Войти
Nissan Leaf вырез, показывающий часть аккумулятора в 2009 году аккумулятор электромобиля (EVB) (также известный как тяговая батарея ) - это батарея, используемая для питания электродвигателей аккумуляторного электромобиля (BEV) или гибридного электромобиля <472.>(HEV). Эти батареи обычно являются перезаряжаемыми (вторичными) батареями и обычно являются литий-ионными батареями. Эти батареи специально разработаны для работы с высокой емкостью ампер -ч (или киловатт-час).
Аккумуляторы для электромобилей отличаются от аккумуляторов для запуска, освещения и зажигания (SLI), поскольку они предназначены для обеспечения питания в течение длительного периода времени и являются аккумуляторами глубокого разряда. Аккумуляторы для электромобилей характеризуются высокими отношением мощности к массе, удельной энергией и плотностью энергии ; Желательны более компактные и легкие батареи, поскольку они уменьшают автомобиль и, следовательно, улучшают его характеристики. По сравнению с жидким топливом, большинство современных аккумуляторных технологий имеют более низкую удельную энергию, и это часто влияет на максимальный запас хода электромобилей.
Наиболее распространенными типами батарей в современных электромобилях являются литий-ионные и литий-полимерные из-за их высокой плотности энергии по сравнению с их вес. Другие типы аккумуляторных батарей, используемых в электромобилях, включая свинцово-кислотные («затопленные», глубокого и цикла свинцово-кислотные с регулируемым клапаном), никель-кадмиевые, никель-металлогидридные и, реже, цинково-воздушные и натрий-никельхлоридные («зебра») батареи. Количество электричества (т. Е. Электрического заряда), хранящегося в батареях, измеряется в ампер-часах или в кулонах, а общая энергия часто измеряется в киловатт-часах.
Время В конце 1990-х годов в технологии литий-ионных аккумуляторов был обусловлен спросом на портативную прогрессную электронику, портативные компьютеры, мобильные телефоны и электроинструменты. Рынки BEV и HEV извлекли выгоду из этих достижений как в производительности, так и в плотности энергии. В отличие от более ранних типов аккумуляторов, в частности, никель-кадмиевых, литий-ионных аккумуляторов, их можно разряжать и заряжать ежедневно и при любом уровне заряда.
Батарейный блок составляет значительную часть стоимости BEV или HEV. По состоянию на декабрь 2019 года стоимость аккумуляторов для электромобилей упала на 87% с 2010 года в расчете на киловатт-час. По состоянию на 2018 год автомобили с запасом хода более 250 миль (400 км), полностью электрические, такие как Tesla Model S, были коммерциализированы и теперь доступны во многих сегментах транспортных средств.
Что касается эксплуатационных расходов, цена на электроэнергию для работы BEV составляет небольшую часть стоимости топлива для эквивалентных двигателей внутреннего сгорания, что соответствует более высокой энергоэффективности.
Старый: батареи обычных свинцово-кислотных автомобильных аккумуляторов все еще используются для приведения в движение некоторых BEV. 
Цилиндрический элемент (18650) перед сборкой. 
Литий-ионный аккумулятор электроника контроля (защита от перегрузки и разрядки) Залитые свинцово-кислотные аккумуляторные батареи самыми дешевыми и наиболее распространенными в прошлом автомобильными аккумуляторными батареями. Существует два основных типа свинцово-кислотных аккумуляторов: стартерные аккумуляторы автомобильного двигателя и аккумуляторы глубокого разряда. Стартерные батареи автомобильного двигателя рассчитаны на использование небольшого процента своей емкости для обеспечения высокой скорости заряда для запуска двигателя, в то время как батареи глубокого цикла для непрерывного цикла работы электромобилей, таких как вилочные погрузчики или тележки для гольфа. Аккумуляторы глубокого разряда также используются в качестве вспомогательных аккумуляторов в транспортных средствах для отдыха, но они требуют другой многоступенчатой зарядки. Свинцово-кислотные батареи не должны разряжаться ниже 50% своей емкости, так как это сокращает срок их службы. Залитые батареи требуют проверки уровня электролита и периодической проверки воды, которая выделяется во время нормального цикла зарядки.
Раньше в большинстве электромобилей использовались свинцово-кислотные батареи из-за их развитой технологии, высокой доступности и низкой стоимости, за заметным исключением ранних BEV, таких как Detroit Electric, которыеала никель- железную батарею . Свинцовые аккумуляторные батареи глубокого цикла дороги и имеют меньший срок службы, чем сам автомобиль, и обычно требуют замены каждые 3 года.
