Снижение цен на батареи для электромобилей опережает прогнозы. Батарея для электромобиляEMBATT- новые аккумуляторы для электромобилейИдея новой технологии заключается в замене корпусов и отдельных разъемов в аккумуляторных батареях биполярными пластинами. Электрические автомобили быстро развиваются благодаря участию больших компаний в разработке и тестировании. Но они по-прежнему не способны передвигаться на большое расстояние без необходимости дополнительной подзарядки. Ученые из Общества Фраунгофера всерьез задумались об этой проблеме и представили новый тип батареи для электрокаров. Современные модели электромобилей оборудованы различными аккумуляторами. В основном они состоят из сотни тысяч отдельных компонентов, занимая много места в корпусе. Для полноценной работы батарей в электрокарах им требуется более 50% всего пространства кузова. Сложная конструкция побудила фраунгоферских исследователей придумать более компактный дизайн для батарей электрокаров. И у них получилось — новый биполярный принцип на основе топливных элементов литиевой батареи представлен в Исследовательском институте керамических технологий и систем (IKTS) в Дрездене, Германия. Проект получил название «EMBATT». Новый подход позволил отказаться от отдельного расположения элементов аккумулятора в небольших участках. Вместо этого все они помещаются непосредственно друг над другом на большой площади. Через прямое соединение клеток в стеке ток протекает по всей поверхности батареи. Электрическое сопротивление в данном случае значительно снижается. В результате главные проблемы в виде компактности и соединения компонентов решены. Это, в свою очередь, привело к потенциальному увеличению количества помещаемых в кузов батарей. «С нашей новой концепцией дизайна мы надеемся увеличить диапазон автономности электрических автомобилей в среднесрочной перспективе до 1 000 км», — сообщил доктор Марайк Вольтер (Mareike Wolter), руководитель проекта в Институте IKTS.Ученые решили и вопрос сохранения энергии. Как известно, наиболее важным компонентом аккумуляторов является биполярный электрод. Это металлическая лента, покрытая керамическим материалом с обеих сторон. В результате получается, что одна сторона становится анодом, тогда как другая — очевидно, катодом. В целом эту конструкцию можно называть «сердцем» батареи, поскольку именно благодаря биполярному электроду сохраняется энергия. В случае с технологией доктора Вольтера керамический материал используется в виде порошка. Он смешивается с полимерами и электропроводными материалами с образованием суспензии. Впоследствии полученная суспензия применяется к ленте. «Мы используем наш опыт в разработке керамических технологий для проектирования электродов c минимально необходимым количеством места. Это экономит много энергии и увеличивает срок службы аккумулятора», — объяснил доктор Вольтер. Следующим шагом в развитии проекта EMBATT является разработка больших аккумуляторных элементов и их установка в электрические автомобили. По состоянию на сейчас новый тип батарей уже привлек двух партнеров — компании ThyssenKrupp System Engineering и IAV Automotive Engineering. Первые испытания запланированы к 2020 году. опубликовано econet.ru
P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet Алюминиевая батарея — отличное дополнение для электромобиля / ХабрКомпания Phinergy первой в мире сумела изготовить воздушно-алюминиевую батарею, пригодную для эксплуатации в автомобиле. 100-килограммовая батарея Al-Air содержит достаточно энергии, чтобы обеспечить 3000 км хода компактного легкового автомобиля. Phinergy провела демонстрацию технологии с Citroen C1 и упрощённой версией батареи (50 пластин по 500 г, в корпусе, наполненном водой). Машина проехала 1800 км на одном заряде, останавливаясь только для пополнения запасов воды — расходуемого электролита (видео). Алюминий не заменит литий-ионные аккумуляторы (он не заряжается от розетки), но великолепно дополняет их. Ведь 95% поездок автомобиль совершает на короткие расстояния, где достаточно стандартных аккумуляторов. Дополнительная батарея обеспечивает бэкап на случай, если аккумулятор разрядился или если нужно далеко ехать. Воздушно-алюминиевая батарея генерирует ток за счёт химической