Елементи живлення (частина перша)

Цього разу мова піде про не менш важливу частину електромобіля, прорезервуари його палива-акумулятори. Без них, як власне і бездвигуна, машина, як така не несе жодних цінностей.

Почнемо із загальних відомостей.
Батареї, що використовуються в електромобілях будуються на різнихелементах. Деякі з них я хотів би розглянути докладніше.

1. < �свинцево-кислотні акумулятори.
Принцип роботи свинцево-кислотних акумуляторів заснований наелектрохімічних реакціях свинцю та діоксиду свинцю у водномурозчині сірчаної кислоти. Тут сильно поглиблюватися думаю не варто.Подібної конструкції акумулятори використовуються у всіхавтомобілях. Перевагою акумуляторів такого виду є низька вартість іможливість вторинної переробки (на 97% піддаються цьому процесу). Впринципі на цьому все. Близько 2% за 24 години), порівняно малакількість циклів розряд-заряд, а отже малий термін служби ... Впринципі це не повний список недоліків, але описаних більш ніждостатньо. Виходячи з досвіду, подібні батареї встановлюють восновному на перероблені машини, принаймні це моя думка. Вониморально застаріли, і враховуючи список недоліків навряд чи вартосерйозно замислюватися про цей варіант. > Під капотом також вониє
2. < �нікель-кадмієвий акумулятор> (NiCd) - вторинне хімічнеджерело струму, в якому катодом є гідрат закису нікелю Ni(OH)2 зграфітовим порошком (близько 5-8%), електролітом - гідроксид каліюKOH щільністю 1, 19-1, 21 з добавкою гідроксиду літію LiOH (дляутворення нікелатів літію та збільшення ємності на 21-25%), анодом- гідрат закису кадмію Cd(OH)2 або металевий кадмій Cd (у виглядіпорошку). ЕРС нікель-кадмієвого акумулятора - близько 1, 37 В, питома енергія - близько 45-65 Вт · год/кг. Залежно відконструкції, режиму роботи (тривалі або короткі розряди) та чистотиматеріалів, що застосовуються, термін служби становить від 100 до900 циклів заряду-розряду. Сучасні (ламельні) промисловінікель-кадмієві батареї можуть бути до 20-25 років. Нікель-кадмієвіакумулятори (NiCd) поряд з Нікель-Сольовими акумуляторами можутьзберігатися розрядженими, на відміну від нікель-метал-гідридних(NiMH) та літій-іонних акумуляторів (Li-ion), які потрібнозберігати зарядженими.
> Никелевий електрод є пастою гідроксиду нікелю, змішану зпровідним матеріалом і нанесену на сталеву сітку, а кадмієвийелектрод - сталеву сітку з впресованим губчастим кадмієм. Простірміж електродами заповнений желеподібним складом на основі вологоголугу, який замерзає при -27°С1. Індивідуальні осередки збирають вбатареї, що володіють питомою енергією 20–35 Вт*ч/кг і маютьвеликий ресурс — кілька тисяч зарядно-розрядних циклів. Проте вонище зустрічаються і на багатьох електромобілях минулого століттявстановлювалися саме вони. До особливостей хотілося б віднести такзваний, ефект, пам'яті. Параметр відновлюється. Батареї саме такоїконфігурації штатно встановлювалися на ситроєни на кшталт мого.

Нікель кадмієві акумулятори так само широко використовувалися вавіації

3. < �нікель-метал-гідридний> акумулятор (Ni-MH) - вториннехімічне джерело струму, в якому анодом є водневий металогідриднийелектрод (зазвичай гідрид нікель-лантан або нікель-літій), електроліт - гідроксид калію, катод - оксид нікелю.
Цей тип акумуляторів розроблено для заміни нікель-кадмієвихакумуляторів. Нікель-метал-гідридні акумулятори мають приблизно на20% більшу ємність при тих же габаритах, але менший термін служби –від 200 до 500 циклів заряду/розряду. Саморозряд приблизно в 1, 5-2рази вище, ніж у нікель-кадмієвих акумуляторів.
NiMH акумулятори практично позбавлені «ефекту пам'яті». Це означає, що заряджати не повністю розряджений акумулятор можна.
22:08:38
Такий вид акумуляторів є екологічно чистим.

