Обсуждение влияния аккумулятора на быструю зарядку автомобиля на новой энергии-industry-news

• Лучший литиевый аккумулятор 18650

• Цилиндрическая литий-ионная батарея

• Лучшее руководство по литиево-ионной батарее

• Лучшее руководство по LiPo батареям

• Лучшее руководство по батарее Lifepo4

• Руководство по литиевой батарее 12 В

• Литий-ионный аккумулятор 48 В

• Подключение литиевых батарей параллельно и последовательно

• Лучшая литий-ионная батарея 26650

Mar 13, 2019   Вид страницы：265

Электромобили в использовании, потребитель больше всего обеспокоен или время зарядки и диапазон проблемы, при текущем техническом уровне время зарядки и диапазон редко встречаются вместе, поэтому аккумуляторная батарея разработала два пути, один — диапазон концентрации удельная энергия, в основном за счет постоянного улучшения удельной энергии литий-ионного аккумулятора, тем самым увеличивая диапазон электромобилей; Во-вторых, это пирог быстрой зарядки, который направлен на сокращение времени зарядки, в основном за счет улучшения характеристик быстрой зарядки литий-ионных аккумуляторов и сокращения времени зарядки электромобилей.

С развитием технологий и углубленными исследованиями материалов литиевых батарей проблемы, с которыми сталкивается технология быстрой зарядки, могут быть решены одна за другой.

I. как понять быструю зарядку?

Чтобы понять быструю зарядку, необходимо использовать технический термин — коэффициент заряда и разряда C, который можно просто понимать как скорость заряда и разряда. Скорость заряда и разряда литий-ионного аккумулятора определяет, насколько быстро мы можем сохранить определенное количество энергии в аккумуляторе или как быстро мы можем высвободить энергию в аккумуляторе.

В соответствии с политикой субсидирования транспортных средств на новой энергии в 2018 году те, у которых коэффициент зарядки менее 3С, относится к категории чистых электрических автобусов с небыстрой зарядкой, а автомобили с коэффициентом зарядки выше 3С относятся к категории быстрых электрических автобусов. зарядка чисто электрических автобусов. Однако раздел субсидий на быструю зарядку применяется только к легковым автомобилям на новой энергии, а для легковых автомобилей и транспортных средств нет стандарта.

Согласно определению отрасли и эпохи Ниндэ, быстрая зарядка электромобилей относится к режиму зарядки с зарядным током более 1,6 с, то есть от 0% зарядки до 80% времени зарядки менее 30 минут. Основываясь на мнениях многих сторон, автор выдвигает, что коэффициент зарядки менее 1,6c — это медленная зарядка, 1,6c-3c — небольшая быстрая зарядка, а выше 3C — быстрая зарядка. Большинство легковых электромобилей могут обеспечивать «небольшую и быструю зарядку», а коэффициент зарядки легковых автомобилей с быстрой зарядкой в основном сконцентрирован в 3c-5c.

Если мы думаем о литий-ионной батарее как о кресле-качалке, два конца кресла-качалки — это два полюса батареи, а литий-ионный аккумулятор похож на хорошего спортсмена, бегающего взад и вперед между двумя концами кресла-качалки. . Во время зарядки ионы лития образуются на положительном электроде батареи, и образующиеся ионы лития перемещаются к отрицательному электроду через электролит. Как отрицательный углерод, он имеет слоистую структуру с множеством крошечных пор для встраивания ионов лития.

Чем больше ионов лития внедрено, тем выше зарядная емкость.

Для быстрой зарядки ионы лития должны быть внедрены в отрицательный электрод в момент ускорения. Это ставит под сомнение способность анода быстро поглощать ионы лития. Побочные продукты появятся в отрицательном электроде батареи общей химической системы во время быстрой зарядки, что повлияет на циркуляцию и стабильность элемента. Плотность энергии и плотность мощности можно рассматривать как два направления в одной батарее.