реакции металла с кислородом из окружающего воздуха. Алюминиевая пластина — анод. С двух сторон ячейка покрыта пористым материалом с серебряным катализатором, который фильтрует CO2. Металлические элементы медленно деградируют до Al(OH)3. Химическая формула реакции выглядит так: 4 Al + 3 O2 + 6 h3O = 4 Al(OH)3 + 2,71 В Это не какая-то сенсационная новинка, а хорошо известная технология. Её давно используют военные, поскольку такие элементы обеспечивают исключительно большую плотность энергии. Но раньше инженерам никак не удавалось решить проблему с фильтрацией CO2 и сопутствующей карбонизацией. Компания Phinergy утверждает, что решила проблему и уже в 2017 году можно производить алюминиевые батареи для электромобилей (и не только для них). Литий-ионные аккумуляторы Tesla Model S весят около 1000 кг и обеспечивают пробег 500 км (в идеальных условиях, в реальности 180-480 км). Скажем, если сократить их до 900 кг и добавить алюминиевую батарею, то масса машины не изменится. Дальность хода от аккумулятора снизится на 10-20%, зато максимальный пробег без зарядки увеличится аж до 3180-3480 км! Можно доехать от Москвы до Парижа, и ещё что-то останется. В чём-то это похоже на концепцию гибридного автомобиля, но здесь не требуется дорогой и громоздкий двигатель внутреннего сгорания. Недостаток технологии очевиден — воздушно-алюминиевую батарею придётся менять в сервисном центре. Наверное, раз в год или чаще. Впрочем, это вполне заурядная процедура. Компания Tesla Motors в прошлом году показывала, как аккумуляторы Model S меняют за 90 секунд (любительское видео). Другие недостатки — энергозатратность производства и, возможно, высокая цена. Изготовление и переработка алюминиевых батарей требует большого количества энергии. То есть с экологической точки зрения их использование только повышает общее потребление электроэнергии во всей экономике. Но зато потребление более оптимально распределяется — оно уходит из крупных городов в отдалённые районы с дешёвой энергией, там находятся ГЭС и металлургические заводы. Неизвестно и то, сколько будут стоить такие элементы питания. Хотя сам алюминий — дешёвый металл, но катод содержит дорогое серебро. Phinergy не рассказывает, как именно изготовляет запатентованный катализатор. Возможно, это сложный техпроцесс. Но при всех своих недостатках воздушно-алюминиевая батарея всё равно кажется очень удобным дополнением к электромобилю. По крайней мере, как временное решение на ближайшие годы (десятилетия?), пока не исчезнет проблема ёмкости аккумуляторов. В Phinergy, тем временем, экспериментируют с «перезаряжаемой» воздушно-цинковой батареей. Она вообще работает тысячи часов без особой химической деградации, поскольку окисление цинка — обратимый процесс. Похожие научные разработки ведутся и в России. habr.com Снижение цен на батареи для электромобилей опережает прогнозы«В 2010 году Министерство энергетики поставило задачу добиться снижения цен до $125 за кВт*ч, поскольку это уравняет электромоторы с двигателями внутреннего сгорания. Тогда никто не видел, как можно было бы достигнуть этой цели. Но на выставке CES несколько экспертов в области электромобилей сказали мне, что Министерство установило слишком скромную цель. Они заверили меня, что эти цены будут ниже $100 еще до конца 2020, и не придется долго ждать, пока они снизятся до $80 за киловатт-час», — пишет журналист Ward Джон Макэлрой. Для распространения электротранспорта нужно выполнить два условия: во-первых, снизить цены на электромобили. Налоговые льготы не будут вечными. Цена на машину должна быть доступной для большинства покупателей даже без дотаций. А поскольку батарея — один из самых дорогих элементов электромобиля, снижение ее стоимости — кратчайший путь к доступному транспорту. Во-вторых, надо повсеместно распространить инфраструктуру станций зарядки. Глава производства General Motors Марк Ройсс подтвердил, что элементы батарей, которые используются в новом Chevy Bolt, стоят $145 за кВт*ч. Если эта цифра упадет до $100, аккумулятор для Bolt обойдется компании на $4000 дешевле, значит, цена для покупателей тоже снизится. (Следует помнить, что в цену аккумулятора входит стоимость отдельных элементов плюс сопутствующие системы, механизмы