Какие аккумуляторы используются в современных электромобилях

Электромобиль является наиболее современным транспортным средством, и автолюбители все больше пересаживаются на них во многих странах мира. Уже около миллиона человек по всему миру активно пользуются электрокарами, ведь в отличие от традиционных автомобилей, работающих на сжигаемом топливе, электрокар более экономичен в эксплуатации и в целом более практичен.

Тем не менее, при смене транспортного средства на электрическое, у водителя неизбежно возникают вопросы касательно обслуживания, ремонта, стоимости аккумуляторов и т. д. Несмотря на все эти вопросы, оказывается, что электромобили в конечном счете все равно обладают рядом преимуществ перед обычными автомобилями. И в данной статье мы поговорим конкретно об аккумуляторах для электрокаров.

Итак, электрокары — это автомобили, которые для своей езды используют электрическую энергию, запасаемую в аккумуляторе. Данная технология позволяет сделать электромобиль вдвое дешевле в эксплуатации, по сравнению с автомобилем на бензине, а также более маневренным на дороге. Уже сегодня существует несколько типов аккумуляторов для электрокаров: литий-ионные, литий-серные, алюминий-ионные и металл-воздушные.

В случае необходимости любой аккумулятор может быть заменен, для этого достаточно загнать электрокар в специализированный автосервис. Мастер правильно подключит все разъемы, наладит соединение батареи с бортовым компьютером, сделает соответствующие программные настройки, которые позволят электрической машине работать как прежде. Что касается «заправки» электричеством, то сегодня в мире уже функционируют зарядные станции для электрокаров мощностью 350 кВт.

Литиевые аккумуляторы

На сегодняшний день наиболее востребованы аккумуляторы для электрокаров двух типов: литий-ионные и металл-воздушные. Они не требуют обслуживания в течение года, и зачастую эксплуатация электрокара оказывается с ними бесперебойной и продолжительной.

Безусловно, литий-ионные батареи — самый часто устанавливаемый вариант аккумуляторов, просто в силу ряда явных достоинств: достаточно высокая плотность энергии, высокое напряжение, низкий саморазряд (максимум 20% в год и 6% в месяц), отсутствие эффекта памяти, срок эксплуатации — до 10 лет.

Стоят такие аккумуляторы недешево, и позволить их себе может отнюдь не каждый автолюбитель (зависит, кроме прочего от марки авто). Есть конечно и другие недостатки: диапазон рабочих температур от -20 до +50 °С обуславливает опасность перегрева батареи, плюс незащищенность от избыточного заряда.

Металл-воздушные аккумуляторы

Металл-воздушные аккумуляторы появились на рынке не так давно, но уже пользуются неплохим спросом у любителей электрокаров. На данный момент можно утверждать, что такие батареи достаточно износостойки и качественны. Кроме того они компактны, мало весят, недороги, легко утилизируются, при этом обеспечивают транспортному средству оптимальный пробег. К недостаткам можно отнести: внезапную остановку, необходимость качественного фильтра, чувствительность к низким температурам.

Литий-серные аккумуляторы

Литий-серные аккумуляторы для электрокаров относятся к малообслуживаемым батареям, однако выдерживают они всего до 60 циклов заряда-разряда. Технология дорабатывается, совершенствуется, чтобы сделать литий-серные аккумуляторы более эффективными, и вообще считается весьма перспективной.

Многие фирмы работают над аккумуляторами данного типа, и обещают уже к 2020 году достичь существенного прогресса. АКБ на данной основе обладают повышенной емкостью и более широким диапазоном рабочих температур, по сравнению с литий-ионными батареями. Главное препятствие, которое необходимо сейчас преодолеть — малое количество циклов заряда-разряда.

Алюминий-ионные аккумуляторы

Менее всего пользователями электрокаров востребованы алюминий-ионные аккумуляторы, поскольку они пока имеют мало циклов заряда-разряда и слабую производительность катодов. Соответственно и спрос на них минимален. Сейчас китайские разработчики пытаются усовершенствовать алюминий-ионные аккумуляторы, и есть основания предполагать, что в будущем они станут использоваться более активно. Алюминий-ионные аккумуляторы считаются более безопасными и обещают быть более дешевыми.

В электрокаре, как правило, для питания бортовой сети используется отдельный аккумулятор. Тяговый аккумулятор служит только для питания электродвигателя, поэтому именно к тяговому аккумулятору предъявляются более жесткие требования касательно мощности и стойкости, ведь именно благодаря ему и питаемому от него электрическому приводу электромобили такие маневренные по сравнению с бензиновыми.

Лучшие технологии аккумуляторов для электрокаров

Питание электрического мотора в электрокаре должно всегда быть обеспечено на самом высоком уровне, поэтому в технологии создания батарей всегда идут усовершенствования. Большие надежды сейчас возложены на графен — особую форму углерода. Он недорог в производстве, и батарея с ним получается в четыре раза дешевле чем литиевая.

Многие страны уже занимаются изготовлением тяговых батарей на основе графена. В теории зарядка на 1000 километров пробега будет занимать всего около 8 минут. В ближайшем будущем графеновые аккумуляторы однозначно заявят о себе на практике, тем более в Германии электрокары на них уже с успехом тестируют.

