Už sme definovali všeobecnú koncepciu a vybratý motor. Prišiel čas sa zaoberať napájacieho zdroja.
VLASTNOSTI NÁRODNÉHO KOŠICEzdroje energie pre elektromotor nie je ľahké umiestniť do auta, batéria vyžaduje dostatočné množstvo miesta. Najlepšie miesto je pod podlahou kabíny: je zabezpečené dobré rozloženie hmotnosti. Manažment je pod kapotou. Energetický systém je spoľahlivo chránený plastovými krytmi pred vonkajším vplyvom agresívneho prostredia. Okrem toho sú moderné batérie účinné iba v úzkom teplotnom rozsahu, takže priestor je dodatočne izolovaný. Hoci aj pre strednú časť Ruska, nehovoriac o severných rohoch našej krajiny, tieto opatrenia stále nestačia - je potrebné vykurovanie. Počas jazdy čiastočne využívame vnútorný vykurovací systém, pre režim nabíjania realizujeme elektrické kúrenie. A ak nemáte prístup do zásuvky? Voliteľne poskytneme sporák na kvapalné palivá - nie nulové výfukové plyny, ale emisie takýchto zariadení sú v porovnaní so spaľovacím motorom zanedbateľné. Je oveľa ťažšie premeniť model zo spaľovacieho motora na elektrický, ako navrhnúť elektrické auto od nuly. Po prvé, kvôli usporiadaniu batérií: v tele požičaného dizajnu musia byť doslova strčené okolo kabíny a kufra. PERIODICKÁ TABLETANAJOBĽÚBENEJŠOU možnosťou sú olovené batérie. Ale nevyhovujú nám: aby ste na palube akumulovali dostatočnú zásobu energie, budete musieť so sebou nosiť takmer tonu takýchto batérií. Zdroje hydridu niklu a kovu sú dvakrát ľahšie, ale tento náklad je tiež príliš ťažký. Preto venujme pozornosť lítium-iónovým batériám, ktoré nedávno prešli na elektrické vozidlá z prenosnej elektroniky. Medzi hlavné výhody, okrem veľkej kapacity, patrí absencia pamäťového efektu a nízke samovybíjanie. Existujú však aj nevýhody: hlboké vybitie skracuje životnosť lítium-iónových batérií. Okrem toho časom strácajú kapacitu bez ohľadu na to, či boli vykorisťované alebo nie. Lítium-iónové batérie sa počas intenzívnej práce veľmi zahrievajú. Preto nezabudnite zabezpečiť chladiaci systém, ktorý odstraňuje prebytočné teplo zo zdroja energie. Mimochodom, je to užitočné na vykurovanie kabíny. Fanúšikovia veľkých rádiom riadených modelov používajú lítium-polymérové batérie. Ich hlavný rozdiel od lítium-iónu spočíva v tom, že porézny separátor impregnovaný elektrolytom je nahradený polymérom. Táto konštrukcia sa ľahšie vyrába, je bezpečnejšia pre životné prostredie a umožňuje výrobu tenkých batérií rôznych tvarov. Okrem toho majú vysokú hustotu energie na jednotku hmotnosti, nízku cenu. Ďalším dôležitým parametrom je, že tieto batérie pomaly starnú. Za dva roky "odíde" iba 20% kapacity. Medzi nevýhody - polymérne batérie netolerujú nízke teploty a pri prehriatí zlyhávajú a sú tiež veľmi drahé. Alternatívou k nabíjaniu je expresná výmena vybitých batérií za "plné" na špecializovaných staniciach. Je to pohodlné a rýchle, ale v našom prípade budete musieť prerobiť celé auto - usporiadať batérie inak, poskytnúť im ľahko odnímateľnú paletu alebo priehradku s ľahkým prístupom. Okrem toho infraštruktúra ešte nie je pripravená. Preto zatiaľ dobijeme a ušetríme expresnú náhradu za sľubné modely. Hľadanie dokonalého zariadenia na ukladanie energie je každým rokom čoraz aktívnejšie. Napríklad koncept lítium-vzduchových batérií vyzerá lákavo. Podľa princípu činnosti sú podobné lítium-iónovým, na oxidáciu lítia sa používa iba kyslík z vonkajšieho prostredia. Výsledkom je, že kapacita takejto batérie je vyššia až rádovo. Je pravda, že je nepravdepodobné, že na začiatku sériovej výroby nášho elektromobilu sa tieto batérie stanú masívnymi: zatiaľ neexistujú účinné katalyzátory, ktoré by urýchlili chemickú reakciu. Alebo možno použiť superkondenzátory, ako navrhli vývojári e-mobilu. Medzi výhody takéhoto zdroja energie patrí vysoká účinnosť, relatívne nízka hmotnosť a nízka toxicita materiálov, ale čo je najdôležitejšie - schopnosť nabíjať veľmi rýchlo a udržiavať počiatočnú kapacitu aj po desiatkach tisíc cyklov nabíjania a vybíjania. Zatiaľ však superkondenzátory poskytujú veľmi rýchlu rezervu energie - asi päťkrát menšiu ako s batériami. Takto budú usporiadané batérie v našom elektromobile spolu s riadiacou elektronikou. Odhadovaná hmotnosť je asi 200 kg. Energetická rezerva 20 kWh batérií by mala stačiť na 150-200 km. ZHRNUTIElítium-iónové batérie nie sú ideálne, ale zatiaľ nemajú vážneho konkurenta, ktorý by si nárokoval miesto v elektromobile. Sú najlepšie z hľadiska kombinácie základných charakteristík a životnosti. Dnes batéria batérií kapacity, ktorú potrebujeme, spolu s nabíjačkou, chladiacimi a energetickými systémami a riadiacou jednotkou váži asi 300 kg. Vzhľadom na tempo pokroku v tejto oblasti očakávame, že do začiatku sériovej výroby elektrického vozidla sa zníži o 30% a dosiahneme ukazovatele schválené zadávacími podmienkami. Budeme sa tešiť na vzhľad pokročilejších batérií, ako je lítium-vzduch. S takýmito zdrojmi energie nebude elektromobil novej generácie, ktorého koncepciu už prevažujeme, horší v výkonovej rezerve ako modely so spaľovacími motormi. Takto funguje lítium-iónová batériaRovnako ako všetky zdroje energie, vo vnútri lítium-iónovej batérie je pár elektród: záporná (katóda) vyrobená z grafitu, pozitívna (anóda) vyrobená z lititovaných oxidov kovov - zvyčajne kobalt, menej často nikel. Základom anódy je hliník, pre katódu - meď. Počas vybíjania sa ióny lítia pohybujú zo zápornej elektródy na kladnú elektródu, čím uvoľňujú elektrickú energiu. Po nabití sa smer mení: kladná elektróda je zdrojom iónov lítia a záporná elektróda je ich prijímačom. Každá lítium-iónová batéria je vybavená regulátorom, ktorý monitoruje napätie a teplotu batérie pri nabíjaní aj pri uvoľňovaní energie. Zariadenie jednej z prvých automobilových lítium-iónových batérií, ktoré sa objavilo pred niekoľkými rokmi na modeli Mercedes-Benz S 400 Hybrid: 1 - chladiaci modul; 2 – lítium-iónové články; 3 - riadiaca jednotka batérie; 4 - konektor chladiacej kvapaliny; 5 - vysokonapäťový konektor; 6 - regulátor napätia. Spoločnosť Volvo teraz testuje batérie zabudované do externých panelov karosérie (diagram sa otvorí v plnej veľkosti kliknutím):