охлаждения и контроля.) Согласно исследованию Института энергетики, цена аккумулятора Tesla на сегодня составляет $190 за кВт*ч. Макэлрой уверен, что как только цены на батареи упадут ниже $100 за кВт*ч, продажи электромобилей в США вырастут до 1 миллиона единиц в год, а подключаемых гибридов — еще до 1 000 000 в год. Рыночная доля автомобилей с электротягой внезапно увеличится с 1% до 10% всего за несколько лет. Цены на батареи, конечно, имеют мало общего с инфраструктурой зарядочных станций, но чем больше электромобилей будет на дорогах, тем больше потребности будет у коммунальных служб, бизнеса и правительства предпринимать активные действия в ответ, пишет Gas2. Другой источник, Gadgetshow, тоже сообщает о снижении цен на аккумуляторы для электромобилей. Однако отмечает, что пока продажи электрокаров держатся на низком уровне относительно традиционных автомобилей, а большинство потребителей в США и Германии плохо представляет, как работает электромобиль и что нужно для его обслуживания. hightech.fm
Строение аккумуляторов электромобилей внутри, основа движения двигателя Работа электромобиля основана на электрическом токе. Внешне такие машины трудно отличить от авто с бензиновым двигателем. Единственная заметна разница в шуме при движении: электромобиль передвигается практически бесшумно. По типу организации работы эти виды машин существенно отличаются. В электроавтомобиле установлен двигатель, функционирующий от электрического тока и получающий энергию от аккумуляторов. Основные виды аккумуляторных батарей В основе работы электромотора лежит принцип индукции электромагнитной природы. Данный тип двигателя преобразовывает энергию электриеской природы в механическую. Этот двигатель имеет высокий показатель КПД (коэффициента полезного действия). Он может достигать 95%.
Главный источник энергии электромотора – батареи аккумуляторной природы. Такие источники питания довольно дорогостоящие, что является главной причиной недостаточной распространенности электромобилей. Наиболее популярный и доступный вид аккумуляторов – источники питания со свинцово-кислотным наполнителем. Также эти батареи почти полностью перерабатываются, что уменьшает их отрицательное влияние на экологию. Следующий вид аккумуляторов – никель-металлогибридные. Они дороже, чем представленные ранее, но имеют более высокие показатели производительности. Литий-ионные источники питания – идеальные для автомобилей с электрическим двигателем. Они наименее распространены среди автовладельцев из-за своей высокой стоимости.
Зачастую в электромобилях, кроме батарей, питающих двигатель, устанавливают дополнительный источник питания, обеспечивающий функционирование фар, магнитолы, стеклоочистителей и других аксессуаров вашего транспортного средства. Особенности и строение аккумулятора с литий-ионным наполнителем
Источник питания с литий-ионным наполнителем очень распространен сегодня в бытовой электронике и широко применяется в автомобилях с электрическими двигателями и энергетических системах (мобильные телефоны, ноутбуки, цифровые фотоаппараты и т.д.). Литий-ионный аккумулятор является наилучшим вариантом для питания электромобилей. Его составляющие:
Корпус оснащен предохранительным клапаном, главная функция которого – сбрасывать внутреннее давление при авариях и нарушении условий использования двигателя. Литий-ионные аккумуляторы различаются в зависимости от характера материала на катоде. «Транспортером» заряда в этом источнике питания есть ион лития с положительным зарядом, который может вклиниваться в кристаллическую структуру таких материалов, как графит и различные соли, с созданием связи химической природы.
Сегодня при обширном производстве описанного вида аккумулятора используют такие три вида сырья катодной природы:
Аккумуляторы с литий-ионным наполнителем имеют существенные преимущества в сравении с их сородичами. Это низкие показатели TeslaModel S: взгляд изнутриКомпания «Тесла Моторс» создает популярные «экологичные» электромобили, которым присущи специфические свойства, делающие машины популярнее с каждым днем. Одной из составляющих успеха продуктов компании являются батареи литий-ионной природы, размещенные в электроавто. Каково же строение источника питания Тесла?
