Již jsme určili celkovou koncepci a vybrali elektromotor. Byla řada řešit zdrojem energie na palubě.
VLASTNOSTI NÁRODNÍHO KOŠÍKozdroje energie pro elektromotor není snadné umístit do automobilu, akumulátor vyžaduje dostatek místa. Nejlepší místo je pod podlahou kabiny: je zajištěno dobré rozložení hmotnosti. Vedení je pod kapotou. Napájecí systém je spolehlivě chráněn plastovými pouzdry před vnějším vlivem agresivního prostředí. Moderní baterie jsou navíc účinné pouze v úzkém teplotním rozmezí, takže prostor je dodatečně izolován. Ačkoli i pro střední část Ruska, nemluvě o severních koutech naší země, tato opatření stále nestačí - je zapotřebí vytápění. Při jízdě částečně využíváme systém vytápění interiéru, pro režim dobíjení realizujeme elektrické vytápění. A pokud nemáte přístup k zásuvce? Jako alternativu poskytneme sporák na kapalné palivo - ne nulový výfuk, ale emise těchto zařízení jsou ve srovnání se spalovacím motorem zanedbatelné. Je mnohem obtížnější převést model ze spalovacího motoru na elektrický než navrhnout elektrické auto od nuly. Za prvé, kvůli uspořádání baterií: v těle vypůjčeného designu musí být doslova strčeny kolem kabiny a kufru. PERIODICKÁ TABLETAnejoblíbenější možností jsou olověné baterie. Ale nevyhovují nám: abyste na palubě shromáždili dostatečnou zásobu energie, budete muset s sebou nosit téměř tunu takových baterií. Zdroje nikl-metal hydridu jsou dvakrát lehčí, ale tento náklad je také příliš těžký. Věnujme proto pozornost lithium-iontovým bateriím, které nedávno migrovaly do elektrických vozidel z přenosné elektroniky. Mezi hlavní výhody, kromě velké kapacity, patří absence paměťového efektu a nízké samovybíjení. Existují však i nevýhody: hluboké vybití zkracuje životnost lithium-iontových baterií. Kromě toho v průběhu času ztrácejí kapacitu bez ohledu na to, zda byly využívány či nikoli. Lithium-iontové baterie se při intenzivní práci hodně zahřívají. Proto se ujistěte, že máte chladicí systém, který odstraňuje přebytečné teplo ze zdroje energie. Mimochodem, je užitečné pro vytápění kabiny. Fanoušci velkých rádiem řízených modelů používají lithium-polymerové baterie. Jejich hlavní rozdíl od lithium-iontového spočívá v tom, že porézní separátor impregnovaný elektrolytem je nahrazen polymerem. Tato konstrukce je snadněji vyrobitelná, bezpečnější pro životní prostředí a umožňuje výrobu tenkých baterií různých tvarů. Kromě toho mají vysokou hustotu energie na jednotku hmotnosti, nízkou cenu. Dalším důležitým parametrem je, že tyto baterie pomalu stárnou. Za dva roky "odchází" pouze 20% kapacity. Mezi nevýhody - polymerní baterie netolerují nízké teploty a selhávají při přehřátí a jsou také velmi drahé. Alternativou k nabíjení je expresní výměna vybitých baterií za "plné" na specializovaných stanicích. Je to pohodlné a rychlé, ale v našem případě budete muset celé auto předělat - uspořádat baterie jinak, poskytnout jim snadno odnímatelnou paletu nebo přihrádku se snadným přístupem. Infrastruktura navíc ještě není připravena. Proto prozatím dobijeme a ušetříme expresní náhradu za slibné modely. Hledání dokonalého zařízení pro ukládání energie je každým rokem stále aktivnější. Například koncept lithium-vzduchových baterií vypadá lákavě. Podle principu činnosti jsou podobné lithium-iontovému, k oxidaci lithia se používá pouze kyslík z vnějšího prostředí. Výsledkem je, že kapacita takové baterie je vyšší až o řád. Je pravda, že je nepravděpodobné, že do začátku masové výroby našeho elektromobilu se tyto baterie stanou masivními: zatím neexistují žádné účinné katalyzátory, které urychlují chemickou reakci. Nebo možná použijte superkondenzátory, jak navrhují vývojáři e-mobile. Mezi výhody takového zdroje energie patří vysoká účinnost, relativně nízká hmotnost a nízká toxicita materiálů, ale co je nejdůležitější - schopnost nabíjet velmi rychle a udržovat počáteční kapacitu i po desítkách tisíc cyklů nabíjení a vybíjení. Zatím však superkondenzátory poskytují velmi rychlou rezervu chodu - asi pětkrát méně než u baterií. Takto budou v našem elektromobilu uspořádány baterie společně s řídicí elektronikou. Odhadovaná hmotnost je asi 200 kg. Energetická rezerva 20 kWh baterií by měla stačit na 150-200 km. SHRNUTÍPo-iontové baterie nejsou ideální, ale zatím nemají vážného konkurenta, který by si nárokoval místo v elektrickém automobilu. Jsou nejlepší z hlediska kombinace základních vlastností a životnosti. Dnes baterie baterií kapacity, kterou potřebujeme, spolu s nabíječkou, chladicími a napájecími systémy a řídicí jednotkou váží asi 300 kg. Vzhledem k tempu pokroku v této oblasti očekáváme, že do začátku sériové výroby elektromobilu klesne o 30 % a dosáhneme ukazatelů schválených v podmínkách. Budeme se těšit na vzhled pokročilejších baterií, jako je lithium-vzduch. S takovými zdroji energie nebude elektrická automobilová nová generace, jejíž koncept již promýšlíme, horší v rezervě výkonu než modely se spalovacími motory. Takto funguje lithium-iontová baterieStejně jako všechny zdroje energie je uvnitř lithium-iontové baterie pár elektrod: negativní (katoda) vyrobená z grafitu, pozitivní (anoda) vyrobená z lititovaných oxidů kovů - obvykle kobaltu, méně často niklu. Základem anody je hliník, pro katodu - měď. Během vybíjení se lithiové ionty pohybují ze záporné elektrody na kladnou elektrodu, čímž se uvolňuje elektrická energie. Při nabíjení se směr mění: kladná elektroda je zdrojem lithiových iontů a záporná elektroda je jejich přijímačem. Každá lithium-iontová baterie je vybavena regulátorem, který monitoruje napětí a teplotu baterie jak při nabíjení, tak při uvolňování energie. Zařízení jedné z prvních automobilových lithium-iontových baterií, která se objevila před několika lety na Mercedes-Benz S 400 Hybrid: 1 - chladicí modul; 2 – lithium-iontové články; 3 - jednotka řízení baterie; 4 - konektor chladicí kapaliny; 5 - vysokonapěťový konektor; 6 - regulátor napětí. Volvo nyní testuje baterie zabudované do externích panelů karoserie (schéma se otevře v plné velikosti kliknutím):