Как ориентация национальной политики, так и технологическая структура предприятия обычно ориентированы на высокую плотность энергии. Когда удельная мощность аккумулятора достаточно высока и автомобиль загружен с достаточной мощностью, чтобы избежать «беспокойства по поводу дальности», потребность в быстрой зарядке снижается. Однако рынок трудно принять, если стоимость не снизилась из-за большого количества электроэнергии. Следовательно, если стоимость аккумулятора можно контролировать, исходя из условий удобной емкости зарядки + применимого диапазона, беспокойство пользователя может быть значительно уменьшено, так что быстрая зарядка имеет ценность существования.

II. Перспектива применения быстрой зарядки аккумуляторов с различными техническими маршрутами

Скорость зарядки тесно связана с общими техническими и конструктивными требованиями к силовой батарее, зарядной батарее, электромобилю, электросети и т. Д., Среди которых самым большим фактором является аккумулятор. Давайте обсудим тенденции применения различных типов аккумуляторных батарей в технологии быстрой зарядки. Для изготовления быстро перезаряжаемых батарей можно использовать практически все виды анодных материалов, но их применимость и преимущества различны.

1. Тройной аккумулятор с быстрой зарядкой больше подходит для легковых электромобилей.

Тройным батареям уделяется больше внимания из-за их высокой плотности энергии. Сами материалы обладают отличной электропроводностью, но их реакционная способность слишком высока.

Типичными предприятиями системы быстрой зарядки тройных аккумуляторов являются Ningde times и bick и т. Д. Ningde Times разработала «сверхпроводящую электронную сеть» и технологию «быстрого ионного кольца», которые могут осуществлять зарядку SOC от 5% до 85% в течение 15 минут.

Плотность 190 Втч / кг, срок службы более 2500 раз, основная область применения — легковые автомобили, ожидается, что в 2018 году будет производиться серийное производство.

С введением кремниевого анодного материала, анодного материала с высоким содержанием никеля и специально разработанного электролита высокоэнергетический сердечник 3.0, запущенный компанией Bick в мае этого года, имеет плотность энергии почти до 250 Вт · ч / кг и может достичь сверхдальнего диапазона 500км. Стратегия зарядки может эффективно сократить время зарядки и повысить эффективность зарядки. В экстремальном аварийном режиме автомобиль может проехать 60 километров на 10-минутной подзарядке.

В соответствии с привычками использования мазутных транспортных средств, время зарядки должно быть полностью заряжено в течение 10-20 минут, а коэффициент зарядки должен быть не менее 3-6c. В настоящее время большинство чисто электрических легковых автомобилей на рынке заполняются на 80% мощности за полчаса до одного часа, что значительно улучшилось по сравнению с предыдущими двумя или тремя часами зарядки, и ожидается для дальнейшего сжатия до 20 минут в будущем.

2. Можно использовать продукт быстрой зарядки из фосфата лития и железа.

Литий-фосфат железа не имеет врожденных преимуществ в области быстрой зарядки. С точки зрения материалов, собственная проводимость фосфата лития-железа относительно низкая и составляет всего 1% от тройных материалов. Следовательно, необходимо оптимизировать проводимость фосфата лития-железа, чтобы удовлетворить потребность в быстрой зарядке. Однако стоимость материала фосфата лития-железа относительно невысока. В сочетании с развитой технической подготовкой и стабильными характеристиками продукта, фосфат лития-железа имеет относительно широкую перспективу применения на таких предприятиях, как Ningde Times и watma.

Ограниченный экстремальным значением теоретической плотности энергии, фосфат лития-железа имеет мало возможностей для изменения плотности энергии в будущем. Однако для коммерческих транспортных средств, таких как легковые автомобили, транспортные средства для логистики и специальные транспортные средства, была выбрана литий-железо-фосфатная система, повышение плотности энергии не требуется, а быстрая зарядка становится все более и более важной.

3. Литий-манганатная батарея подходит для подключаемых гибридных автобусов.

Литий-манганатная батарея обладает такими характеристиками, как мощность, скорость разряда, хорошие характеристики при низких температурах, высокая частота напряжения, а в ситуации роста количества трех исходных сырьевых материалов экономическое преимущество манганата лития постепенно подчеркивается. Тем не менее, он все еще нуждается в улучшении по плотности энергии, высокотемпературным характеристикам и другим аспектам. В последние годы доля быстро перезаряжаемых литиево-манганатных батарей в области съемных гибридных автобусов значительно увеличилась, и типичными предприятиями являются citic guomeng guli, yepeng new energy и micro macro power.