Для начала стоит отметить, что вся сборка аккумулятора характеризуется повышенной плотностью и точностью сочетания составляющих. Батарея имеет 16 составляющих – блоков параллельного соединения, огражденных пластинами из металла и пластиковой защитой батареи от воды. Каждый блок аккумулятора имеет разделенные на шесть групп 74 составляющих компонента, похожих на привычные пальчиковые батарейки. Схема их размещения и принцип работы держатся в строжайшем секрете! Электрод с положительным зарядом – это графит, а с отрицательным – никель, кобальт и оксидный алюминий.
Наимощнейший из подобных аккумуляторов сложен из 7104 похожих батарей. Имеет вес 540 кг, длину – 2м 10см, ширину – 1м 50см и 15 см толщину. Энергия, вырабатываемая одним из 16 блоком, равна продуцируемой сотней аккумуляторов портативных компьютеров. При производстве аккумуляторов Тесла используют детали, созданные в Мексике, Китайской народной республике и Индии. Конечная работа производится в США. Гарантия, предоставляемая компанией, значительна: до 8 лет. В статье описан состав наиболее распространенных источников питания для двигателей электромобилей. Надеемся, информация будет полезной для Вас! ekowheel.com Аккумуляторные батареи в электромобиле – емкость, зарядка, потенциал (дальность хода)Емкость, потенциал (дальность хода), зарядка, аккумуляторных батарей . Ниже мы приведем более подробное объяснение. Емкость. Емкость электрических аккумуляторных батарей для авто измеряется в киловатт – часах (кВтч - kWh), так же как и электричество в вашем доме (обычным счетчиком). Именно эти киловатт – часы для электромобиля практически тоже самое что литры бензина для автомобилей с двигателем внутреннего сгорания. К сожалению полную (полностью заряженную) аккумуляторную батарею нельзя сравнить с полным баком топлива. Как говорит специалист Dan Edmunds из компании Edmunds.com «Емкость батарей это что то потенциальное, то что вы никогда не сможете использоваться полностью». Для того что бы сохранить эффективность работы батареи и продлить ее жизнь, системы отвечающие за подзарядку батареи никогда не дают заряжаться ей на 100 процентов, как и не позволяют ей полностью разряжаться. Более полезный параметры используемая емкость аккумулятора. «Используемая емкость аккумулятора обычно не заявляется производителем» объясняет Edmunds. «Часто разница в используемой емкости очень велика. Стабильность работы системы контроля за зарядкой аккумуляторов в современных электромобилей очень важна. Зачастую можно сказать что ваш автомобиль будет работать лишь на 60-70 процентах заявленной емкости ваших аккумуляторных батарей.» Не стоит слишком полагать на заявленную емкость к примеру автомобиля Nissan Leaf в котором установлены литий-ионные (Li-ion) батареи емкостью 24 kWh или Tesla Roadster's с емкостью батарей 54 kWh. Вы никогда не сможете использовать полную потенциальную емкость этих батарей. Данные показатели емкости могут дать возможность покупателю определить потенциал автомобиля, то есть вам не надо знать точной цифры используемой емкости, вы можете ориентироваться лишь на порядок цифр. Чем больше заявленная емкость аккумуляторных батарей автомобиля, тем больше его потенциал. Зарядка. Зарядка обычно сводится к двум одинаково важным факторам: время и деньги. Время зарядки электромобиля напрямую зависит от того насколько большой емкости ваши батареи и насколько большим напряжением вы можете их заряжать. Стоимость самое электроэнергии очень часто зависит от того в какое время вы заряжаете автомобиле и собственно где вы производите зарядку. В Европе и Америке электромобили в основном заряжают дома, от сети электропитания с напряжение 120 Вольт (соединительный кабель для такой сети обычно поставляется вместе с автомобилем). К сожалению процесс зарядки от такой сети может затянуться до 20 часов до полной зарядки от сети 120 Вольт. Конечно же обладатель электромобиля куда более был бы рад розетке сети электропитания с напряжением 240 Вольт, которая естественно зарядила бы батареи куда быстрее (зарубежом такую розетку потребители могут заказать отдельно у поставщика электроэнергии, установка обойдется потребителю примерно в 2000 долларов – у нас же 240 Вольт