accusystemen voor elektrische voertuigen en hun ontwikkeling

Inleiding:

EV-batterijen of batterijen voor elektrische voertuigen zijn batterijsystemen die zijn gebouwd voor elektrische voertuigen. Elektrische voertuigen zijn niet iets nieuws; we hebben al elektromotoren en bijbehorende infrastructuur gebouwd, wat ontbreekt er dan? Hoe komt het dat ze de wereld niet hebben overgenomen? De reden is de batterij. Het zou nauwkeuriger zijn om te zeggen EV-batterijsysteem. In dit artikel bespreken we de basisprincipes van EV-batterijsystemen en hun vereisten.

Als je aan batterijen denkt, is het eerste dat in je opkomt waarschijnlijk de tweecellige batterijen die je kleine elektrische apparaten gebruiken of de batterijen waarop je Android of iOS werkt. Maar goed, we hebben het hier over een voertuig. Dus die maat is een no-no. We hebben een grotere batterij nodig om zelfs de meest elementaire voertuigen van stroom te voorzien, en dat betekent meer opladen en dus meer stroombehoefte, meer actieradius en meer opslagruimte. Terwijl we tegelijkertijd niet echt kunnen verwachten dat een batterij van dat formaat niet zwaar is. Dus voeg gewichtscontrole toe aan de lijst. Hadden we het al gehad over milieuomstandigheden? Jij krijgt het punt. Er zijn veel eisen en batterijen zijn niet bepaald eenvoudig.

Vereisten voor batterijvermogen EV:

Om bijvoorbeeld een gemiddeld voertuig te besturen, heb je veel vermogen nodig. Veel meer dan zelfs een krachtige processor of een LCD-monitor. Een geschatte waarde van het benodigde vermogen om een ​​typisch voertuig te accelereren op een vlakke weg zonder tegenwind is ongeveer 61 kW. Nu is dat veel vermogen om per voertuig te vragen en je wilt ook geen achterblijvende auto bij een rit bergop of op een winderige dag. En om nog maar te zwijgen van het balanceren van de interne weerstand, zodat deze laag genoeg is voor een maximaal vermogen.

Energiedichtheid van EV-systemen:

Laten we het nu hebben over een belangrijke term die u vaak zult tegenkomen bij het werken met EV-batterijsystemen, 'energiedichtheid'. Energiedichtheid, zoals de naam al aangeeft, is energie die wordt opgeslagen per volume-eenheid. (Specifieke energie is energie per massa-eenheid).

De brandstofbronnen die het meest worden gebruikt, moeten benzine en steenkool zijn in vergelijking met batterijen. Batterijen zijn echter handiger, maar hun energiedichtheid en specifieke energie zijn lager dan die van steenkool en benzine. Om de zaken in perspectief te plaatsen, als we benzine en een lithium-ionbatterij vergelijken, is de soortelijke warmte of benzine 100 keer hoger. Benzine is ook 300 keer hoger in vergelijking met loodzuuraccu's.

Elektrische batterijsystemen versus ICE (interne verbrandingsmotor)

Echter qua efficiëntie is een elektromotor beter dan een ICE (interne verbrandingsmotor). Maar dan nog is het lastig om met een elektromotor actieradius te realiseren in vergelijking met een ICE. Een benzine-aangedreven auto met een kleinere tank kan u bijvoorbeeld ongeveer 400 mijl halen, terwijl het gemiddelde bereik van een elektrische auto ongeveer 180 mijl is.

Hoewel er concurrerende aanbiedingen van het hogere assortiment zijn, zijn er ook nadelen. Waarom bespreek je ze niet voordat we verder gaan.

• De productiekosten van deze batterijen zijn erg hoog en maken een groot deel uit van de totale aankoopprijs van de EV.
• Het opladen en ontladen van dergelijke batterijen leidt na verloop van tijd tot degradatie en we hebben geen solide gegevens over de langetermijnprestaties van batterijsystemen. Aan de andere kant kunnen ICE-voertuigen gemakkelijk tot 100.000 mijl gaan als ze goed worden onderhouden.
• Het opladen van dergelijke batterijen is tijdrovend. Zelfs de beste superchargers die Tesla te bieden heeft, laten je een half uur wachten.

 EV's en de betrokken chemie:

Het onderzoek naar het vinden van de beste batterijtechnologie is niet nieuw. Een document van het Argonne National Laboratory, gepubliceerd in 1994, vermeldde een aantal 'kandidaat-EV-batterijsystemen', waaronder loodzuur, nikkel/cadmium, nikkel/ijzer, nikkel/metaalhydride, natrium/zwavel, zink/broom, zink/lucht, natrium/nikkelchloride, lithium/ijzersulfide en lithiumpolymeer. Ze werden gerangschikt volgens de specifieke energieën van de systemen, van het laagste (loodzuur, d.w.z. 25-40 wattuur per kilogram) tot het hoogste (lithium-polymeer, dat wil zeggen 100-200 wattuur per kilogram).

Tegenwoordig is het favoriete EV-batterijsysteem lithium-ion. In 2012 was het voorheen dominante batterijsysteem nikkel/metaalhydride (NiMH), maar tegenwoordig is het gebruik van lithium-ion dominant. Na verloop van tijd merkten onderzoekers op dat lithium-ion een hoger vermogen geeft, een hogere soortelijke warmte heeft en over het algemeen minder problemen heeft. Om een ​​animatie over de functionaliteit van een lithium-ionbatterij te zien, klik hier .

De impact van elektrische voertuigen:

Zoals eerder vermeld, hebben elektrische voertuigen niet bepaald 'de wereld overgenomen'. In plaats daarvan worden benzine- en dieselmotoren nog steeds veel gebruikt. Met name voor lange afstanden zullen klanten nog steeds de voorkeur geven aan op aardolie gebaseerde brandstoffen in vergelijking met batterijsystemen. De EV-markt in de VS is ook niet groot. (Vergelijk dit met het EV-marktaandeel van Noorwegen, dat ongeveer 32 keer groter is dan dat van de VS). Het gebruik van elektrische voertuigen komt ook vaker voor in landen als China (waarvan de markt voor elektrische voertuigen twee keer zo snel groeit als de VS)

Conclusie:

De elektrische auto-industrie lijkt zich nog steeds te ontwikkelen. Er zijn veel noodzakelijke ontwikkelingen te maken voordat EV-batterijsystemen de wereld overnemen. Het gebruik ervan zal zeer gunstig zijn als de belangrijkste obstakels zoals prijsstelling en bruikbaarheid in de komende jaren worden overwonnen.