Свинцово-кислотные аккумуляторы в электромобилях составляют значительную (25–50%) часть конечной массы автомобиля. Как и все батареи, они имеют значительно более низкую удельную энергию, чем нефтяное топливо - в данном случае 30–50 Втч / кг. Электромобиля, даже самые лучшие тенденции в увеличении массы при использовании в автомобилех с нормальным запасом хода. Эффективность (70–75%) и накопительная емкость обычных свинцово-кислотных аккумуляторов глубокого цикла снижается с понижением температуры, а мощность переключателя на работу нагревательного змеевика снижает эффективность и запас хода до 40%.
Зарядка и работа аккумуляторов обычно приводит к выделению водорода, кислорода и серы, которые являются естественными и обычно безвредными при надлежащей вентиляции. Первые владельцы Citicar появились, что при отсутствии вентиляции неприятный запах серы может проникать в кабину сразу после зарядки.
Свинцово-кислотные батареи питали такие ранние современные электромобили, как оригинальные версии EV1.
NiMH аккумуляторный модуль GM Ovonic В настоящее время рассматривает никель-металлогидридные батареи относительно зрелая технология. Хотя они менее эффективны (60–70%) при зарядке и разрядке, чем даже свинцово-кислотные, они удельную энергию 30–80 Втч / кг, что намного выше, чем у свинцово-кислотных. При правильном использовании никель-металлогидридные батареи могут иметь исключительно долгий срок службы, как было установлено при их использовании в гибридных автомобилях и в сохранившихся никель-металлгидридных автомобилях первого поколения Toyota RAV4 EV, которые все еще хорошо работают после 100 000 миль (160 000 км) и более десяти лет эксплуатации. К недостаткам можно отнести низкую эффективность, высокий уровень саморазряда, очень требовательные циклы зарядки и низкую производительность в холодную погоду.
GM Ovonic произвела NiMH батарею, используемую во втором поколении EV-1, а Cobasys производит почти идентичную батарею (десять NiMH-1,2 элементов В 85 Ач по сравнению с однимнадцатью элементами для батареи Ovonic). Это очень хорошо сработало в EV-1. Обременение патента ограничило использование этих батарей в последние годы.
Хлорид никеля натрия или «Зебра» В батарее в качестве электролита используется расплав хлоралюмината натрия (NaAlCl 4). Батарея Зебра является относительно зрелой технологией и имеет удельную энергию 120 Втч / кг. Расход топлива на отопление не влияет на его работу. Они использовались в нескольких электромобилях, таких как Modec коммерческий автомобиль. Аккумуляторы Zebra могут работать несколько тысяч циклов зарядки и нетоксичны. К недостаткам батареи Zebra относится низкая удельная мощность (<300 W/kg) and the requirement of having to heat the electrolyte to about 270 °C (518 °F), which wastes some energy, presents difficulties in long-term storage of charge, and is potentially a hazard.
носитель для воспроизведения Человек разрезал литий-ионный аккумулятор для использования в электромобиле Литий-ионные (и механически аналогичные литий-полимерные) батареи были разработаны и коммерциализированы для использования в ноутбуках и бытовой электронике. Благодаря высокой плотности энергии и длительному сроку службы они стали ведущим типом батарей для использования в Электромобили. оксид лития-кобальта катод и графитовый анод, впервые указанные Н. Годшаллом в 1979 г. и Джоном Гуденафом, и Акира Йошино вскоре Обратной стороной литий-ионных аккумуляторов является чувствительность к температуре, низкотемпературная энергоэффективность и ухудшение характеристик с возрастом. в металлов и термической нестабильности ано de SEI, традиционные литий-ионные батареи опасность для пожарной безопасности при прокалывании или неправильной зарядке. Эти ранние элементы не принимали и не поставляли заряд в очень холодные дни, поэтому в некоторых климатических условиях для их обогрева могут потребоваться обогреватели. Зрелость этой технологии умеренная. Tesla Roadster (2008) и другие автомобили, производимые компанией, использовали модифицированную форму литий-ионных аккумуляторов для ноутбуков.
В последних электромобилях используются новые вариации литий-ионной химии, которые обеспечивают огнестойкость, экологичность, быструю зарядку (всего за несколько минут) и более длительный срок службы. Было показано, что эти варианты (фосфаты, титанаты, шпинели и т. Д.) Имеют более длительный срок, при этом типе A123, использующие фосфат лития-железа, природа не менее 10 лет и более. более 7000 циклов заряда / разряда, и LG Chem ожидает, что их литий-марганцевые шпинели батареи прослужат до 40 лет.