является стандартом сети электропитания). Nissan Leaf's – по технической документации зарядится всего за 7 часов от сети питания с напряжением 240 Вольт. Зачастую автомобили заряжают в ночное время суток. Если в вашем регионе стоимость электричества ниже ночью это очень выгодный метод экономить. К примеру 2011 Chevrolet Volt оснащен специальным программируемым таймером зарядки, на котором вы можете выставить время начала и окончания зарядки. К сожалению не стоит забывать о том что сам процесс зарядки несет в себе дополнительные скрытые затраты. В процессе зарядки часть энергий уходит на нагрев аккумуляторных батарей, в свою очередь охлаждающие системы автомобиля работают во время зарядки и тоже потребляют энергию из сети электропитания, за счет этих факторов эффективность процесса зарядки падает и соответственно тратится больше электричества. К примеру вы зарядили свой автомобиля и зафиксировали цифру в 12 кВтч на своем счетчике, к сожалению только 10 Квтч потенциальной энергии накопили ваши аккумуляторные батареи. Потери при зарядке в 15-20 процентов довольно типичны для большинства электромобилей. Многие производители не указывают явно на потери электроэнергии при зарядке вашего электромобиля, зато их четко фиксируют ваши счетчики и это все включается в ваши счета электроэнергии. Потенциал – дальность хода. Дальность хода один из важнейших вопросов который тревожит покупателей электромобилей. Спровоцировано это тем что дальность хода электромобилей сильно отличается от дальности хода обычных автомобилей. Nissan заявляет что Leaf's может проехать 100 миль, по заявлению Environmental Protection Agency's машина сможет проехать всего лишь 73 мили. Tesla заявляет что их Roadster может пройти 245 миль, что для электромобиля ОЧЕНЬ много. Аккумуляторные батареи очень чувствительны к температуре (от температуры зависит их эффективность и потенциал). Именно поэтому производители сначала запустили в продажу автомобили в местах с умеренным климатом (там где не очень жарко и не очень холодно). Естественно что быстрая езда и быстрые ускорения разряжают батарею намного быстрее. Так же резкие торможения не позволяют автомобилю использовать систему регенерации энергии при торможении, которая при плавном торможении возвращает часть энергии в аккумуляторы (заряжая их). Именно поэтому если производитель заявляет что машина может пройти на полной зарядке 100 миль, она может проехать всего 60 или наоборот проехать все 130 миль при разных типах вождения. К сожалению на электромобиле вы вряд ли сможете ездить с горящей красным цветом лампочкой об отсутствии топлива, так как вы это делали на обычных автомобилях. Основная проблема в данном случае будет в том, что единственное место где вы сможете зарядить свой электромобиль это будет ваш гараж и если вы до него не доедете вам придется идти пешком. Именно поэтому сейчас очень много спорят о пороге предупреждения о разряде аккумуляторных батарей. На данный момент понятия емкости, зарядки и потенциала (дальности хода) новы для потребителя, однако скорее всего это связано с тем что электромобили пока новинка на наших рынках. Вполне возможно в ближайшем времени мы свыкнемся с новыми стандартами новых автомобилей и с новыми правилами передвижения. www.insidecarelectronics.com Свинцовые аккумуляторы для электромобилейСтроительные машины и оборудование, справочник Категория: Автомобильные аккумуляторы Свинцовые аккумуляторы для электромобилейОсновные свойства аккумуляторных электромобилей. Под термином «электромобиль» имеется в виду автомобиль, у которого вся или часть энергии для работы тягового привода создается химическим источником тока — аккумуляторной батареей. Аккумуляторные электромобили являются давно известными и единственными, находящими практическое применение. Однако использование их до сих пор весьма ограничено. Наиболее польоко электромобили применяются в Англии, где численность их парка составляет 30 тыс. шт. Столь незначительное использование аккумуляторных электромобилей объясняется наличием у них существенного недостатка — ограниченного запаса хода. Следует иметь в виду, что понятие «ограниченный запас хода» нельзя понимать буквально, как невозможность