Quando l'apparente semplicità di idee elettrica, una bella soluzione per lei fino a quando non trovata. Ne vale la pena, in generale, a questo estratte, se né il petrolio, né gas finché non finiscono?
Negli anni venti del secolo scorso, il camion Hansa-Lloyd funzionava con batterie al piombo. Sai di quanta energia ha bisogno una moderna auto di Classe B per percorrere 100 km? Si scopre che non così tanto - circa 18 kW. Se prendi questa energia dalla presa, il rifornimento costerà (secondo le tariffe di Mosca del 2011) 68 rubli durante il giorno o 17 di notte. Bene, avrai bisogno di circa 7 litri di benzina per cento, cioè duecento rubli. Si rivela una grande vincita: tre volte, o anche tutte e dodici! In Europa è ancora di più. Il gioco vale chiaramente la candela, ma... SENZA ULTERIORI ULTERIORI INDUGIl soluzione al problema è quella di raccogliere le normali batterie al piombo, e altro ancora. Ad esempio, una batteria standard da 60 Ah: quanta energia contiene? Con un calcolo molto approssimativo, puoi semplicemente moltiplicare questa capacità per 12 V, otteniamo 0,72 kW. Per 100 km di chilometraggio, quindi, è necessario mettere 25 batterie di questo tipo nell'auto, 4000 rubli e 16 kg ciascuna. Moltiplicando, otteniamo 100.000 re e 400 kg di peso in eccesso. A causa di questi quattro centesimi, la nostra auto, tra l'altro, non percorrerà comunque i 100 km previsti. Un altro agguato: lavorando in modalità ciclica con una scarica profonda, le batterie al piombo non sono molto durevoli. Se riesci a percorrere 50.000 km, tutte le batterie dovranno essere sostituite (e non le migliori e le più costose, magari anche dopo 5000 km!). E più si avvicina l'"ora X", più breve sarà il chilometraggio dopo ogni carica. Dopo aver aperto il cofano del Nissan Cube EV, vuoi mettere da parte le chiavi inglesi e optare per un tester o un oscilloscopio. DISFACCIAMO IL TELEFONO, SMONTIAMO L'AVVITATOREIl batterie sono molto più avanzate! E anche la luce: confronta la densità di piombo e litio. In ogni chilogrammo agli ioni di litio si possono accumulare fino a 0,13 kW. h di energia, mentre nel carburante al piombo è di soli 0,03 kW. Riprendi in mano la calcolatrice. Quindi, per 100 km di chilometraggio, avremo abbastanza di una batteria che pesa solo 138 kg e il prezzo di... E qui è tutto semplice: oggi un kilowattora da una batteria agli ioni di litio costa almeno 700 euro, ma piuttosto tutti i mille. Riceviamo 12.600 euro per cento verste. È meglio non convertirlo in rubli, a qualsiasi tasso di cambio l'importo sarà esorbitante. È vero, la durata è abbastanza decente: sarà sufficiente per cinque o dieci anni. È brutto che una batteria del genere abbia molta paura del gelo e del surriscaldamento. Nel primo caso, sarai solo sfortunato, nel secondo - esploderà!I resti di una batteria per laptop esplosa con una capacità di 5000 mAh Dovrai aggiungere un sistema di controllo della temperatura, che non è economico e spreca anche energia. Le batterie al nichel-metallo idruro sono spesso utilizzate negli utensili elettrici. In termini di intensità di energia specifica, sono compresi tra piombo e ioni di litio, accumulando circa 0,08 kW per chilogrammo di massa. Anche la durata non è male: dovrebbe essere sufficiente per 100.000-250.000 km di chilometraggio. Il prezzo è peggiore: ogni kilowattora costerà circa 400 euro. Inoltre non funzionano al freddo, hanno bisogno di essere riscaldati. MI SCUSI, MA CI SONO ALTRE BATTERIE?Sì, la gamma di sistemi elettrochimici a batteria non si limita ai tipi elencati. Ad esempio, gli apologeti delle cosiddette batterie zinco-aria promettono di raggiungere presto una densità energetica tre volte superiore a quella delle batterie agli ioni di litio. Ma per ora, dopo un centinaio di cicli di carica-scarica, devono essere gettati via. Le batterie ZEBRA al cloruro di sodio-nichel, gli isolanti NGK al sodio-zolfo richiedono un'alta temperatura da 100 a 300 ° C. Non molto salutare per un'auto. Non ci sono ancora altri veri candidati per il posto vacante del serbatoio del gas. La natura dei problemi di temperatura nelle batterie è spiegata dal fatto che i processi di accumulo e rilascio di energia in esse sono sempre associati a reazioni chimiche che dipendono fortemente dalla temperatura. Ma oggi ci sono altri dispositivi di archiviazione puramente fisici: i supercondensatori. Se si scelgono campioni ad alta tensione (400 V), un chilometraggio di 100 km richiederà una capacità di circa 1000 F. Quanto è in chilogrammi? La densità di energia specifica nei supercondensatori è di circa 0,005-0,01 kW. h/kg, cioè sarà necessaria una scatola del peso di circa un paio di tonnellate ogni 100 km. La relazione tra la densità di potenza e la capacità energetica specifica di diversi tipi di batterie: COS'ALTRO IMPEDISCE A UN CATTIVO BALLERINO?Tutte le batterie hanno anche alcune caratteristiche che complicano ulteriormente il