В лаборатории ведется большая работа с литий-ионными батареями. Оксид лития-ванадия уже используется в прототипе Subaru G4e, удваивая плотность энергии. Кремниевые нанопроволоки, наночастицы кремния и наночастицы оловаают в несколько раз большую плотность энергии в аноде, в то время как композитные и сверхрешеточные катоды также обещают значительное улучшение плотности.
Новые данные показали, что воздействие тепла и использование быстрой зарядки способствуют деградации литий-ионных аккумуляторов больше, чем их возраст и фактическое, и что средний аккумулятор электромобиля сохранит 90% своей первоначальной емкости. после 6 лет и 6 месяцев эксплуатации. Например, аккумулятор в Nissan LEAF будет разлагаться в два раза быстрее, чем аккумулятор в Tesla, потому что LEAF не имеет активной системы охлаждения для его аккумулятора.
Прототипы литий-ионно-полимерного аккумулятора 50 Вт⋅ч / кг . Новые литий-ионные элементы могут производить до 265 Вт⋅ч / кг и выдерживать тысячи тысячлов зарядки. В 2010 году ученые из Технического университета Дании заплатили 10 000 долларов США за сертифицированный аккумулятор для электромобиля. мощностью 25 кВтч (т.е. 400 долларов США / кВтч) без скидок или надбавок. Двое из 15 производителей аккумуляторов предоставляемых технической технической документацией по качеству и пожарной безопасности. В 2010 году было подсчитано, что пройдет не более 10 лет, чем цена батареи упадет до одной трети.
Согласно исследованию 2010 года, проведенному Национальным исследовательским советом США, Стоимость литий-ионной аккумуляторной батареи составляла около 1700 долларов США / кВтч полезной энергии, и с учетом того, что PHEV -10 требует около 2,0 кВтч, а PHEV-40 - около 8 кВтч стоимость аккумуляторной батареи для PHEV-10 составляет около 3000 долларов США, а для PHEV-40 она достигает 14000 долларов США. По <оценке303>MIT Technology Review, стоимость автомобильных аккумуляторных блоков к 2020 году составит от 225 до 500 долларов США за киловатт-час. Исследование 2013 года, проведенное Американским советом по энергоэффективной экономике сообщил, что затраты на аккумуляторные батареи снизились на 1300 долларов США / кВтч в 2007 году до 500 долларов США / кВтч в 2012 году. Министерство энергетики США установило целевые показатели для спонсируемого исследования аккумуляторных батарей в размере 300 долларов США / кВтч в 2015 году и 125 долларов США / кВтч к 2022 году. Снижение затрат за счет достижений в технологии аккумуляторных батарей и увеличения объемов производства позволит производить подключаемые электромобили. более конкурентоспособны по сравнению с обычными автомобилями с двигателем внутреннего сгорания. В 2016 году мировая производственная мощность литий-ионных аккумуляторов составляла 41,57 ГВт⋅ч.
Фактические затраты на элементы являются предметом многочисленных споров и предположений, поскольку большинство производителей электромобилей отказываются подробно обсуждать эту тему. Однако в октябре 2015 года автопроизводитель GM сообщил на своей ежегодной Глобальной бизнес-конференции, что они ожидают, что цена на литий-ионные элементы в 2016 году составит 145 долларов США / кВтч, что значительно ниже оценок затрат других аналитиков. GM также ожидает, что к концу 2021 года стоимость киловатт-часа составит 100 долларов США.
Согласно исследованию, опубликованному в феврале 2016 года агентством Bloomberg New Energy Finance (BNEF), цены на батареи упали на 65% с 2010 года и на 35%. только в 2015 году, достигнув 350 долларов США / кВтч. В исследовании делается вывод о том, что затраты на аккумуляторные батареи стремятся сделать электромобили без государственных субсидий такими же доступными, как автомобили с двигателями внутреннего сгорания, в большинстве стран к 2022 году. BNEF прогнозирует, что к 2040 году электромобили дальнего действия будут стоить меньше. чем 22 000 долларов США в долларах 2016 года. BNEF ожидает, что к 2030 году затраты на аккумуляторные батареи для электромобилей будут значительно ниже 120 долларов США / кВтч, а затем они будут снижаться по мере появления новых химикатов.