обеспечить на аккумуляторах с ограниченной энергоемкостью довольно значительных величин пробега автомобиля. Запас хода может быть существенно увеличен за счет применения более энергоемких аккумуляторов или за счет специальной конструкции электромобиля. Конструктивное ограничение запаса хода тем более существенно, что электромобиль не может так же быстро, как автомобиль, заправляться топливом, осуществлять заряд аккумуляторной батареи: чтобы полностью зарядить разряженные аккумуляторы, обычно требуется около 9—10 ч. В настоящее время разрабатываются методы ускоренного подзаряда аккумуляторных батарей, которые позволяют за 1 ч увеличить емкость разряженной батареи до 80 %. При этом пока что не установлено влияние ускоренных зарядов на срок службы аккумуляторов. Однако если ускоренный заряд и не будет оказывать вредного влияния на срок службы, все же осуществление в процессе эксплуатации регулярных подзарядов в течение часа и более возможно только на отдельных маршрутах, где по технологии перевозок имеются длительные простои транспортного средства в заранее известных местах, которые могут быть оборудованы подзарядными пунктами. Очевидно также, что в перспективе по мере увеличения запаса хода электромобилей значение смены аккумуляторов в течение рабочего дня будет уменьшаться. Поэтому замену и подзаряд аккумуляторных батарей электромобилей следует рассматривать как дополнительные мероприятия, обеспечивающие возможность применения электромобилей с ограниченным запасом хода на ряде отдельных видов перевозок и маршрутов, позволяющих осуществлять эти мероприятия без ущерба экономике. Таким образом, ограничение по технико-экономическим соображениям запаса хода аккумуляторных электромобилей является основным фактором, определяющим возможности их практического применения: в большинстве случаев аккумуляторные электромобили будут использоваться (как и в настоящее время) на тех маршрутах и видах перевозок, где суточный пробег (по технологии перевозок) не превышает запаса хода электромобиля. Экологическая эффективность электромобилей. В последние 15—20 лет перед человечеством встал ряд серьезных проблем, связанных с загрязнением атмосферного воздуха. В настоящее время совершенно определенно установлено, что проблема уменьшения загрязнения атмосферного воздуха требует принятия действенных мер в отдельных районах и в большинстве крупных городов мира. Это обусловлено тем, что в результате человеческой деятельности в атмосферу выбрасываются вредные для окружающей среды и часто ядовитые для людей вещества. Эти вещества не успевают рассеиваться, и происходит местное устойчивое повышение их содержания в воздухе. По количеству и вредному влиянию намного опережают все другие выбросы следующие: оксид углерода, оксиды азота, оксиды серы, углеводороды и твердые частицы. Как видно из таблицы, на автомобильный транспорт приходится значительная часть основных вредных выбросов: оксида углерода — около 75 , углеводородов — около 35, оксидов азота — около 30%. Приведенные выше цифры по доле автомобильного транспорта в загрязнении атмосферы являются достаточно высокими, хотя относятся они ко всей стране. В крупнейших городах мира загрязнение атмосферного воздуха оксидом углерода практически полностью определяется автомобильным транспортом При движении аккумуляторного электромобиля не происходит загрязнения атмосферы вредными веществами. Однако отметим, что в процессе заряда современных аккумуляторов в воздушный бассейн поступает ряд вредных веществ. Если учесть, что в настоящее время начинают применяться герметичные стартерные и тяговые аккумуляторы, вопрос выброса вредных веществ в результате эксплуатации аккумуляторных батарей является несущественным. Научное и практическое значение имеет учет загрязнения атмосферы тепловыми электростанциями, которое будет возрастать при увеличении ими выработки электрической энергии для автомобилей. Поэтому оценка экологической эффективности состоит прежде всего в определении и сопоставлении количества вредных веществ, выбрасываемых в процессе эксплуатации автомобилем и электромобилем. При этом на современном этапе развития знаний, вероятно, целесообразно ограничиться рассмотрением только