Аккумуляторы для электрокаров сегодня

Пока большинство аккумуляторов, установленных в электрокарах, — литий-ионные, железо-фосфатные и свинцово-кислотные. Аккумуляторы любого типа набираются в виде ячеек, соединяемых параллельно и последовательно в огромные сборки требуемой емкости.

Поскольку электрокары различаются между собой по мощности, то и батареи у них не одинаковы, то есть состоят из разного количества ячеек. У некоторых моделей напряжение тягового аккумулятора составляет менее 400 вольт, у других — 800.

Новая батарея рассчитана на продолжительный период эксплуатации, и ее полного заряда хватает на максимальный пробег, но со временем аккумулятор изнашивается и нуждается в замене. А в случае повреждения части ячеек, модульная конструкция аккумулятора позволяет его ремонтировать.

И тут важно понимать, что подбор новой батареи, в случае истощения имеющийся, производится индивидуально, соответствующим образом программируется и бортовой компьютер. Причем и ремонтом и заменой батареи занимается мастер, имеющий профильное образование.

Изначально ресурс тяговой батареи электрокара ограничен заявленным производителем сроком ее эксплуатации, это обычно от 5 до 10 лет, в зависимости от модели изделия. Со временем емкость среднестатистической батареи снижается: в первые пару лет она теряет до 10% емкости, далее — до 20% за три года, а потом — по 1% в год. Так или иначе, в определенный момент батарею неизбежно придется менять. Но иметь запасной аккумулятор под рукой много лет не нужно.

Б/У аккумуляторы от электрокаров не выбрасывают. Их часто устраивают в системы автономных домашних систем электроснабжения на солнечных батареях, что весьма практично. Если же батарея больше не нужна, ее следует правильно и безопасно для окружающей среды утилизировать, обычно этим занимаются сами производители аккумуляторов.

Источник

Аккумуляторы для кары характеристики

Основными типами батарей, применяемых на электрокарах, являются свинцовые (кислотные) батареи 39ЭП-80 и 15АПН-500 и щелочные 26ТЖН – 250 и 28ТЖН – 250, 26ТЖН-300В и 24ТЖН-500. Батареи типа 39ЭП-80 устанавливаются на электрокарах типа «Ящерица», батареи типов 15АПН-500 и 24ТЖН-500 — на автопогрузчиках типа 02 и 04, батареи типа 28ТЖН-250— на электрокарах типа ЭК-2, батареи 26ТЖН-250 — на электрокарах ЭКБ-750, типа 26ТЖН-300В — на погрузчиках 4004 и 4004А. Кроме того, на электрокарах типа ЭК-1 применяются аккумуляторные батареи, состоящие из десяти 6-вольтовых стартерных автомобильных аккумуляторов типа ЗСТ-112. Аккумуляторы этого типа соединяются в батарею по смешанной системе (рис. 36). Как видно из фигуры, батарея представляет собой пять параллельно соединенных групп, в каждой из которых имеется по два последовательно соединенных стартерных аккумулятора. Общее напряжение на зажимах такой батареи составляет 6 X 2 = 12 в, а емкость батареи в пять раз больше емкости одного аккумулятора, т. е. 112 × 5 = 560 а-ч (при Ю-часовом разряде током силой 11,2 X 5 = 56 а).

На аккумуляторных батареях обычно имеются обозначения. Первые две буквы перед цифрами марки аккумулятора обозначают число аккумуляторных элементов в батарее. Буква Э — обозначает электротяговый аккумулятор, буква А — аккумулятор для автопогрузчика, буква П — панцирный (характеризует конструкцию положительных пластин), буква Н — аккумулятор с намазными пластинами. Цифры после буквенного обозначения обозначают емкость аккумулятора в ампер-часах.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Рис. 36. Схема соединений аккумуляторов в батарее электрокара ЭК-1.

Обозначение стартерных аккумуляторов расшифровывается следующим образом: цифра перед буквами — число элементов в батарее, С — стартерный, Т — для тяжелых режимов, цифры после букв — емкость аккумулятора в ампер-часах.

Обозначения щелочных аккумуляторных батарей имеют тот же принцип. Цифры перед буквенным обозначением обозначают число аккумуляторных элементов в батарее, буква Т — тяговый аккумулятор, ЖН — железо-никелевый. Цифры после букв обозначают емкость аккумулятора в ампер-часах. Во всех аккумуляторных батареях для электрокаров отдельные элементы всегда соединены между собой последовательно с целью увеличения напряжения на зажимах батареи.

Для электрокаров и автопогрузчиков промышленностью СССР выпускаются аккумуляторные железо-никелевые батареи. Данные этих батарей приведены в табл. 1.

Таблица 1

Батареи для автопогрузчиков типа 24ТЖН-500 имеют отвод на 12 в для питания сигнала батареи, 26ТЖН-300В — отвод на 6 в для тех же целей.

Батарея типа 39ЭП-80. Как указывалось выше, эта батарея служит источником питания электрокара «Ящерица». Она состоит из 39 элементов, соединенных последовательно, емкостью 80 а-ч, каждый.