А ось так виглядає акум приуса
4. < �літій-іонний> акумулятор складається з електродів (катодного матеріалу на алюмінієвій фользі та анодного матеріалу намідній фользі), поділених просоченими електролітом пористимисепараторами. Пакет електродів поміщений у герметичний корпус, катоди та аноди приєднані до клем-струмознімачів. Корпус маєзапобіжний клапан, що скидає внутрішній тиск при аварійнихситуаціях та порушенні умов експлуатації. Літій-іонні акумуляторивідрізняються за типом використовуваного катодного матеріалу.Переносником заряду в літій-іонному акумуляторі є позитивнозаряджений іон літію, який має здатність впроваджуватися (інтеркалуються) в кристалічну решітку інших матеріалів (наприклад, графіт, оксиди і солі металів) з утворенням хімічного зв'язку, наприклад:графіт з утворенням LiC6, (LiMnO2) та солі (LiMnRON)металів.
Спочатку як негативні пластини застосовувався металевий літій, потім — кам'яновугільний кокс. Надалі став застосовуватись графіт.Застосування оксидів кобальту дозволяє акумуляторам працювати назначно нижчих температурах, підвищує кількість цикліврозряду/заряду одного акумулятора. Розповсюдженнялітій-ферум-фосфатних акумуляторів зумовлене їх відносною низькоювартістю. Літій-іонні акумулятори застосовуються в комплекті зсистемою контролю та керування — СКУ або BMS (battery managementsystem) та спеціальним пристроєм заряду/розряду. -іоннихакумуляторів використовуються три класи катодних матеріалів:
-Кобальтат літію LiCoO2 та тверді розчини на основі ізоструктурногойому нікелату літію
-Літій-марганцева шпинель LiMn2O4
- Літій-ферофосфат LiFePO4.
Завдяки низькому саморозряду та великій кількості циклівзаряду-розряду, Li-ion-акумулятори найбільш переважні длязастосування в альтернативній енергетиці. При цьому крім системиBMS (сКУ) вони укомплектовуються інверторами (перетворювачінапруги)./>
-Низький саморозряд.
-Не вимагають обслуговування.
Недоліки
Акумулятори Li-ion першого покоління були схильні до вибуховогоефекту. Це пояснювалося тим, що в них використовувався анод ізметалевого літію, на якому в процесі багаторазових циклівзарядки/розрядки виникали просторові утворення (дендрити), щопризводять до замикання електродів і, як наслідок, займання абовибуху. Цю проблему вдалося остаточно вирішити заміною матеріалуанода на графіт. Подібні процеси відбувалися і на катодахлітій-іонних акумуляторів на основі оксиду кобальту за порушенняумов експлуатації (перезарядження). Літій-феро-фосфатні акумуляториповністю позбавлені цих недоліків. Крім того, всі сучасні зарядніпристрої для літій-іонних акумуляторів запобігають перезаряду таперегріву внаслідок занадто інтенсивного заряду.
При зниженні температури навколишнього повітря нижче значення 0 °Cвідбувається зниження потужності літій-іонного акумулятора до 40-50%
Модуль Nissan Leaf.Тема для наступної, другої частини цьогопосту
З 1 квітня 2016 року літій-іонні акумулятори заборонені дляперевезення у багажі пасажирських літаків.
/>
Так само можу сказати що в більшості сучасних електромобіліввикористовують саме даний вид батарей. Що ж, це далеко не всі видиакумуляторів, інші або мало використовуються як тягові, або взагаліне використовуються в принципі, тому говорити про них не будемо.Але все ж таки виникає питання, які краще? Думаю відповісти на цепитання мало хто зможе. Заморочився і склав таблицю порівняльниххарактеристик описаних видів акумуляторів. На цьому на сьогодніхочу закінчити. У наступному записі розповім який акумулятор був іззаводу, який стоїть зараз і які наслідки такої заміни. Так саморозповім як влаштовані, вартість встановлених батарей. Чи реальнірозповіді про них і як вони поводяться в експлуатації. >

Дякую за увагу.Сподіваюся було хоч трохи цікаво)