основных видов загрязнений (оксида углерода, углевородоров, оксидов азота и оксидов серы), так как другие выбросы от автомобилей и электромобилей имеют гораздо меньшее значение. Во всех технически развитых странах, в том числе и в СССР, для оценки количества вредных веществ, выбрасываемых автомобилями, применяется экспериментальное значение пробегового выброса. Учет только про-бегового выброса позволяет определить «условный выброс». Для расчета фактических (реальных) выбросов необходима корректировка значений пробеговых выбросов с учетом выброса вредных веществ с картерными газами и испарениями топлива, с учетом различных климатических условий, условий движения, технического состояния автомобилей. Средние расчетные данные по загрязнению воздушного бассейна различными типами автомобилей и аккумуляторных электромобилей приведены в табл. 10.3. Аккумуляторные электромобили выбрасывают в атмосферу примерно в 10—12 раз меньше вредных веществ. Однако такое сопоставление является не совсем правильным, поскольку выбрасываемые автомобилем вредные вещества ни по составу, ни по непосредственному воздействию на население города не сопоставимы с выбросами электростанций, на которых будет производиться выработка энергии для электромобилей. Поэтому сопоставимость электромобиля и автомобиля (влияние на окружающую среду) может быть обеспечена только с учетом различия экономических ущербов от вредного воздействия на окружающую среду рассматриваемых вариантов. В качестве примера укажем на опыт США: стоимость всех расходов на уменьшение загрязнения атмосферы в этой стране составила в 1975—1978 гг. около 42 млрд. долл., в том числе около 30 млрд. долл. на уменьшение загрязнения от автотранспорта. Однако, несмотря на столь большие затраты, удалось только замедлить рост количества выбросов вредных веществ. Аккумуляторные батареи. Для электромобилей могут использоваться различные типы аккумуляторов (табл. 10.4). Однако практически применяются лишь свинцовые и никель-железные. Наибольшее применение на электромобилях находят свинцово-кислотные аккумуляторные батареи. По конструкции пластин (главным образом положительных) свинцовые тяговые аккумуляторы делятся на намазные и панцирные. Намазные пластины используются в аккумуляторах для стартерных батарей обычных автомобилей. Поэтому их конструкция достаточно хорошо известна. Основным недостатком аккумуляторных батарей с намазными пластинами является относительно небольшой срок службы (до 500 циклов), обуславливаемый разрушением и выпадением активной массы из положительных электродов. Гораздо более высоким сроком службы обладают панцирные тяговые свинцово-кислотные аккумуляторы, имеющие панцирный трубчатый положительный электрод и намазной отрицательный электрод. Трубчатый панцирь, изготовленный из синтетических материалов, позволяет значительно уменьшить выпадение активной массы из положительных электродов и тем самым увеличить срок службы до 1600—1800 циклов. Панцирный электрод состоит из ряда пористых или снабженных узкими прорезями трубок, внутри которых заключена активная масса. Токоведущая основа такого электрода имеет ряд вертикальных параллельных стержней из коррозионно-стойкого свинцово-сурьмянистого сплава, отлитых заодно с верхней кромкой токоотвода и припаиваемых к нижней кромке токоотвода после заполнения трубочек активной массой. В современных моделях нижняя свинцовая кромка заменена литой пластмассовой планкой. Нижние концы стержней впрессовываются в эту планку. Каждый стержень представляет собой как бы сердечник карандаша, состоящего из активной массы, заключенной в панцирь. Благодаря пористости или прорезям в панцире обеспечивается свободный доступ электролита к активной массе. Одновременно панцирь предохраняет активную массу от вымывания. В крайних трубках токоотводов наружные стороны панциря в целях усиления делаются сплошными. Сама конструкция панциря и материалы, из которых он изготовляется, весьма разнообразны. Сепараторы современных свинцовых аккумуляторов изготовляются преимущественно на основе поливинилхлорида или стекловолокна. Применяются также сепараторы на основе полиэтилена и различных сополимеров. Моноблоки и крышки современных свинцовых