211service.com
Elektriskā dzesēšanas akumulatora pārbaude
Vēlāk šomēnes uz ekoloģiskiem piebraucamajiem ceļiem visā ASV sāks parādīties divi jauni elektromobiļi — GM Volt un Nissan Leaf.
Iekļauts akumulators: Tehniķi ievieto akumulatoru pirmsražošanas Chevrolet Volt.
Nissan Leaf sola 73 jūdzes uz vienu elektrisko lādiņu, savukārt GM Volt saņem 35 jūdzes uz vienu uzlādi, lai gan tam ir arī rezerves benzīna dzinējs ilgākiem braucieniem. Taču GM un Nissan izmanto dažādas pieejas, lai nodrošinātu, ka šo automašīnu akumulatori darbojas un paliek droši. Šo akumulatoru veiktspēja dažu nākamo gadu laikā liks domāt, kura pieeja ir labāka, kā arī varētu veidot nākotnes elektrisko automašīnu un plug-in hibrīdu dizainu, ko ir solījuši visi lielākie autoražotāji. Daži kritiķi saka, ka Nissan akumulatoru komplekta dizains, kurā izmantota salīdzinoši vienkārša dzesēšanas sistēma, var ļaut akumulatoriem pārkarst, saīsinot akumulatora darbības laiku un radot bažas par drošību.
Gan GM, gan Nissan izmanto litija jonu akumulatorus (tehnoloģiju, kas jau sen tiek izmantota klēpjdatoros un mobilajos tālruņos) pretstatā niķeļa-metāla hidrīda akumulatoriem, kas ir izrādījušies uzticami gāzes un elektrisko hibrīdos, piemēram, Toyota Prius, bet kas ir apjomīgi. un smags.
Izvēloties litija jonu, nevis niķeļa-metāla hidrīdu, GM un Nissan uzņemas risku, jo šādi akumulatori vēl nav izrādījušies uzticami prasīgajā automobiļa barošanas lomā. Automašīnu akumulatoriem ir jāiztur galējās temperatūras, spēcīgi grūdieni un nepārtrauktas vibrācijas no ceļa, un tiem ir jādarbojas labi apmēram desmit gadus. Dažos retos gadījumos litija jonu akumulatori var pārkarst un aizdegties. Šī problēma ir radījusi masveida dažu klēpjdatoru bateriju atsaukšanu. Arī elektriskajiem transportlīdzekļiem nepieciešamajām baterijām ir jāuzglabā daudz vairāk enerģijas, tāpēc automašīnu akumulatoru izraisīts ugunsgrēks var būt īpaši bīstams.
Vēl viens litija jonu akumulatoru izmantošanas trūkums ir tas, ka tie ātri zaudē spēju noturēt uzlādi. Pēc pāris gadu lietošanas nav nekas neparasts, ka viņi uzglabā uz pusi mazāk enerģijas nekā tad, kad tie bija jauni. Autoražotāji vēlas automašīnu akumulatorus, kas kalpos visu transportlīdzekļa kalpošanas laiku — apmēram astoņus līdz 15 gadus.
Lai risinātu šīs problēmas, GM un Nissan ir veikuši būtiskas izmaiņas izmantotajos litija jonu akumulatoros. Tā vietā, lai kā elektrodu izmantotu litija kobalta oksīdu — materiālu, ko izmanto klēpjdatoru baterijās tā augstā enerģijas blīvuma dēļ, viņi izmanto litija mangāna oksīdu, kas uzglabā salīdzinoši lielu enerģijas daudzumu, bet ir stabilāks, daļēji tāpēc, ka tā atomu izvietojums. Mangāna oksīda elektrodā atomi veido trīsdimensiju struktūru, kas saglabā savu formu pat tad, kad litija joni pārvietojas elektrodā un no tā, kad akumulators tiek uzlādēts un izlādējies. Tradicionālo akumulatora elektrodu materiālu mazāk stabilā struktūra var tikt bojāta, litija joniem pārvietojoties iekšā un ārā, kas saīsina akumulatora kalpošanas laiku.