Однако характеристики циклического режима литиево-манганатной батареи плохие в условиях высоких температур, а высокотемпературные характеристики литиево-манганатной батареи могут быть улучшены путем легирования положительного полюса. Однако модифицированный манганат лития больше не является «исходным манганатом лития». В промышленности обычно используются «множественные композитные материалы», положительный полюс с использованием тройных материалов и смешанная система манганата лития, отрицательный полюс с использованием пористого композитного углерода, что дополнительно улучшает характеристики быстрой зарядки, но безопасность по-прежнему требует внимания и постоянного улучшения.

4. Литий-титанатная быстрая перезаряжаемая батарея подходит для чисто электрических автобусов.

Литий-титанатная аккумуляторная батарея названа в честь материала отрицательного электрода, положительный полюс ИСПОЛЬЗУЕТ тройной материал, использует Чжухай Иньлун, микромакроэнергетику, Тяньцзинь цзе Вэй как типичное предприятие. С точки зрения производительности, литий-титанатная батарея обладает отличными низкотемпературными характеристиками, безопасностью и хорошими показателями переработки. Как быстро перезаряжаемый аккумулятор, его характеристики множителя также были признаны в отрасли. Однако в настоящее время у титаната лития есть две важные проблемы: во-первых, плотность энергии относительно низкая, и под давлением постоянно увеличивающейся плотности энергии, требуемой политикой и рынком, текущая рыночная доля титаната лития относительно мала в целом по мощности. рынок аккумуляторов. Во-вторых, стоимость литий-титанатной батареи значительно выше, чем у других систем из-за влияния дорогостоящих небольших металлических материалов, таких как титан, никель и кобальт.

Литий-титанатный аккумулятор явно превосходит другие системы по сроку службы, который определяется характеристиками материала, а именно характеристиками «нулевой деформации». Но его недостаток очевиден, плотность энергии невысока, плотность энергии составляет лишь половину от тройной системы. Кроме того, из-за высокой цены большинство из них используется при быстрой конфискации и доставке. В будущем необходимо срочно искать материалы для анодов высокого напряжения и соответствующий электролит для устранения этого дефекта.

5. Новое направление быстрой зарядки — катодные материалы из оксидов титана и ниобия.

Оксид титана ниобия разработан на основе титаната лития. Его главное преимущество состоит в том, что теоретическая емкость оксида титана ниобия составляет около 280 мАч / г по сравнению с теоретической емкостью 175 мАч / г титаната лития.

В октябре 2017 года компания Toshiba официально объявила об успешной разработке нового поколения автомобильных литий-ионных аккумуляторов, которые, как ожидается, появятся в продаже в 2019 году. В аккумуляторе ИСПОЛЬЗУЕТСЯ материал оксида титана и ниобия, по сравнению с нынешним тройным, фосфатом лития, железом и фосфатом железа. другие технологии, чтобы добиться резкого прогресса. Новая батарея обладает преимуществами высокой плотности энергии и быстрой зарядки. Зарядка до 90% аккумулятора занимает всего 6 минут, а расстояние до него составляет 320 километров. В настоящее время литиевые батареи заряжаются до 80 процентов в среднем за 30 минут.

Кроме того, концепция «графеновых батарей» долгое время была горячей темой, но она также вызывает споры в отрасли. В литиевых батареях графен в основном используется в качестве активного материала катода и проводящей добавки. Что касается способности к быстрой зарядке, использование графена в качестве проводящего агента или покрытие литий-фосфата железа / тройного материала лития графеном может обеспечить лучший эффект быстрой зарядки. Однако полная стоимость, сложность процесса и другие показатели по-прежнему остаются большой проблемой.

III. Перспективы рынка продуктов с быстрой зарядкой

Благодаря высокой плотности энергии, быстрой зарядке и невысокой цене, это идеальный аккумулятор, который больше всего ожидают пользователи. Однако «вы не можете съесть свой торт и съесть его». при существующей системе литий-ионных аккумуляторов самые важные пять показателей мощности аккумулятора, такие как производительность умножителя, плотность энергии, срок службы, безопасность и цена, фиксируются на относительно стабильной радарной диаграмме. Если какой-либо индикатор будет улучшен, остальные индикаторы пострадают относительно.

