Пристрій батарей Nissan Leaf, Tesla Model S і Chevy Bolt - чий акумулятор краще.

Перш за все, слід розглянути різні форми батарей

Перш за все, слід розглянути різні форми батарей. Так, у Nissan Leaf акумулятор не є плоским, він розміщується від переднього сидіння до заднього, прихований під підлогою автомобіля. Для того, щоб було зручно сидіти ззаду, батарея має своєрідне поглиблення для підлоги перед заднім сидінням.

Акумулятор у Chevy Volt має Т-подібну форму. У центрі підлоги перед заднім сидінням є вузьке піднесення - це найвужча частина батареї. Основний масив батареї розташований під заднім сидінням.

Інженери Tesla використовують плоску батарею під всім днищем електромобіля, так званий "скейтборд".

Власне, чому такі різні форми? Для цього необхідно подивитися всередину батареї. Блок живлення, (батарея або акумулятор), складається з менших акумуляторних елементів (більш відома назва - батарейка, ще їх називають елементом харчування або осередком).

Існують три основні типи літій-іонних елементів живлення: циліндричні, призматичні і пакетні (Геліополімерние акумулятори в корпусі з, як правило, алюмінієвої фольги). Звичайна батарейка для ліхтарика є циліндричної. Tesla використовує саме такі стандартні циліндричні батарейки, що мають маркування 18650, що означає її габарити - 18 х 65 мм, причому вона застосовує їх як в батареях для електрокарів, так і в побутових системах зберігання енергії (як влаштований домашній акумулятор «Тесла» можна дізнатися з цієї статті ).

Tesla використовує саме такі стандартні циліндричні батарейки, що мають маркування 18650, що означає її габарити - 18 х 65 мм, причому вона застосовує їх як в батареях для електрокарів, так і в побутових системах зберігання енергії (як влаштований домашній акумулятор «Тесла» можна дізнатися з   цієї статті   )

Призматичні елементи мають великі габарити і є більш важкими. Їх можна порівняти з автомобільними акумуляторами, проте вони дещо легше, оскільки не містять свинцю. У свою чергу, пакетні батареї - це листи катода і анода з перегородкою посередині і з тонкою обгорткою навколо. Більшість елементів живлення цього типу мають розміри 21 на 27 см і обгорнуті металевою оболонкою.

У всіх подібних акумуляторах тонкі шари катодів і анодів, розділені перегородками і нагадують стоси паперу. Різниця полягає в тому, що пакетні батареї можна складувати одну на одну у висоту лише в один або два ряди. Також пакетні не мають оболонки і, отже, потребують зовнішньої захисту. Циліндричні батарейки пошарово складають в циліндр. Призматичні батарейки, щоб помістити в прямокутні пакети, необхідно укладати штабелями.

Під час зарядки все літієві елементи живлення мають властивість розширюватися і нагріватися. Батарейки призматичної форми повинні бути механічно притиснуті, щоб не міняти свою форму. Знову ж, металева оболонка в циліндричних батарейках не дозволяє їм розширюватися. Зате пакетні батарейки, які часом нагадують пачки офісного паперу, потребують зовнішньої упаковці.

В акумуляторах Tesla циліндричні батарейки складаються вертикально. Їх можна було б вмістити ще більше, однак вільні проміжки були залишені для вентиляції. Батарея досить плоска і може непомітно сховатися знизу практично більшості автомобілів.

Електромобілі «Ліф» і «Вольт» використовують пакетні батареї. Літій-іонні батареї в Chevrolet Volt укладені вертикально в ряд, в зв'язку з чим батарея має довгасту прямокутну форму, також вона може мати Т-подібну форму (така батарея розміщується між сидіннями)

Акумуляторний блок Nissan Leaf включає орієнтовані горизонтально пакетні батарейки, складені як пошта в ящику. Елементи акуратно розміщуються під сидіннями, а також в центрі простору для ніг перед заднім сидінням. Треба сказати, що все дуже ергономічно і не заважає пасажирам. Більш докладно про пристрій батареї електрокара "Ліф" тут .