| Тип аккумулятора | Год | Стоимость (долл. США / кВтч) |
|---|---|---|
| Li-ion | 2016 | 130-145 |
| Li-ion | 2014 | 200–300 |
| Литий-ионный | 2012 | 500–600 |
| Литий-ионный | 2012 | 400 |
| Li -ion | 2012 | 520–650 |
| Литий-ионный | 2012 | 752 |
| Литий-ионный | 2012 | 689 |
| Литий-ионный | 2013 | 800–1000 |
| Литий-ионный | 2010 | 750 |
| Никель-металлогидрид | 2004 | 750 |
| Никель-металлогидрид | 2013 | 500–550 |
| Никель-металл гидрид | 350 | |
| Свинцово-кислотный | 256,68 |
| Тип батареи | Год оценки | Циклы | Мили | Годы |
|---|---|---|---|---|
| Li-ion | 2016 | >4000 | 1,000,000 | >10 |
| Li-ion | 2008 | 100,000 | 5 | |
| Литий-ионный | 60,000 | 5 | ||
| Литий-ионный | 2002 | 2-4 | ||
| Литий-ионный | 1997 | >1,000 | ||
| Никель-металлогидрид | 2001 | 100,000 | 4 | |
| Никель-металлогидрид | 1999 | >90,000 | ||
| Никель-металлогидрид | 200,000 | |||
| Никель-металлогидрид | 1999 | 1000 | 93,205,7 | |
| Никель-металлогидрид | 1995 | <2,000 | ||
| Никель– металлогидрид | 2002 | 2000 | ||
| Никель-металлогидрид | 1997 | >1000 | ||
| Никель-металлогидрид | 1997 | >1000 | ||
| Свинцово-кислотный | 1997 | 300–500 | 3 |
В 2010 году профессор аккумуляторных батарей Пол Норби заявил, что, по его мнению, литиевым батареям потребуется удвоить их удельную энергию и снизить цену с 500 долларов США (2010 г.) до 100 долларов США за кВтч емкости, чтобы повлиять на бензиновые автомобили. Citigroup указывает 230 долларов США / кВтч.
На официальной странице плагина Toyota Prius 2012 заявлен запас хода 21 км (13 миль) и емкость аккумулятора 5,2 кВтч при соотношении 4 км (2,5 мили) / кВтч, в то время как Addax (модель 2015 года) грузовой автомобиль уже достигает 110 км (68,5 миль) или 7,5 км (4,6 миль) / кВтч.
Электромобили с аккумулятором развивают скорость около 5 миль (8,0 км) / кВтч. Chevrolet Volt, как ожидается, достигнет 50 миль на галлон при работе от вспомогательной силовой установки (небольшого бортового генератора) - при термодинамической эффективности 33%, что будет означать 12 кВтч на 50 миль (80 км) или около 240 ватт-часов на милю. Для получения информации о ценах на 1 кВтч заряда с различными технологиями аккумуляторов см. Столбец «Энергия / Потребительские цены» в разделе «Таблица технологий аккумуляторов » в статье аккумулятор.
Министр энергетики США Стивен Чу предсказал, что стоимость батареи с дальностью действия 40 миль снизится с 12 тыс. Долларов в 2008 году до 3600 долларов в 2015 году, а затем до 1500 долларов США. 2020. Литий-ионные, Li-poly, Алюминиево-воздушные батареи и воздушно-цинковые батареи продемонстрировали удельную энергию, достаточно высокую, чтобы запас хода и время перезарядки сопоставимы с обычными автомобилями, работающими на ископаемом топливе.
Важны разные затраты. Одна проблема - цена покупки, другая - общая стоимость владения. По состоянию на 2015 год электромобили стали дороже в первоначальной покупке, но дешевле в эксплуатации, и, по крайней мере, в некоторых случаях общая стоимость владения может быть ниже.
Согласно Kammen et al., 2008, новые PEV станут рентабельными для потребителей, если цены на батареи снизятся с 1300 долларов США за кВт · ч до примерно 500 долларов США за кВт · ч (чтобы аккумулятор мог окупить себя).
Сообщается, что в 2010 году аккумуляторная батарея Nissan Leaf была произведена по цене 18 000 долларов США. Таким образом, первоначальные производственные затраты Nissan при запуске Leaf составляли около 750 долларов США за киловатт-час (для батареи на 24 кВтч).
В 2012 году McKinsey Quarterly связала цены на батареи с ценами на бензин на за 5-летний период совокупной стоимости владения автомобиля, согласно которой 3,50 доллара США за галлон равняются 250 долларам США за киловатт-час. В 2017 году McKinsey подсчитала, что электромобили будут конкурентоспособными при стоимости аккумуляторной батареи в 100 долларов США / кВтч (ожидается около 2030 года), и ожидает, что к 2020 году стоимость комплекта составит 190 долларов США / кВтч.
В октябре 2015 года автопроизводитель GM объявил на своей ежегодной Глобальной бизнес-конференции, что ожидает, что в 2016 году литий-ионные элементы будут стоить 145 долларов США за киловатт-час.
Запас хода паритет означает, что электромобиль имеет такой же запас хода, как и средний автомобиль, работающий на полностью сгорании (500 километров или 310 миль), с батареями с удельной энергией более 1 кВтч / кг. Более высокая дальность означает, что электромобили смогут проехать больше километров без подзарядки.
