La aparente simplicidad de la idea del vehículo eléctrico una hermosa solución para ella no es encontrado. Y no vale la pena si es por esto no, si ni petróleo, ni gas hasta que no terminan?
En los años veinte del siglo pasado, el camión Hansa-Lloyd funcionaba con baterías de plomo. ¿Sabes cuánta energía necesita un coche moderno de Clase B para recorrer 100 km? Resulta que no tanto, unos 18 kW. Si toma esta energía de la toma de corriente, el repostaje costará (según las tarifas de Moscú de 2011) 68 rublos durante el día o 17 por la noche. Bueno, necesitarás unos 7 litros de gasolina por cada cien, es decir, doscientos rublos. Resulta ser una gran victoria: ¡tres veces, o incluso las doce! En Europa, es aún más. Está claro que el juego merece la pena, pero... SIN MÁS PREÁMBULOSLa solución al problema de frente es recolectar baterías de plomo ordinarias y más. Por ejemplo, una batería estándar de 60 Ah, ¿cuánta energía contiene? Con un cálculo muy aproximado, simplemente se puede multiplicar esta capacidad por 12 V, obtenemos 0,72 kW. Por lo tanto, para 100 km de kilometraje, se requiere poner 25 baterías de este tipo en el automóvil, 4000 rublos y 16 kg cada una. Multiplicando, obtenemos 100.000 re y 400 kg de exceso de peso. Debido a estos cuatro centímetros, nuestro coche, por cierto, no correrá los 100 km previstos de todos modos. Otra emboscada: al trabajar en modo cíclico con una descarga profunda, las baterías de plomo no son muy duraderas. Si consigues conducir 50.000 km, habrá que sustituir todas las baterías (y no las mejores y más caras, ¡quizás incluso después de 5000 km!). Y cuanto más cerca esté la "hora X", más corto será el kilometraje después de cada carga. Una vez abierto el capó del Nissan Cube EV, hay que dejar a un lado las llaves y optar por un probador o un osciloscopio. DESEMPAQUEMOS EL TELÉFONO, DESMONTEMOS EL APRIETATUERCAS¡Las baterías son mucho más avanzadas! E incluso la luz: compare la densidad del plomo y el litio. En cada kilogramo de iones de litio se pueden acumular hasta 0,13 kW. h de energía, mientras que en el combustible de plomo es de solo 0,03 kW. Vuelve a coger la calculadora. Así, para 100 km de kilometraje, tendremos suficiente de una batería que pesa solo 138 kg y el precio de... Y aquí todo es sencillo: hoy en día un kilovatio-hora de una batería de iones de litio cuesta al menos 700 euros, pero más bien mil. Obtenemos 12.600 euros por cada cien verstas. Es mejor no convertirlo a rublos, a cualquier tipo de cambio la cantidad será exorbitante. Es cierto que la durabilidad es bastante decente: será suficiente para cinco o diez años. Es malo que una batería de este tipo tenga mucho miedo a las heladas y al sobrecalentamiento. En el primer caso, solo tendrá mala suerte, en el segundo, ¡explotará!Los restos de una batería de computadora portátil explotada con una capacidad de 5000 mAh Tendrá que agregar un sistema de control de temperatura, que tampoco es barato y también desperdicia energía. Las baterías de níquel-hidruro metálico se utilizan a menudo en herramientas eléctricas. En términos de intensidad energética específica, se encuentran entre el plomo y los iones de litio, acumulando alrededor de 0,08 kW por kilogramo de masa. La durabilidad tampoco es mala: debería ser suficiente para 100.000-250.000 km de kilometraje. El precio es peor: cada kilovatio-hora costará unos 400 euros. Tampoco funcionan en el frío, necesitan ser calentados. DISCULPE, PERO ¿HAY OTRAS BATERÍAS? Sí, la gama de sistemas electroquímicos de baterías no se limita a los tipos enumerados. Por ejemplo, los apologistas de las llamadas baterías de zinc-aire prometen alcanzar pronto una densidad de energía tres veces mayor que la de las baterías de iones de litio. Pero por ahora, después de cien ciclos de carga y descarga, hay que tirarlos. Baterías de cloruro de sodio-níquel ZEBRA, aisladores NGK de sodio-azufre requieren una temperatura alta de 100 a 300 ° C. No es muy saludable para un automóvil. Todavía no hay otros candidatos reales para el lugar vacante del tanque de gasolina. La naturaleza de los problemas de temperatura en las baterías se explica por el hecho de que los procesos de acumulación y liberación de energía en ellas siempre están asociados con reacciones químicas que dependen en gran medida de la temperatura. Pero hoy en día existen otros dispositivos de almacenamiento puramente físicos: los supercondensadores. Si elige muestras de alto voltaje (400 V), un kilometraje de 100 km requerirá una capacidad de aproximadamente 1000 F. ¿Cuánto es en kilogramos? La densidad de energía específica en los supercondensadores es de aproximadamente 0,005-0,01 kW. h/kg, es decir, se requerirá una caja que pese alrededor de un par de toneladas por cada 100 km. La relación entre la densidad de potencia y la capacidad energética específica de los diferentes tipos de baterías:¿QUÉ MÁS PREVIENE A UN MAL BAILARÍN?Todas las baterías también tienen algunas características que