GM un Nissan ir arī mainījuši akumulatoru cilindrisku formu (akumulatoru elementi tipiskos klēpjdatoru komplektos izskatās kā lieli AA akumulatori) uz plakanu taisnstūra formu, kas ietaupa vietu un ļauj labāk izvadīt siltumu. Pārkaršana var sabojāt akumulatorus, samazinot to spēju uzkrāt lādiņu, un dažos gadījumos var izraisīt fenomenu, ko sauc par termisko izsīkšanu, kad paaugstināta temperatūra izraisa ķīmiskas reakcijas, kas izraisa vēl vairāk siltuma, galu galā izraisot ugunsgrēku.
Taču būtiskas atšķirības atklājas, aplūkojot to, kā GM un Nissan izstrādāja savus akumulatoru blokus — akumulatoru elementu, elektronikas un temperatūras vadības ierīču kolekciju, kas veido visu akumulatoru. Lielākā atšķirība ir tajā, kā uzņēmumi izvēlas kontrolēt iepakojumu temperatūru. Nissan ir izvēlējies vienkāršu dizainu, izmantojot ventilatoru, lai atdzesētu akumulatorus. Tajā teikts, ka akumulatora elementu plakanā forma padara papildu dzesēšanu nevajadzīgu. GM dizains ir sarežģītāks. Šķidrais dzesēšanas šķidrums transportē šķidrumu pāri katras pakotnes šūnas virsmai un uz nelielu radiatoru ārpus iepakojuma.
Šķidruma dzesēšanas sistēmas var ātrāk novadīt siltumu no akumulatora elementiem nekā gaisa dzesēšana. Turklāt šķidruma dzesēšana ir daudz kompaktāka, saka Bill Wallace, GM globālo akumulatoru sistēmu direktors. Jūs varat pārvietot daudz vairāk siltuma un pārvietot to daudz vienmērīgāk.
Wallace saka, ka šķidruma dzesēšana tika izvēlēta, lai nodrošinātu, ka visas iepakojuma šūnas atrodas divu ° C robežās viena no otras. Viņš saka, ka vienlaikus ar pārmērīgas uzlādes novēršanu temperatūras kontrole ir vissvarīgākā poga, ko varat pagriezt, lai uzlabotu akumulatora darbības laiku.
Šķidruma dzesēšana ir Tesla Motors izvēlētā pieeja, kas ražo elektrisko sporta automašīnu, izmantojot litija jonu akumulatoru elementus, kas sākotnēji bija paredzēti citiem lietojumiem. Dzesēšanas metode nodrošina, ka pat tad, ja dažas kameras pārkarst un aizdegas, pārējās tas nenotiks. Nesenajā sarunā ar investoriem Tesla Motors izpilddirektors Īlons Masks kritizēja Nissan dizainu, sakot, ka tas var izraisīt temperatūras paaugstināšanos visā vietā, kas var pasliktināt akumulatora veiktspēju.
Tā kā auksts laiks var ierobežot akumulatora uzkrāto lādiņu daudzumu un izraisīt akumulatora bojājumus, GM komplektā ir arī 1800 vatu pretestības sildītājs, lai neļautu akumulatoram kļūt pārāk aukstam. Nissan iesaka aukstā laika paketi, kurā ir iekļauts akumulatora sildītājs, taču tas nav iekļauts standarta aprīkojumā. Un opcija nav pieejama pirmajiem Leafs, kas nokļūst no montāžas līnijas, un to nevar pievienot automašīnai vēlāk. Ja Leaf iepakojums kļūst pārāk auksts vai pārāk karsts, tas pāriet ierobežotas jaudas režīmā, kas ierobežo paātrinājumu un maksimālo ātrumu.
Volt ir arī izstrādāts, lai saglabātu noteiktu uzlādes daudzumu, kad automašīna ir jauna, lai palīdzētu saglabāt akumulatora darbības laiku. Akumulatoram novecojot, daļa no šīs rezerves jaudas tiks atbrīvota, kas palīdzēs automašīnai laika gaitā saglabāt elektrisko diapazonu. GM paredz, ka akumulatora ietilpība automašīnas kalpošanas laikā (apmēram astoņus līdz 10 gadus) samazināsies par 10 līdz 30 procentiem. Nissan nav teicis, vai izmantos līdzīgu pieeju, taču tas ir paziņojis, ka Leaf akumulatora ietilpība 10 gadu laikā samazināsies par 30 procentiem. Tā arī atzīmēja, ka pakļaušana karstai temperatūrai var ātrāk samazināt akumulatora jaudu.