В настоящее время аккумулятор с быстрой зарядкой в основном используется в автобусах на новой энергии из-за его сильной избирательности в отношении городов и единиц аудитории, то есть городов или единиц с относительной финансовой поддержкой, как правило, для быстрой зарядки автобусов. Однако с точки зрения потенциала развития рынка темпы роста и масштаб рынка легковых автомобилей и специальных транспортных средств для логистики в будущем будут выше, чем у легковых автомобилей, поэтому структура потребления аккумуляторных батарей с быстрой зарядкой сместится на эти два типа. моделей в будущем.

Согласно данным Китая по аккумуляторным батареям, в 2017 году Китай произвел 6486 автобусов с быстрой зарядкой, а установленная емкость аккумуляторов достигла 597,52 МВтч, что составляет 6% от общего количества автобусов на новой энергии. Среди них скорость зарядки шин с быстрой зарядкой является самой высокой — 6,42 с. Увеличился объем производства 47771 автомобиля и емкость аккумулятора 480,68 мВт в модели 3c-5c. Производство модели 5c-10c составляет 1715 г., а емкость аккумулятора составляет 116,84 МВтч. В настоящее время коэффициент быстрой зарядки шины быстрой зарядки в основном сконцентрирован между 3C и 5C. С точки зрения типа батареи титанат лития был основным материалом для быстрой зарядки автобуса в 2017 году с нагрузочной способностью 571,54 МВт / ч, что составляет 95,65%.

Согласно поставкам 4 типов аккумуляторных батарей в 2017 году, манганат лития 1,54 ГВтч частично используется в подключаемых к сети гибридных транспортных средствах, частично отвечающих требованиям небольшой быстрой зарядки, а также в транспортных средствах с трехкомпонентной батареей 16 ГВтч, частично отвечающим требованиям небольшой быстрой зарядки. В целом, тройные быстрозаряжаемые батареи подходят для легковых автомобилей, литий-железо-фосфатные, литий-титанатные и другие быстро перезаряжаемые батареи подходят для легковых автомобилей, литиево-марганцевые кислотно-быстрые перезаряжаемые батареи подходят для подключаемых гибридных автомобилей, оксид титана, ниобия или оксид титана. быстрое перезаряжаемое новое направление.

Страница содержит содержимое машинного перевода.

• Предыдущая статья： Глядя на эру NINGDE и конкуренцию BYD из 307 анонсов
• Следующая статья： Характеристики разработки твердотельных литий-ионных аккумуляторов и смежных отраслей

Самые популярные категории

Индивидуальные решения

• Схема конструкции аккумулятора 11,1 В, 6600 мАч портативного сверхзвукового диагностического набора B

• Схема резервного питания 7,4 В 10 Ач медицинского инфузионного насоса

• Решения для литий-ионных аккумуляторов AGV 25,6 В, 38,4 Ач

Как работает технология быстрой зарядки в смартфонах

Емкость аккумуляторов современных смартфонов постоянно растет, но и энергопотребление тоже увеличивается. Увеличение объема батареи положительно сказывается на автономности, но приводит к увеличению времени зарядки и производители активно внедряют поддержку ускорения этой функции.

Быстрая зарядка в смартфоне – это технология, которая работает по принципу увеличения силы тока, который подается на батарею от блока питания. Изначально блоки питания для зарядки мобильных устройств выдавали напряжение 5 В с силой 500-1000 мА. Но при таких параметрах теоретически за час можно восполнить на более 1000 мАч емкости аккумулятора смартфона. На практике это значение еще меньше, так как чем больше заряжена батарея – тем сильнее приходится уменьшать силу тока.

Принцип работы быстрой зарядки в смартфоне

Самым первым способом ускорить процесс зарядки стало повышение силы тока. Ранние технологии позволили выдавать силу тока до 2 ампер, при напряжении 5 вольт, что давало мощность в 10 ватт. Однако дальше двигаться таким путем оказалось сложно: для больших токов требуются толстые провода, так как от этого зависит сопротивление жил. С некачественным кабелем даже 2 А получить нелегко, так как возникнут просадки.