Официальные лица Японии и Европейского Союза ведут переговоры о совместной разработке усовершенствованных аккумуляторных батарей для электромобилей, чтобы помочь странам сократить выбросы парниковых газов. По словам японской компании GS Yuasa Corp., разработка аккумулятора, способного привести в действие электромобиль на расстояние 500 км (310 миль) за одну зарядку, возможна. Sharp Corp и GS Yuasa являются одними из японских производителей солнечных батарей и батарей, которым может быть выгодно сотрудничество.
Аккумуляторный блок на крыше электробуса с аккумулятором 
Электрический грузовик e-Force One. Аккумуляторный блок между осями. Конструкции аккумуляторных батарей для электромобилей (электромобилей) сложны и сильно различаются в зависимости от производителя и конкретного применения. Однако все они включают в себя комбинацию нескольких простых механических и электрических компонентов, которые выполняют основные требуемые функции блока.
Фактические аккумуляторные элементы могут иметь различный химический состав, физические формы и размеры в соответствии с предпочтениями различных производителей батарей. Батарейные блоки всегда будут включать в себя множество дискретных ячеек, соединенных последовательно и параллельно, чтобы обеспечить общее напряжение и ток, необходимые для блока. Аккумуляторные батареи для всех электромобилей с электроприводом могут содержать несколько сотен отдельных ячеек. Каждая ячейка имеет номинальное напряжение 3-4 в в зависимости от ее химического состава.
Для облегчения изготовления и сборки большой пакет ячеек обычно группируется в меньшие стопки, называемые модулями. Несколько таких модулей будут помещены в одну упаковку. В каждом модуле ячейки сварены вместе, чтобы завершить электрический путь для прохождения тока. Модули также могут включать механизмы охлаждения, датчики температуры и другие устройства. В большинстве случаев модули также позволяют контролировать напряжение, вырабатываемое каждым элементом батареи в стеке, с помощью системы управления батареями (BMS).
Блок батарейных элементов имеет главный предохранитель, который ограничивает ток батареи при коротком замыкании. «Сервисный штекер» или «сервисный разъединитель» можно удалить, чтобы разделить батарею на две электрически изолированные половины. После снятия сервисной вилки открытые главные клеммы аккумулятора не представляют высокой потенциальной опасности поражения электрическим током для специалистов по обслуживанию.
Аккумулятор также содержит реле или контакторы, которые контролируют распределение электроэнергии аккумуляторного блока между выходные клеммы. В большинстве случаев будет как минимум два главных реле, которые соединяют батарею аккумуляторных элементов с основными положительными и отрицательными выходными клеммами батареи, которые затем подают высокий ток на электродвигатель электрического привода. Некоторые конструкции блоков будут включать альтернативные пути тока для предварительной зарядки приводной системы через резистор предварительной зарядки или для питания вспомогательной шины, которая также будет иметь свои собственные связанные реле управления. По соображениям безопасности все эти реле нормально разомкнуты.
Аккумулятор также содержит различные датчики температуры, напряжения и тока. Сбор данных с датчиков блока и активация реле блока выполняется блоком контроля заряда батареи (BMU) или системой управления батареями (BMS). BMS также отвечает за связь с автомобилем вне аккумуляторной батареи.
Аккумуляторы в BEV необходимо периодически заряжать. БЭВ чаще всего заряжаются от электросети (дома или с использованием уличной или торговой точки точки подзарядки ), которая, в свою очередь, генерируется из различных внутренних ресурсов, таких как уголь, гидроэнергетика, атомная энергия, природный газ и другие. Электроэнергия дома или в сети, такая как фотоэлектрические панели солнечных батарей, ветер или микрогидро, также могут использоваться и продвигаются из-за опасений по поводу глобального потепления..
При использовании подходящих источников питания хороший срок службы батареи обычно достигается при скорости зарядки, не превышающей половину емкости батареи в час («0,5C» ), поэтому для полной зарядки требуется два или более часа. заряжается, но более быстрая зарядка доступна даже для аккумуляторов большой емкости.
Время зарядки в домашних условиях ограничено емкостью бытовой электрической розетки, если не выполняются специализированные электромонтажные работы. В США, Канаде, Японии и других странах с электричеством 110 в обычная бытовая розетка выдает 1,5 киловатт. В европейских странах при 230 вольт электричество может поставляться от 7 до 14 киловатт (однофазный и трехфазный 230 В / 400 В (400 В между фазами) соответственно). В Европе подключение к сети 400 В (трехфазное 230 В) становится все более популярным, поскольку в новых домах нет подключения к природному газу из-за правил безопасности Европейского Союза.
