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電池: 鋰、 空氣和水
我們已經定義的一般概念與所選的電機。接著輪到處理的動力源泉。
國家推車的特點電動機的能源不容易放置在汽車中,電池組需要相當大的空間。最好的地方是在機艙地板下:提供良好的重量分佈。管理層在引擎蓋下。電力系統由塑膠外殼可靠地保護,免受腐蝕性環境的外部影響。此外,現代電池僅在狹窄的溫度範圍內有效,因此隔間是額外的絕緣。儘管即使對於俄羅斯中部,更不用說我國的北部角落,這些措施仍然不夠 - 需要供暖。在駕駛時,我們部分使用內部加熱系統,對於充電模式,我們實施電加熱。如果您無法使用插座?作為一種選擇,我們將提供液體燃料爐 - 不是零廢氣,但與內燃機相比,此類設備的排放可以忽略不計。將內燃機模型轉換為電動模型比從頭開始設計電動汽車要困難得多。首先,由於電池的佈局:在借用設計的主體中,它們必須被推到機艙和後備箱周圍。週期性平板電腦最受歡迎的選擇是鉛電池。但它們不適合我們:為了在船上積累足夠的能量供應,您將不得不隨身攜帶近一噸這樣的電池。鎳氫源的重量是其兩倍,但這種貨物也過重。因此,讓我們關注鋰離子電池,它最近已經從攜帶型電子產品遷移到電動汽車。除了大容量外,主要優點還包括沒有記憶效應和低自放電。但也有缺點:深度放電縮短了鋰離子電池的壽命。此外,隨著時間的推移,無論它們是否被利用,它們都會失去容量。鋰離子電池在密集工作期間會大量升溫。因此,請務必提供冷卻系統,以消除電源中的多餘熱量。順便說一下,它對於加熱機艙很有用。大型無線電控制模型的粉絲使用鋰聚合物電池。它們與鋰離子的主要區別在於,浸漬有電解質的多孔隔膜被聚合物取代。這種設計更容易製造,對環境更安全,並允許生產各種形狀的薄電池。此外,它們每單位品質具有高能量密度,價格低廉。另一個重要參數是這些電池正在緩慢老化。在兩年內,只有20%的產能“離開”。缺點之一是聚合物電池不耐低溫,過熱時會失效,而且價格也非常昂貴。充電的替代方案是在專用站用「充滿」的電池快速更換已放電的電池。它既方便又快捷,但在我們的情況下,您需要重做整車 - 以不同的方式排列電池,為它們提供一個易於拆卸的托盤或隔間,便於訪問。此外,基礎設施尚未準備就緒。因此,暫時我們將充電,並將快速更換留給有前途的型號。尋找完美的儲能設備的工作每年都變得越來越活躍。例如,鋰空氣電池的概念看起來很誘人。根據工作原理,它們類似於鋰離子,僅使用來自外部環境的氧氣來氧化鋰。結果,這種電池的容量高出一個數量級。誠然,到我們的電動汽車開始大規模生產時,這些電池不太可能變得龐大:到目前為止,還沒有有效的催化劑可以加速化學反應。或者也許使用超級電容器,正如電動汽車開發人員所建議的那樣。這種能源的優點之一是效率高、重量相對較輕和材料毒性低,但最重要的是 - 即使在數萬次充放電迴圈后也能非常快速地充電並保持初始容量的能力。然而,到目前為止,超級電容器提供了非常快的動力儲備 - 大約是電池的五倍。這就是電池與控制電子設備一起排列在我們的電動汽車中的方式。估計重量約為200公斤。 20 kWh 電池的能量儲備應該足夠 150-200 公里。 鋰離子電池並不理想,但到目前為止,它們還沒有一個強大的競爭對手在電動汽車中佔有一席之地。它們在基本特性和使用壽命的結合方面是最好的。今天,我們需要的容量的電池,連同充電器、冷卻和電源系統以及控制單元,重約 300 公斤。 鑒於這一領域的進展速度,我們預計到電動汽車開始量產時,它將減少 30%,我們將達到職權範圍批准的指標。我們將期待更先進的電池的出現,例如鋰空氣。有了這樣的動力源,我們已經在考慮的下一代電動汽車在動力儲備上不會遜色於內燃機車型。這就是鋰離子電池的工作原理與所有電源一樣,鋰離子電池內部有一對電極:由石墨製成的負極(陰極),由鋰化金屬氧化物製成的正極(陽極)——通常是鈷,較少見鎳。陽極的基礎是鋁,陰極的基礎是銅。在放電過程中,鋰離子從負極移動到正極,從而釋放電能。充電時,方向發生變化:正極是鋰離子的來源,負極是它們的接收器。任何鋰離子電池都配備了一個控制器,該控制器在充電和釋放能量時監控電池的電壓和溫度。最早的汽車鋰離子電池之一的裝置,幾年前出現在梅賽德斯-賓士 S 400 Hybrid 上:1 - 冷卻模組;2 – 鋰離子電池;3 - 電池控制單元;4 - 冷卻液連接器;5 - 高壓連接器;6 - 穩壓器。現在,沃爾沃正在測試內置於車身外部面板上的電池(通過按兩下以全尺寸打開圖表):
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