Использовать кабель с большим сечением жил проблематично, поэтому производители решили пойти путем увеличения напряжения, при сохранении прежней силы тока. Однако литиевые аккумуляторы требуют для заряда напряжения в узком диапазоне, подать «чистые» 12 В на контакты нельзя. Чтобы решить проблему, были разработаны специальные контроллеры заряда, которые встраиваются в чипсет или на материнскую плату. Они принимают напряжение выше 5 вольт, преобразуя его в оптимальное для аккумуляторных ячеек.

Виды быстрой зарядки для смартфонов

Для того, чтобы повысить скорость зарядки, производители комплектующих для смартфонов разрабатывают новые технологии быстрой зарядки. Компания Qualcomm предлагает QuickCharge, у MediaTek имеется конкурирующая PumpExpress, а у OPPO – аналог под названием VOOC. Samsung предлагает пользователям Fast Adaptive Charging. В смартфонах Asus имеется поддержка Asus BootMaster, в Motorola – TurboPower, а в Huawei – SmartPower.

Актуальные поколения QuickCharge и PumpExpress способны использовать разные напряжения, блоки питания могут выдавать от 5 до 12 В. Зарядное устройство взаимодействует с контроллером заряда, от которого получает «подсказки», какой ток и напряжение следует выдать в данный момент. Может использоваться как ступенчатое регулирование (5, 9, 12 В и т.д.), так и плавное (от 3,2 до 20 В, с шагом 200 мВ, применяется в QuickCharge 3.0).

Так как за беспроводную зарядку отвечает чипсет, то именно от него зависит тип используемой технологии. Самостоятельными можно считать методы Qualcomm, Samsung, Mediatek, Huawei, то есть, компаний, производящих чипсеты. Особняком стоит VOOC от Oppo. Она реализована за счет использования многоячеечных аккумуляторов, способных заряжаться параллельно. За счет этого «залить» 2500 мАч можно всего за 15 минут.

Другие технологии быстрой зарядки – это, как правило, вариации на базе QuickCharge, названные другим именем. А в целом – все они используют один принцип: сначала блок питания постепенно увеличивает ток и напряжение, подбирая максимально возможные параметры, потом на максимальной мощности происходит зарядка до 50-70 % емкости, а дальше – идет плавное снижение силы тока и напряжения.

Вредна ли беспроводная зарядка в смартфонах?

Литиевые (литий-ионные и литий-полимерные) аккумуляторы смартфонов чувствительны к силе заряда. Использование некачественного ЗУ, зарядка и разрядка с чрезмерно большими токами могут сокращать их ресурс, поэтому имеют место утверждения о вредности быстрой зарядки.

На самом деле, контроллер питания – достаточно сложно устройство, которое способно подбирать оптимальный режим пополнения емкости. Пока плотность заряда в ячейке аккумулоятора невысокая – он подбирает максимально возможную мощность зарядки. С повышением плотности химические процессы в аккумуляторе ускоряются, усиливается нагрев (а вредит именно он). Контроллер фиксирует это и уменьшает мощность питания, чтобы предотвратить нагрев. Как итог, температурный режим поддерживается в норме, негативное воздействие на аккумулятор сводится к минимуму.

В интернете часто всплывают новости о взрывах смартфонов, а страшилки про то, что это происходит из-за быстрой зарядки, очень распространены. В теории такое действительно возможно, однако часто проблема – не в технологии быстрой зарядки, а в неисправном оборудовании. Использование некачественных блоков питания и кабелей, пользование смартфонов с поврежденным аккумулятором, деформированным корпусом и т.д. – вот главные причины взрывов и возгораний.

Чтобы избежать пожара, взрыва или просто вздутия аккумулятора – достаточно соблюдать несколько простых правил. Нельзя накрывать заражающийся смартфон подушкой или другим предметом, оставлять его заряжаться на нагретом летним солнцем подоконнике или панели автомобиля. Также не рекомендуется использовать кабели и блоки питания сомнительного происхождения.

mobcompany.info

Быстрая зарядка постоянным током вредна для аккумулятора вашего электромобиля?