Удельный вес электролита (раствора серной кислоты с уДеЛЫШМ весом 1,84 в дистиллированной воде) — 1,25 у новых и 1,28—1,29 у полностью заряженных аккумуляторов. Срок службы —500 зарядно-разрядных циклов. Рабочее напряжение батареи — около 80 в.

Батарея типа 16ЭП-250 служит для питания электрокара типа ЭК-2 (в настоящее время эти электрокары выпускаются с батареей типа 28ТЖН-250). Она состоит из 16 последовательно соединенных элементов, емкостью 250 а-ч каждый.

Удельный вес электролита такой же, как и у предыдущих. Срок службы также 500 зарядно-разрядных циклов. Рабочее напряжение батареи 30 в.

Батарея типа 15АПН-500 служит, как указывалось выше, для питания автопогрузчиков типов 02 и 04. Батарея состоит из 15 элементов, соединенных последовательно, емкостью 500 а-ч каждый.

Габаритные размеры батареи (длина X ширина X высота) — 950 X 670 X 580 мм, вес без электролита 725 кг. Удельный вес электролита такой же, как и у предыдущих. Срок службы — 500 зарядно-разрядных циклов. Рабочее напряжение 30 в.

Батарея типа 28ТЖН-250 служит для питания электрокара ЭК-2. Она состоит из 28 последовательно соединенных щелочных аккумуляторных элементов типа ТЖН-250 емкостью 250 а-ч каждый.

Аккумуляторные элементы устанавливаются в двух стальных батарейных ящиках с внутренними размерами 810 X 415 X 390 мм. Вес каждого ящика 230 кг без электролита. Схема соединений элементов и ящиков приведена на рис. 37.

Аккумуляторные элементы этих батарей при эксплуатации в цеховых условиях заливаются водным раствором едкого натра плотностью 1,18—1,20 с добавкой 10 г/л моногидрата лития (при отсутствии моногидрата лития можно элементы заливать одним только водным раствором едкого натра плотностью 1,18—1,20, однако при этом уменьшается срок службы батареи).

В условиях работы при температуре от +10 до —25° С электролит должен состоять из водного раствора едкого кали плотностью 1,19—1,21 с добавкой 20 г/л моногидрата лития, а при температуре ниже — 15° С в качестве электролита применяется водный раствор едкого кали плотностью 1,25—1,27. Следует помнить, что работа батарей, залитых раствором едкого кали, разрешается при температуре воздуха не выше +10° С. Срок службы батареи 500 зарядно-разрядных циклов. Рабочее напряжение 35 в.

Батарея типа 24ТЖН-500 служит, как указывалось выше, для питания автопогрузчиков типа 02 и 04. Она состоит из 24 последс-вательмо йбедмнейных щелочных аккумуляторных злемейтов типа ТЖН-500 емкостью 500 а-ч каждый, размещенных в двух батарейных ящиках. Габаритные размеры каждого элемента 147,5 X X 162,5 X 555 мм, полный вес с чехлом и электролитом 30 кг.

Рис. 37. Схема соединений элементов в батарее типа 28ТЖН-250.

Рис. 38. Схема соединений элементов в батарее типа 24ТЖН-500.

Внутренние габаритные размеры всей батареи 924 X 688 X 566 мм. Схема соединений элементов приведена на рис. 38. Электролит применяется такой же, как и для батарей 28ТЖН-250. Срок службы батареи — 500 зарядно-разрядных циклов. Рабочее напряжение 30 в.

Батарея 26ТЖН-250 служит для питания электрокаров ЭКБ-750, а также и электрокаров типа ЭКП-750. Электролит применяется такой же, как и для вышеописанны*. Габаритные размеры каждого элемента 166,5 X 132,5 X 332,5 мм, вес с чехлом и электролитом 18 кг.

Схема соединений элементов в батарею приведена на рис. 39. Срок службы батареи — 500 зарядно-разрядных циклов. Рабочее напряжение 32 в с отводом на 6 б для питания сигнала.

Батарея 26ТЖН-300В служит для питания автопогрузчиков типов 4004 и 4004А. Отличается от предыдущей тем, что в ней применены аккумуляторы емкостью 300 а-ч:

Батарея разделена на две секции по 13 аккумуляторных элементов в каждой. Каждая секция имеет по два выводных провода, а правая (по ходу движения электролита) имеет еще вывод от второго элемента для питания сигнала.

Батарея размещается в ящике, установленном в кузове автопогрузчика.

Рис. 39. Схема соединений элементов в батарее 26ТЖН-250.

Рис. 40. Схема соединений элементов в батарее 26ТЖН-300В.

Соединение элементов в батарею йрбйЭйоДиКЯ fi6 СХёМё, приведенной на рис. 40, стальными перемычками с примерными размерами: расстояние между центрами (подбирается по месту) не менее 80 мм, ширина 20 мм, толщина 2 мм.

Габаритные размеры каждого элемента 167 X 95 X 521 мм, полный вес с чехлом и электролитом 20 кг.

Рабочее напряжение батареи 32 в, срок службы батареи не менее 200 зарядно-разрядных циклов.

Источник