complican aún más su uso en un coche eléctrico. Por ejemplo, la dependencia de la potencia de salida específica de la densidad de energía específica. Esto se puede ver claramente en el gráfico de arriba, y vamos a explicarlo de esta manera: cuanto más intensiva sea la energía de la batería, menos energía podrá dar. Esta es una ilustración directa del proverbio "Cuanto más tranquilo vas, más lejos vas". Es debido a esta dependencia que los coches eléctricos son más a menudo coches eléctricos: estos últimos no necesitan cientos de kilovatios para una conducción lo suficientemente juguetona y dinámica. Lo más gracioso es que este enlace dañino es más débil en las baterías de plomo antiguas, y más fuerte en las baterías de iones de litio de última generación... Otro problema es que cuanto más rápido intentemos cargar la batería, antes se "agotará". Y aunque ahora hay estaciones de carga relativamente rápidas (tardan unos treinta minutos), es mejor tener paciencia durante ocho horas. Pero esto no siempre es posible, y es poco probable que aumente el entusiasmo de los partidarios de la movilización eléctrica. Por supuesto, puede hacer que las baterías sean fácilmente extraíbles y cambiarlas en cada "estación de carga". Este principio, por cierto, se conoce desde hace mucho tiempo: recuerde montar en palancas de cambio. Pero no es apto para todo el mundo: una cosa es para Dartagnan, que estaba al servicio real, y otra muy distinta: el barón Danglars, que compró los mejores caballos de París por un dinero fabuloso para montarlos. Por último, el problema de la climatización en un coche eléctrico. Desafortunadamente, tanto el aire acondicionado como la estufa consumen bastante. Y una vez en un atasco, es fácil llegar a un radiador vacío sin tener que conducir ni siquiera la mitad del camino hasta la oficina con una toma de corriente. La salida todavía se encuentra en los calentadores autónomos que funcionan con etanol, pero esto derrota la idea original: se necesita un tanque nuevamente. Y si todavía existe, tal vez, bueno, ¡es electricidad! Y SI EXPLOTA... Las baterías de iones de litio todavía explotan, y regularmente. Hasta ahora, el asunto se limita a las pequeñas baterías de teléfonos móviles y computadoras portátiles, y sin embargo, se han registrado una docena de casos de muerte por la explosión de un teléfono en el mundo. Basta con ponerlo en el bolsillo izquierdo del pecho, y no está asegurado contra nada. Por ejemplo, en 2007, un soldador de 22 años murió en China. Fragmentos de su teléfono (que se dice que tenía una batería falsa) le abrieron el pecho, le rompieron una costilla y le clavaron el corazón. Un residente de California sufrió quemaduras de segundo y tercer grado después de que un teléfono móvil explotara en el bolsillo de su pantalón. También se registró un incendio en un apartamento de Moscú por el encendido de una batería de teléfono. Consecuencias de la explosión de un dispositivo móvil de seguridad, imprudentemente dejado para recargar en un garaje de California. Si tal fuerza destructiva está oculta en una pequeña batería de teléfono, puede imaginar la escala de la explosión de la batería de un automóvil de tracción. Es por eso que todos están equipados con un sofisticado sistema de control de temperatura que detiene instantáneamente la carga (o descarga) en caso de peligro de sobrecalentamiento. Como hemos visto, no es una buena idea llevar baterías de plomo, pero servirá para enseñar a los estudiantes universitarios en Río de Janeiro, decidió el profesor Luis Pérez y encargó una tarea técnica para la transformación de un viejo Volkswagen Transporter T1 con motor trasero en un coche eléctrico. Tomando un motor trifásico industrial de 220 V, que desarrollaba 22 kW y 81 Nm de torque, los estudiantes se dieron cuenta rápidamente de que necesitaban conectar 20 baterías de tracción de 12 voltios con una capacidad de 47 Ah en serie, agregar un inversor, una unidad de control y... Y resultó ser algo que se conducía silenciosamente, con el motor sobresaliendo en la parte trasera en una caja y la cabina llena de baterías. Es cierto que no alcanzaron los cien kilómetros de kilometraje, pero corren cincuenta coches eléctricos de entrenamiento. E incluso transporta algo de una facultad a otra. Pero en el costado de la camioneta verde, con todo el derecho de hacerlo, hay una orgullosa inscripción: Emissão Zero. El coche recibió el estatus de prototipo de autobús urbano e incluso participó en el foro Michelin Challenge Bibendum el año pasado, ganando un certificado de honor. Para concluir, citamos las palabras del presidente de la alianza Renault-Nissan, Carlos Ghosn: "No creo que Rusia vaya a estar a la vanguardia en lo que respecta a los vehículos eléctricos e híbridos. En primer lugar, Rusia produce mucho petróleo, en segundo lugar, Rusia es un país muy grande y, en tercer lugar, nadie en Rusia está estimulando aún el desarrollo del mercado de vehículos híbridos y eléctricos".