Несмотря на то, что исследования показывают, что частая быстрая зарядка (постоянным током) может несколько ухудшить состояние аккумулятора быстрее, чем зарядка переменным током, влияние на состояние аккумулятора очень незначительно. На самом деле зарядка постоянным током только увеличивает износ батареи примерно на 0,1 процента в среднем .

Правильное обращение с аккумулятором в большей степени связано с управлением температурой, чем с чем-либо еще, поскольку литий-ионные (Li-ion) аккумуляторы чувствительны к высокие температуры . К счастью, большинство современных электромобилей имеют встроенные системы управления температурой для защиты аккумулятора даже во время быстрой зарядки.

---

Запас хода электромобиля и срок службы аккумулятора

В то время как электромобилей (EV) с каждым годом становятся все более популярными , многие водители все еще не решаются использовать их из-за опасений по поводу ненадежного запаса хода или опасений по поводу срока службы аккумулятора .

Одним из распространенных опасений является влияние быстрая зарядка по деградации аккумулятора — понятная озабоченность, учитывая, что производители электромобилей, такие как Kia и даже Tesla , рекомендуют экономно использовать быструю зарядку в подробном описании характеристик некоторых своих моделей.

Итак, как именно быстрая зарядка влияет на вашу батарею и повлияет ли она на ее здоровье? В этой статье мы расскажем, как работает быстрая зарядка, и объясним, безопасно ли ее использовать для вашего электромобиля.

Что такое быстрая зарядка

Прежде чем мы попытаемся ответить, безопасна ли быстрая зарядка для вашего электромобиля, нам сначала нужно объяснить, что такое быстрая зарядка. Быстрая зарядка, также известная как уровень 3 или зарядка постоянным током , относится к самым быстрым доступным зарядным станциям, которые могут заряжать ваш электромобиль за минуты, а не за часы.

Выходная мощность варьируется в зависимости от зарядных станций, но быстрые зарядные устройства постоянного тока могут обеспечивать от 7 до 50 раз большую мощность, чем обычная зарядная станция переменного тока . Хотя эта высокая мощность отлично подходит для быстрой дозаправки электромобиля, она также выделяет значительное количество тепла и может вызвать перегрузку аккумулятора.

Влияние быстрой зарядки на аккумуляторы электромобилей

Итак, каково реальное влияние быстрой зарядки на состояние аккумуляторов электромобилей?

Некоторые исследования, такие как исследование Geotabs от 2020 года, показали, что в течение двух лет быстрая зарядка более трех раз в месяц увеличивает износ батареи на 0,1 процента по сравнению с водителями, которые никогда не использовали быструю зарядку.

Другое исследование, проведенное Национальной лабораторией Айдахо (INL), проверило две пары Nissan Leaf, заряжая их два раза в день в течение года, при этом одна пара использовала только обычные Зарядка переменным током , в то время как другие используют исключительно быструю зарядку постоянным током.

После почти 85 000 километров пути пара, которая заряжалась исключительно с помощью быстрых зарядных устройств, потеряла 27 процентов своей первоначальной емкости, в то время как пара, которая использовала зарядку от сети переменного тока, потеряла 23 процента своей первоначальной емкости батареи.

Как показывают оба исследования, регулярная быстрая зарядка снижает срок службы батареи в большей степени, чем зарядка от сети переменного тока, хотя ее влияние остается довольно небольшим, особенно если учесть, что реальные условия менее требовательны к батарее, чем эти контролируемые тесты.

Итак, нужно ли быстро заряжать электромобиль?

Зарядка уровня 3 — это удобное решение для быстрой подзарядки на ходу, но на практике вы, вероятно, обнаружите, что обычная зарядка от сети переменного тока адекватно удовлетворяет ваши повседневные потребности.

На самом деле, даже при самой медленной зарядке уровня 2 электромобиль среднего размера все равно будет полностью заряжен менее чем за 8 часов , поэтому использование быстрой зарядки вряд ли станет повседневным опытом для большинства людей.

