийг цэнэглэхэд (16%-11%) ойролцоогоор 3,6 цаг зарцуулдаг. 32 ампер цэнэглэх станцтай (22 кВт-ын шон) 1,8 цаг зарцуулна.

Гэсэн хэдий ч үүнийг илүү хурдан хийх боломжтой: 50 кВт-ын хурдан цэнэглэгчтэй бол 50 минутаас бага хугацаа шаардагдана. Өнөө үед 175 кВт-ын хурдан цэнэглэгч байдаг бөгөөд эдгээрийн тусламжтайгаар 50 кВт батерейг 80 минутын дотор XNUMX% хүртэл цэнэглэх боломжтой. Нийтийн цэнэглэгч станцуудын талаар нэмэлт мэдээлэл авахыг хүсвэл Нидерланд дахь цэнэглэх станцуудын тухай нийтлэлийг үзнэ үү.

Гэртээ цэнэглэж байна

Мөн гэртээ цэнэглэх боломжтой. Бага зэрэг хуучин байшинд гурван фазын холболт байдаггүй. Цэнэглэх хугацаа нь мэдээжийн хэрэг одоогийн хүчнээс хамаарна. 16 амперийн гүйдлээр 50 кВт.ц батерейтай цахилгаан машин 10,8 цагийн дотор 80% цэнэглэдэг. 25 амперийн гүйдэлтэй үед энэ нь 6,9 цаг, 35 амперт 5 цаг байна. Өөрийнхөө цэнэглэгч станцтай болох тухай нийтлэлд гэртээ цэнэглэх талаар илүү дэлгэрэнгүй тайлбарласан болно. Та бас асууж болно: бүрэн батерей хэр үнэтэй вэ? Энэ асуултыг цахилгаан жолоодлогын зардлын талаархи нийтлэлд хариулна.

Дүгнэж хэлэх

Батерей нь цахилгаан тээврийн хэрэгслийн хамгийн чухал хэсэг юм. Цахилгаан машины сул талуудын ихэнх нь энэ бүрэлдэхүүн хэсэгтэй холбоотой байдаг. Батерей нь үнэтэй, хүнд, температурт мэдрэмтгий, байгаль орчинд ээлтэй биш хэвээр байна. Нөгөөтэйгүүр, цаг хугацааны явцад доройтох нь тийм ч муу зүйл биш юм. Үүнээс гадна батерейнууд нь урьд өмнөхөөсөө хамаагүй хямд, хөнгөн, илүү үр ашигтай болсон. Үйлдвэрлэгчид батерейг цаашид хөгжүүлэх тал дээр шаргуу ажиллаж байгаа тул нөхцөл байдал сайжирна.