Электромобили, такие как Tesla Model S, Renault Zoe, BMW i3 и т. Д., Могут заряжаться их батареи до 80 процентов на станциях быстрой зарядки в течение 30 минут. Например, зарядка Tesla Model 3 Long Range на нагнетателе Tesla Version 3 мощностью 250 кВт перешла от уровня заряда 2% при дальности действия 6 миль (9,7 км) до состояния заряда 80% с диапазоном действия 240 миль (390 км). 27 минут, что соответствует 840 км в час.
Зарядное устройство можно подключить к автомобилю двумя способами. Первый - это прямое электрическое соединение, известное как токопроводящая муфта. Это может быть так же просто, как подключить сетевой шнур к погодостойкой розетке через специальные кабели большой емкости с разъемами для защиты пользователя от высокого напряжения. Современный стандарт для автомобильной зарядки - это токопроводящий разъем SAE 1772 (IEC 62196, тип 1) в США. ACEA выбрал VDE-AR-E 2623-2-2 (IEC 62196 тип 2) для развертывания в Европе, что без защелки означает ненужные дополнительные требования к питанию для блокирующий механизм.
Второй подход известен как индукционная зарядка. Специальная «ракетка» вставляется в прорезь на автомобиле. Лопатка представляет собой одну обмотку трансформатора, а другая встроена в автомобиль. Когда лопасть вставлена, она замыкает магнитную цепь, которая обеспечивает питание аккумуляторной батареи. В одной индукционной системе зарядки одна обмотка прикреплена к днищу автомобиля, а другая остается на полу гаража. Преимущество индуктивного подхода состоит в том, что отсутствует возможность поражения электрическим током, поскольку отсутствуют оголенные проводники, хотя блокировки, специальные соединители и датчики замыкания на землю могут сделать проводящую связь почти такой же безопасной. Индуктивная зарядка также может снизить вес автомобиля за счет перемещения большего количества компонентов зарядки за борт. An inductive charging advocate from Toyota contended in 1998, that overall cost differences were minimal, while a conductive charging advocate from Ford contended that conductive charging was more cost efficient.
As of April 2020, there are 93,439 locations and 178,381 EV charging stations worldwide.
The range of a BEV depends on the number and type of batteries used. The weight and type of vehicle as а также местность, погода и характеристики водителя также влияют, так же как и на пробег традиционных автомобилей. Преобразование электромобиля производительность зависит от ряда факторов, включая химический состав батареи:
внутреннее сопротивление некоторых батарей может быть значительно увеличено при низкой температуре, что может вызвать заметное сокращение диапазона автомобиль и срок службы аккумулятора.
Поиск экономического баланса между дальностью полета и производительностью, емкостью аккумулятора и весом, а также типом аккумулятора и стоимостью является проблемой для каждого производителя электромобилей.
При использовании системы переменного тока или усовершенствованной системы постоянного тока рекуперативное торможение может расширить диапазон до 50% в экстремальных условиях движения без полной остановки. В противном случае диапазон увеличивается примерно на 10-15% при движении по городу и лишь незначительно при движении по шоссе, в зависимости от местности.
BEV (включая автобусы и грузовики) также могут использовать прицепы с генераторными установками и прицепы-толкачи, чтобы при желании расширить свой диапазон без дополнительного веса при обычном использовании на короткие расстояния.. Разряженные прицепы-корзины могут быть заменены заряженными в пути. В случае сдачи в аренду расходы на техническое обслуживание можно передать агентству.
Некоторые BEV могут стать гибридными автомобилями в зависимости от типа энергии и трансмиссии прицепа и автомобиля.
Емкость вспомогательной аккумуляторной батареи, перевозимой в прицепах, может увеличить общий запас хода транспортного средства, но также увеличивает потери мощности, возникающие из-за аэродинамического сопротивления, увеличивает перенос веса влияет и снижает тяговое усилие.
Альтернативой подзарядке является замена разряженных или почти разряженных батарей (или модулей расширения диапазона батарей ) на полностью заряженные батареи. Это называется заменой батарей и выполняется на обменных станциях.
. К особенностям сменных станций относятся:
озабоченность по поводу станций подкачки включает:
Проточные цинк-бромные батареи можно повторно заправлять жидкостью, а не заряжать через разъемы, что позволяет сэкономить время.