У Chevy Volt все дещо по-іншому: по центру простору перед задніми сидіннями є піднесення через Т-образної батареї. Концепт Т-образної батареї був вперше розроблений Дженерал Моторс для свого EV-1.

Концепт Т-образної батареї був вперше розроблений Дженерал Моторс для свого EV-1

Елементи живлення Nissan Leaf укомплектовані в блоки з напругою близько 400 В. Таке значення електричної напруги вибрано з тим, щоб, з одного боку, цієї величини вольтажа було досить, для малопотужних моторів, з іншого боку, при такій компоновці витрати на подолання опору є низькими . Літієві батарейки мають напругу від 3,6 до 4 В, отже, якщо з'єднати послідовно 100 батарейок можна отримати 400 В.

Літієві батарейки мають напругу від 3,6 до 4 В, отже, якщо з'єднати послідовно 100 батарейок можна отримати 400 В

У методу, який застосувала компанія Tesla з циліндричними батарейками є свої переваги. Електромобіль паралельно використовує кілька блоків батарей, тобто, якщо один з елементів вийде з ладу, весь акумулятор буде продовжувати працювати. Для порівняння в «Вольті» від Дженерал Моторс і в «Ніссані Ліф», осередки підключені послідовно, подібно новорічної гірлянді, тобто, якщо одна ланка вийде з ладу, то перестане працювати вся батарея. Слабкою стороною всіх цих методів є те, що важко виявити непрацюючий елемент.

Читайте також: Пристрій сучасних літій-іонних акумуляторів.

У новому Chevy Volt використовується 192 батарейки, розділених на два блоки по 96 штук в кожному. Оскільки акумулятор може призвести електроенергії 18,4 кВт * год, ми можемо обчислити приблизну напругу і ємність елемента. Літієві осередки видають приблизно 3,8 В, отже, в цілому батарея буде мати 365 В. Електрична ємність батареї (А * год), буде вдвічі вище електричної ємності блоку, оскільки блоки є паралельними. Таким чином, параметри батареї - 18,4 кВт * год, або 50,4 А * ч.

Це значення трохи нижче особливостей батарейок Nissan Leaf, а саме - 33,1 А * год в одній комірці. Оригінальний акумулятор для «Вольта» важить приблизно 180 кг. В батареї використані кисетного батарейки, а не призматичні. Загалом, батареї в Вольті і Ліфі мають багато схожих особливостей.

Акумулятор для «Ліфан» складається з 48 модулів по 4 батарейки в кожному модулі. Кожна осередок має, в середньому, такі параметри - 3,8 В і 33,1 А * ч. На представлених відео можна побачити «нутрощі» батареї Nissan Leaf, дізнатися, як вони влаштовані і як їх можна розібрати (якщо сильно захочеться).

Всі три типи акумуляторів мають свої переваги і недоліки. У Nissan Leaf блоки розміщені у всьому доступному просторі під сидіннями і підлогою, проте мають недостатнє охолодження. Блок «Вольта» добре захищений, в місці з тим, Т-подібна форма зменшує кількість вільного простору перед задніми сидіннями, але охолодження в ньому є. Акумулятор «Тесли» зберігає велику кількість внутрішнього простору автомобіля, а розміщення батареї знизу, робить її потенційно вразливою перед можливими ударами, але при цьому він добре охолоджується.

Автовиробники ще остаточно не визначилися з вибором між циліндричними і пакетними елементами, проте деякі експерти стверджують, що пакетні батареї все ж дешевше. Таким чином, можна зробити висновок, що поки немає єдиної думки про те, яким повинен бути «кращий» акумулятор. З іншого боку, оскільки різні підходи і технологічні рішення конкурують між собою, можна сподіватися на досить швидкий прогрес в технологіях акумуляції енергії.

Читайте також: Перший в світі електромобіль без батареї, що живиться енергією дорожнього полотна випробували в Японії (відео)

джерело: ecoautoinfo.com

Сподобалася стаття? Поділіться нею і буде вам щастя!

Loading ...

Власне, чому такі різні форми?
Новости