Поскольку устройства для быстрой зарядки постоянного тока гораздо более громоздкие, дорогие в установке и требуют гораздо более высокого напряжения для работы, их можно найти только в определенных местах и, как правило, значительно дороже использовать , чем общественные зарядные станции переменного тока.

Достижения в области быстрой зарядки

В одном из наших выпусков подкаста REVOLUTION Live , Роланд ван дер Пут, руководитель отдела технологий зарядки FastNed , подчеркнул, что большинство современных аккумуляторов рассчитаны на быструю зарядку и имеют встроенное охлаждение. системы для обработки более высоких нагрузок мощности от быстрой зарядки.

Это важно не только для быстрой зарядки, но и для экстремальных погодных условий, так как аккумулятор вашего электромобиля будет страдать от очень низких или очень высоких температур. На самом деле аккумулятор вашего электромобиля оптимально работает в узком диапазоне температур от 25 до 45°C. Эта система позволяет вашему автомобилю продолжать работать и заряжаться при низких или высоких температурах, но может увеличить время зарядки , если температура выходит за пределы оптимального диапазона.

Передовые методы зарядки в зависимости от состояния батареи

Бесспорно, быстрая зарядка остается неотъемлемой частью ландшафта электромобилей и важным инструментом для практических поездок на дальние расстояния на электромобилях. И, как мы видели выше, периодическая быстрая зарядка не повредит вашей батарее и не снизит ее емкость каким-либо существенным образом.

Тем не менее, есть несколько рекомендаций, которые следует учитывать при быстрой зарядке, чтобы свести к минимуму ее воздействие на аккумулятор. Во-первых, вы должны стараться избегать быстрой зарядки в очень жаркие дни или, если вы это делаете, стараться делать это в тени, чтобы предотвратить перегрев батареи.

Несмотря на то, что вы можете заряжать аккумулятор в холодную погоду, не нанося ему вреда, вы должны ожидать более медленной скорости зарядки и более длительного времени зарядки, поскольку автомобильная система управления аккумулятором (BMS) снижает мощность для оптимизации зарядки и защиты аккумулятора .

В качестве наилучшей практики с любой литий-ионной батареей рекомендуется держать ее заряженной от 20 до 80 процентов , так как чрезвычайно низкий или высокий уровень заряда может со временем повредить батарею. Стоит заряжать свой электромобиль до 80 процентов для повседневного использования и использовать полную зарядку только для дальних поездок, когда это необходимо.

Аккумуляторы тоже стареют

Аккумуляторы электромобилей, как и мы, стареют со временем и при этом теряют часть своей емкости. Тем не менее, 9Потеря емкости 0003 незначительна, всего около 2,3 процента в год , и вряд ли повлияет на ежедневное использование вашего электромобиля или даже будет заметно.

Несмотря на то, что быстрая зарядка может увеличить скорость, с которой ваша батарея теряет емкость, ее реальное влияние составляет лишь около Потеря емкости на 0,1% больше, чем без использования быстрой зарядки .

Чтобы узнать больше о том, как работает быстрая зарядка, ознакомьтесь с нашей специальной статьей .

аккумуляторов для электромобилей с быстрой зарядкой и никелевой фольгой

Согласно новому исследованию, стандартные аккумуляторы для электромобилей могут заряжать большую часть своего запаса хода всего за 10 минут с добавлением внутрь них тонкого листа никеля. Это может стать долгожданной и экономически привлекательной альтернативой дорогим электромобилям с массивными и очень дорогими аккумуляторными блоками.

Если бы были доступны варианты более быстрой зарядки, что позволило бы существенно снизить цену на электромобиле, некоторые исследователи подозревают, что можно было бы преодолеть боязнь потребителей электромобилей и отраслевую догму против «беспокойства по поводу запаса хода».

Например, обычный электромобиль дальнего действия с аккумулятором на 120 кВтч, для подзарядки которого требуется час, можно заменить электромобилем с аккумулятором на 60 кВтч, способным к быстрой 10-минутной зарядке при сохранении очень похожего хода. время в дальних поездках.