Аккумуляторы электромобилей, находящихся на стадии завершения срока службы (имеют пониженную мощность и больше не подходят для питания электромобилей), могут быть повторно использованы для вторичного использования таких как использование в блоках питания e-bus, резервное копирование для больших зданий, использование в домашних накопителейх энергии, стабилизация питания для солнечных и ветряных генераторов, резервное питание для базовых станций связи и центров обработки данных, питание вилочные погрузчики, скутеры, велосипеды и т. д. Повторное использование аккумуляторов для вторичного использования требует специальных знаний в области обратной логистики. Александр Купфер, ответственный за устойчивую программу / экономику замкнутого цикла продуктов Audi, заявляет, что «необходимо использовать интерфейс подключения, через эти автомобильными аккумуляторами» можно будет с помощью стационарной системы управления хранилищем ». Такой интерфейс обеспечит механизм для связи с системой управления хранилищем независимо от производителя батарей. Интерфейс необходим будет вместе с поставщиками хранилищ.
Pacific Gas and Electric Company (PGE) предложила коммунальным предприятием закупать использованные батареи для резервного копирования и в целях выравнивания нагрузки. Они заявляют, что, хотя эти использованные батареи больше не номер 1, реакторные средствах, их остаточная емкость по-прежнему большое значение.
Отдельные батареи обычно объединяются в большие батарейные блоки с различными напряжением и ампер-часами емкостью для обеспечения требуемой энергоемкости. Аккумулятор serv При расчете расширенной стоимости владения необходимо учитывать ледяной срок, поскольку все батареи со временем изнашиваются и должны быть заменены. Скорость их истечения зависит от ряда факторов.
Глубина разряда (DOD) - это рекомендуемая доля от общего доступного запаса энергии, в течение которой будет выдерживать свои номинальные циклы. Свинцово-кислотные батареи глубокого разряда обычно не должны разряжаться ниже 20% от общей емкости. Более современные составы могут пережить более глубокие циклы.
В реальных условиях парк некоторых автомобилей Toyota RAV4 EV, использующих никель-металлогидридные батареи, преодоление пробег 100 000 миль (160 000 км) с плохим плохим их повседневным спектром. Из оценки Южная Калифорния Эдисон (SCE):
Литий-ионные батареи в некоторой степени быстро портятся; они теряют часть своей максимальной емкости в год, даже если они не используются. Никель-металлоидридные батареи имеют гораздо меньшую емкость и дешевле по сравнению с той емкостью, которую они дают, но изначально имеют большую общую емкость при том же весе.
Джей Лено 1909 Бейкер Электрик по-прежнему работает на своих исходных элементах Эдисона. Затраты на замену аккумуляторов BEV могут быть частично или полностью устранены регулярного технического обслуживания, такие как масло и фильтр изменения, необходимые для автомобилей с двигателем внутреннего сгорания, а также более высокая надежность BEV из -за меньшего количества движущихся частей. Они также устраняют другие детали, которые требуют обслуживания и ремонта в обычном автомобиле, например, коробка передач, система охлаждения, и тюнинг двигателя. И к тому времени битая в конце концов, нуждаются в замене, их можно заменить на устройства более позднего поколения.
Литий-железо-фосфатные батареи, по данным производителя, достигают более 5000 циклов при глубине разряда 70%. BYD, крупнейший в мире производитель литий-железо-фосфатных, разработал широкий спектр элементов для приложений глубокого цикла. Такие батареи используются в стационарных системах хранения. После 7500 циклов при разряде 85% они все еще имеют емкость не менее 80% при скорости 1 ° C; что соответствует полному циклу в до мин. 20,5 года. Литий-железо-фосфатный аккумулятор, например Sony Fortelion, имеет остаточную емкость 71% после 10 000 циклов при 100% уровне разряда. Эта батарея находится на рынке с 2009 года.
Используемые вместе с солнечными батареями литий-ионные батареи частично обладают очень высокой циклической устойчивостью, составляющей более 10 000 циклов зарядки и разрядки, и длительным сроком до 20 лет.
Plug-in America провела опрос водителей Tesla Roadster (2008) относительно срока службы их батарей. Было обнаружено, что после 100 миль (160 км) оставшаяся емкость аккумулятора все еще составляла от 80 до 85 процентов независимо от того, в какой климатической зоне находился автомобиль. Tesla гарантирует Model S с 85 -кВтч аккумулятор для неограниченного пробега в течение 8 лет.
Varta Storage предлагает гарантию 14000 полных циклов и срок службы 10 лет.
По состоянию на декабрь 2016 года все в мире Самым продаваемым электромобилем в настоящее время является Nissan Leaf, с момента его создания в 2010 году было продано более 250 000 единиц. В 2015 году Nissan заявил, что до этого момента только 0,01 процента батарейки приходилось заменять из-за неисправностей или проблемы, и то только из-за внешних повреждений. Есть несколько автомобилей, которые уже преодолели более 200 000 км; ни у одного из них не было проблем с аккумулятором.