аккумуляторов изготовляются в основном из полипропилена, хотя отдельные разработчики признают преимущества сополимера пропилена с этиленом, обладающего очень хорошей механической прочностью. Раньше для тяги выпускали отдельные аккумуляторы, которые затем собирали в батарею. В последние годы большое количество работ направлено на усовершенствование моноблочной конструкции свинцовых батарей, позволяющих повысить удельные массовые параметры. Наряду со свинцово-кислотными аккумуляторами некоторое применение на электромобилях находят также щелочные никель-железные аккумуляторы. Кроме свинцовых и никель-железных аккумуляторов, в последнее время на опытных электромобилях применялись и другие типы. Однако из них промышленное производство имеют только никель-кадмиевые и серебряно-цинковые аккумуляторы, которые ввиду высокой стоимости и дефицитности применяемых материалов оказались для электромобилей неперспективны. Анализ себестоимости производства аккумуляторов показывает, что в себестоимости современных свинцовых батарей удельный вес стоимости свинца составляет 49— 55%, а в себестоимости никель-железных аккумуляторов стоимость никеля составляет 33—37% плюс 12—16%; приходящихся на стоимость углеродистой стали. Таким образом, стоимость активных материалов электродов составляет примерно 50% полной стоимости аккумулятора. Поскольку стоимость активных материалов электродов до некоторой степени позволяет судить о возможной стоимости аккумуляторов различных систем, то представляет интерес, исходя из возможных параметров различных элементов, сравнить удельную стоимость (на 1 кВт-ч энергоемкости) различных активных материалов электродов. Серийно выпускаемые отечественной промышленностью аккумуляторы имеют следующую удельную стоимость (руб/кВт-ч): свинцово-кислотные стартерные батареи 22—32, щелочные тяговые никель-железные аккумуляторы 30—45. Удельная стоимость зависит от емкости аккумуляторов; с увеличением емкости удельная стоимость уменьшается. Большое количество опытных разработок электромобилей при практическом отсутствии серийного их производства привело к тому, что до сих пор важнейшие параметры, в первую очередь напряжение, и конструктивные схемы построения аккумуляторных батарей электромобилей не стандартизованы. Дальнейшее развитие электромобилей требует прежде всего стандартизации ряда напряжений аккумуляторных батарей, без чего невозможно создание разветвленной сети станций по заряду и подзаряду аккумуляторных батарей электромобилей. Международной электротехнической комиссией (МЭК) создан технический комитет «Электромобили», который рекомендует следующий ряд напряжений аккумуляторных батарей для электромобилей: 48, 60, 120, 240 и 360 В. В настоящее время аккумуляторная батарея электромобиля часто представляет собой сложный энергетический комплекс, обеспечивающий целый ряд эксплуатационных преимуществ: простоту обслуживания (вплоть до полного исключения операции доливки электролита), увеличение срока службы путем применения приборов контроля степени разряда, обеспечения оптимального температурного режима работы батареи и т. д. Широкое применение на электромобильных батареях нашла централизованная (часто автоматическая) доливка электролита. Примером современного решения является батарея фирмы «Варта» (ФРГ), созданная для электробуса. Батарея имеет комплексную систему, улавливающую пары и газы. Пары воды конденсируются и возвращаются в аккумуляторы. Газы с помощью катализатора также превращаются в воду и возвращаются в аккумуляторы. Поэтому аккумуляторы совершенно герметичны, и благодаря этому появилась возможность использовать медь для межаккумуляторных соединений, что уменьшает внутренее сопротивление батарей и соответственно увеличивает их полезную энергоемкость. Аккумуляторы батареи охлаждаются водой. Вопросу поддержания температурного режима тяговой батареи уделяется все большее внимание. Помимо водяного охлаждения, применяется воздушное принудительное охлаждение. Читать далее: Техника безопасности при обслуживании и ремонте аккумуляторных батареи Категория: - Автомобильные аккумуляторы Главная → Справочник → Статьи → Форумstroy-technics.ru |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