«Литий-ионные батареи могут быть очень стабильными и безопасными при повышенных температурах благодаря простой настройке материалов батареи — [и] повышенные температуры дают нам возможность быстрой зарядки».
—Чао-Янг Ван, штат Пенсильвания

В ходе нового исследования исследователи экспериментировали с литий-ионной батареей, запас хода которой составляет примерно 560 километров при полной зарядке. (Плотность энергии батареи составляла 265 ватт-часов на килограмм.) Добавив к ее внутренней части ультратонкую никелевую фольгу, они смогли зарядить ее до 70 процентов за 11 минут для дальности примерно 400 км и до 75 процентов за 12 минут. на дальность примерно 440 км.

«Наша технология позволяет использовать более компактные аккумуляторы с более быстрой зарядкой для массового внедрения недорогих электромобилей», — говорит старший автор исследования Чао-Янг Ван, инженер по батареям из Пенсильванского государственного университета. «Когда мы израсходуем 200 миль на одном заряде, мы можем остановиться и пойти в туалет, а через 10 минут автомобиль будет заряжен и готов к еще 200 милям пути. Таким образом, здесь нет беспокойства по поводу дальности».

В 2016 году Ван и его коллеги добавили никелевую фольгу внутрь литий-ионных аккумуляторов, чтобы нагреть их и помочь им лучше работать на морозе. В новом исследовании они аналогичным образом использовали никелевую фольгу для нагрева аккумуляторов электромобилей и повышения их производительности. Эту стратегию они также использовали в 2021 году для аккумуляторов для электрических летающих автомобилей.

«Обычные литий-ионные аккумуляторы разрабатываются для портативной электроники, поэтому ученые и разработчики очень боятся тепла», — говорит Ван. «Мы пошли против этого традиционного мышления».

Батареи лучше всего работают, когда они горячие, но не слишком горячие. Поддержание постоянной температуры батарей при точно правильной температуре было серьезной проблемой для инженеров по батареям. В прошлом они полагались на внешние громоздкие системы нагрева и охлаждения для регулирования температуры батареи, которые реагировали медленно и тратили много энергии, говорит Ван.

«Наша работа улучшает текущее состояние дел в три раза».
— Chao-Yang Wang, Penn State

В новом исследовании ученые регулировали температуру батарей изнутри с помощью никелевой фольги. «Нам нужен был простой способ очень быстро довести батарею до повышенной температуры — в течение минуты, поскольку быстрая зарядка длится всего 10 минут», — говорит Ван. «В нашей более ранней работе над самонагревающимися батареями мы изобрели внутреннюю нагревательную фольгу».

В целом они обнаружили, что «литий-ионные батареи могут быть очень стабильными и безопасными при повышенных температурах при простой настройке материалов батареи», — говорит Ван. Это позволило им «наслаждаться дополнительным преимуществом, заключающимся в том, что повышенные температуры дают нам возможность быстрой зарядки».

Аккумулятор выдержал более 900 циклов при зарядке до 75 процентов на расстоянии около 402 000 км и примерно 2000 циклов при зарядке до 70 процентов на расстоянии около 804 000 км или 500 000 миль. В целом, эта производительность эквивалентна диапазону в полмиллиона миль, в котором каждая зарядка является быстрой зарядкой, говорят они.

Ученые отмечают, что их работа «сильно отличается от нынешних электромобилей, заявляющих о 100 или 150 милях после 10 минут зарядки, потому что эти автомобили обычно имеют крейсерский пробег 600 миль, поэтому энергия наполнения для 150 миль по существу равна зарядке до 25. процентов», — говорит Ван. «Наша работа улучшает текущее состояние дел в три раза».

Эти результаты были получены в связи с тем, что Калифорния, крупнейший автомобильный рынок в Соединенных Штатах, стремится эффективно отказаться от двигателей внутреннего сгорания к 2035 году. Новая технология быстрой зарядки подходит для большинства энергоемких аккумуляторов и позволяет использовать электромобили с относительно небольшие и дешевые батареи, которые, тем не менее, позволяют избежать беспокойства по поводу дальности действия из-за быстрой зарядки, говорит Ван.

Лаборатория Вана объединилась со стартапом EC Power для разработки технологии.