Литий-ионные аккумуляторы обычно теряют 2,3% емкости в год. Литий-ионные аккумуляторы с жидкостным охлаждением теряют меньше емкости в год, чем аккумуляторы с воздушным охлаждением.
По истечении срока службы аккумуляторы могут быть повторно использованы или переработаны. В связи со значительным ростом продаж электромобилей на международном уровне министерство энергетики США разработало исследовательскую программу для изучения методологий утилизации использованных литий-ионных батарей EV . В настоящее время исследуются следующие методы: пирометаллургический (восстановление до элементов), гидрометаллургический (восстановление до составляющих металлов) и прямой переработчик (восстановление электрохимических свойств с сохранением структуры исходных материалов).
Интеллектуальная сеть позволяет BEV обеспечивать электроэнергией в любое время, особенно:
Вопросы безопасности аккумуляторных электромобилей степени регулируются международным стандартом ISO 6469. Этот стандарт разделен на три части:
Пожарные и спасательный персонал проходят специальную подготовку по работе с более высоким напряжением и химическими веществами, встречающиеся в авариях с электрическими и гибридными электромобилями. Хотя авария с BEV может вызвать необычные проблемы, такие как возгорание и появление дыма в быстрой разрядке аккумуляторной батареи, многие эксперты согласны с тем, что аккумуляторные батареи BEV безопасны в продаже транспортные средства и при ударах сзади, а также безопаснее, чем автомобили с бензиновым двигателем с задними бензобаками..
Обычно проверка производительности батареи включает определение:состояния заряда (SOC)
Тестирование производительности имитирует ездовые циклы для трансмиссии аккумуляторных электромобилей (BEV), гибридных электромобилей (HEV) и гибридных электромобилей (PHEV) в соответствии с необходимыми спецификациями производителей автомобилей (OEM ). Во время этих ездовых циклов может быть управляемое охлаждение, имитирующее тепловые условия в автомобиле.
Кроме того, климатические камеры контролируют условия окружающей среды во время испытаний и позволяют моделировать полный автомобильный температурный диапазон и климатические условия.
Патенты люди для подавления развития или внедрение аккумуляторных технологий. Например, патенты, относящиеся к использованию никель-металлгидридных элементов в автомобиле, принадлежащие к использованию Chevron Corporation, нефтяной компании, которая сохраняет право вето на любую продажу или лицензирование технологии NiMH.
По состоянию на декабрь 2019 года планируется инвестировать миллиарды долларов США в исследования по всему миру для улучшения аккумуляторов мира.
Европа крупные инвестиции в разработку и производство аккумуляторов для электромобилей, а Индонезия также нацелена на производство аккумуляторов для электромобилей в 2023 году, приглашая китайскую аккумуляторную компанию GEM и Contemporary Amperex Technology Ltd инвестировать в Индонезию.
Электрические двухслойные конденсаторы (или «ультраконденсаторы») используются в некоторых электромобилях, таких как концептуальный прототип AFS Trinity, для быстрого хранения доступной энергии с их высокой удельной мощностью Увеличить срок службы батареи.
используют низкую удельную энергию, ни в одном серийном электромобиле не используются исключительно ультраконденсаторы.
В январе 2020 года Илон Маск, генеральный директор Тесла, заявлено, что достижения в технологии ли-ионных батарей сделали сверхконденсаторы ненужными для электромобилей. 156>
В 2009 году президент Барак Обама объявил о 48 новых передовых проектах по производству аккумуляторов и электроприводов, на которые будет выделено 2,4 миллиарда долларов США в рамках Закон США о восстановлении и реинвестировании программы. Заявило, что эти проекты ускорят развитие производственных мощностей в США для аккумуляторов и компонентов электропривода, а также внедрение транспортных средств с электроприводом, что поможет установить лидерство в создании нового поколения передовых транспортных средств.
Это объявление ознаменовало собой самую крупную инвестицию в передовые аккумуляторные технологии для гибридных автомобилей и автомобилей с электрическим приводом. Представители отрасли ожидали, что эти инвестиции в размере 2,4 миллиарда долларов США в совокупности с еще 2,4 миллиарда долларов США в расходах США напрямую приведут к созданию десятков тысяч рабочих мест в аккумуляторной и автомобильной промышленности США.
Награды охватывают 1,5 миллиарда долларов США в виде грантов производителя из США на производство батарей и их компонентов, а также расширение возможностей по переработке батарей.
 | В Викиучебнике есть книга по темам: Глава о конверсии электромобилей: технологии |
 | На Викискладе есть материалы, связанные с тяговыми батареями. |