loro utilizzo in un'auto elettrica. Ad esempio, la dipendenza della potenza specifica dalla densità di energia specifica. Questo può essere visto chiaramente nel grafico qui sopra, e spieghiamolo in questo modo: più la batteria può essere prodotta ad alta intensità energetica, meno energia sarà in grado di dare. Questa è un'illustrazione diretta del proverbio "Più vai tranquillo, più lontano vai". È a causa di questa dipendenza che le auto elettriche sono più spesso elettriche: queste ultime non hanno bisogno di centinaia di kilowatt per una guida sufficientemente vivace e dinamica. La cosa più divertente è che questo legame dannoso è più debole nelle vecchie batterie al piombo e più forte nelle nuove batterie agli ioni di litio... Un altro problema è che più velocemente proviamo a caricare la batteria, prima si "esaurirà". E anche se ora ci sono stazioni di ricarica relativamente veloci (impiegano circa trenta minuti), è comunque meglio avere pazienza per otto ore. Ma questo non è sempre possibile, ed è improbabile che aggiunga entusiasmo ai sostenitori della mobilitazione elettrica. Naturalmente, è possibile rendere le batterie facilmente rimovibili e sostituirle ad ogni "stazione di ricarica". Questo principio, tra l'altro, è noto da molto tempo: ricordate di guidare con i comandi. Ma non è adatto a tutti: una cosa è per dArtagnan, che era al servizio reale, e un'altra è il barone Danglars, che ha comprato i migliori cavalli di Parigi per soldi favolosi per cavalcarli! Infine, il problema del controllo del clima in un'auto elettrica. Sfortunatamente, sia il condizionatore d'aria che la stufa consumano parecchio. E una volta in un ingorgo, è facile raggiungere un radiatore vuoto senza guidare nemmeno a metà strada verso l'ufficio con una presa. La via d'uscita si trova ancora nei riscaldatori autonomi che funzionano a etanolo, ma questo sconfigge l'idea originale: un serbatoio è di nuovo necessario. E se esiste ancora, forse, beh, è l'elettricità! E se scoppia?Le batterie agli ioni di litio esplodono ancora, e regolarmente. Finora, la questione è limitata alle piccole batterie dei telefoni cellulari e dei computer portatili e, tuttavia, nel mondo sono stati registrati una dozzina di casi di morte per l'esplosione di un telefono. È sufficiente metterlo nel taschino sinistro e non si è assicurati contro nulla. Ad esempio, nel 2007, un saldatore di 22 anni è morto in Cina. Frammenti del suo telefono (che si dice abbia una batteria finta) gli hanno squarciato il petto, rotto una costola e scavato nel suo cuore. Un residente della California ha subito ustioni di secondo e terzo grado dopo che un telefono cellulare è esploso nella tasca dei pantaloni. Un incendio è stato registrato anche in un appartamento di Mosca a causa dell'accensione di una batteria telefonica. Conseguenze dell'esplosione di un dispositivo mobile di sicurezza, incautamente lasciato per la ricarica in un garage della California. Se una tale forza distruttiva è nascosta in una minuscola batteria del telefono, puoi immaginare la portata dell'esplosione della batteria di un'auto di trazione. Per questo sono tutti dotati di un sofisticato sistema di controllo della temperatura che interrompe istantaneamente la carica (o la scarica) in caso di pericolo di surriscaldamento. Come abbiamo visto, non è una buona idea portare con sé batterie al piombo, ma andrà bene per insegnare agli studenti universitari a Rio de Janeiro, ha deciso il professor Luis Perez e ha emesso un incarico tecnico per la trasformazione di un vecchio Volkswagen Transporter T1 a motore posteriore in un'auto elettrica. Prendendo un motore industriale trifase da 220 V, che sviluppa 22 kW e 81 Nm di coppia, gli studenti hanno capito rapidamente che dovevano collegare in serie 20 batterie di trazione da 12 volt con una capacità di 47 Ah, aggiungere un inverter, un'unità di controllo e... E si è rivelato essere qualcosa che guidava silenziosamente, con il motore che sporgeva nella parte posteriore in una scatola e l'abitacolo pieno di batterie. È vero, non hanno raggiunto un centinaio di chilometri di chilometraggio, ma cinquanta auto elettriche da allenamento corrono. E trasporta persino qualcosa da una facoltà all'altra. Ma sulla fiancata del furgone verde, con tutto il diritto di farlo, c'è una scritta orgogliosa: Emissão Zero. L'auto ha ricevuto lo status di prototipo di autobus urbano e l'anno scorso ha persino partecipato al forum Michelin Challenge Bibendum, vincendo un certificato d'onore. In conclusione, citiamo le parole del presidente dell'alleanza Renault-Nissan, Carlos Ghosn: "Non credo che la Russia sarà in prima linea quando si tratta di veicoli elettrici e ibridi. In primo luogo, la Russia produce molto petrolio, in secondo luogo, la Russia è un paese molto grande e, in terzo luogo, nessuno in Russia sta ancora stimolando lo sviluppo del mercato dei veicoli ibridi ed elettrici".