Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Akumulator można naładować w 10 minut i przejechać ponad 300 kilometrów

Recommended Posts

Jedną z głównych przeszkód stojących na drodze ku upowszechnieniu się samochodów elektrycznych jest długi czas ładowania akumulatorów. Niewykluczone jednak, że już wkrótce możliwe będzie pełne załadowanie akumulatora w ciągu zaledwie 10 minut. Takie pojedyncze ładowanie pozwoli na przejechanie 320–480 kilometrów.

Wykazaliśmy, że możliwe jest załadowanie w 10 minut akumulatora zapewniającego energię na 200–300 mil podróży, mówi profesor Chao-Yang Wang, dyrektor Electrochemical Engine Center na Pennsylvania State University. Żywotność takiego akumulatora wynosi 2500 cykli ładowania-rozładowania, co pozwala na przejechanie około pół miliona mil.

Już obecnie można szybko ładować akumulatory litowo-jonowe, jednak znacząco skraca to ich żywotność, gdyż na anodzie osadza się metaliczny lit. Nie dość, że prowadzi on do spadku pojemności akumulatora, może też spowodować jego awarię. Im akumulator jest starszy, tym łatwiej dochodzi do tego niekorzystnego procesu. Wiadomo też, że jeśli akumulator zostanie podgrzany podczas ładowania, to nie dochodzi do osadzania się litu. Jednak samo podgrzewanie również skracażywotność urządzenia.

Wang i jego zespół przeprowadzili eksperymenty, podczas których zauważyli, że jeśli akumulator zostanie podgrzany do temperatury do 60 stopni Celsjusza na nie dłużej niż 10 minut, a następnie szybko schłodzi się do temperatury pokojowej, to można go szybko naładować, zapobiec osadzaniu się litu i nie wpływa to negatywnie na jego żywotność.

Obecnie uważa się, że podgrzanie akumulatora do 60 stopni Celsjusza nie powinno mieć miejsca, gdyż znacząco skraca to jego żywotność, mówi Wang. Uczony wraz z zespołem przeprowadzili serię eksperymentów, podczas których do elektrod komercyjnie dostępnych akumulatorów dodano folię aluminiową o grubości liczonej w mikronach. Pozwoliła ona na podgrzanie elektrod w ciągu zaledwie 30 sekund. Następnie uczeni testowali zmodyfikowane akumulatory, ładując je po podgrzaniu do 40, 49 i 60 stopni C. Ich wydajność porównano z akumulatorem testowym, pracującym w temperaturze 20 stopni.

Okazało się, że przy temperaturze 20 stopni Celsjusza już po 60 cyklach ładowania-rozładowania pojawiły się problemy, które znacząco zmniejszyły wydajność. Tymczasem gdy elektrody podgrzano do 60 stopni Celsjusza akumulatory bez większych problemów wytrzymały 2500 cykli ładowania-rozładowania.

Ważne było też szybkie schłodzenie akumulatora. Wang twierdzi, że można do tego wykorzystać system chłodzący pojazdu, tym bardziej, że olbrzymią różnicę robi już schłodzenie z 60 do niecałych 24 stopni Celsjusza.

Uczeni chcą kontynuować swoje badania i mają nadzieję, że opracują technologię pozwalającą na pełne załadowanie akumulatora w ciągu zaledwie 5 minut.

Szczegóły badań opublikowano w piśmie Joule.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ciekawe ile dodatkowej energii zużywa takie grzanie i chłodzenie...? Szczególnie w stosunku do całej energii jaką trzeba tam włożyć.

Share this post


Link to post
Share on other sites

dobry krok w stronę przyszłości. Pierwszym krajem, w którym powinni zrobić promocje na takie samochody powinna być Polska. Może dzięki temu nie bylibyśmy na szczycie listy smogowej :D

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ciekawe, kiedy będą wozić pałerbanki do samochodów w samochodach?

1 hour ago, rozan said:

dobry krok w stronę przyszłości. Pierwszym krajem, w którym powinni zrobić promocje na takie samochody powinna być Polska. Może dzięki temu nie bylibyśmy na szczycie listy smogowej :D

Fakt, jakość paliwa u nas pewnie gorsza niż w Afryce. Wybitnie.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 godzinę temu, rozan napisał:

Pierwszym krajem, w którym powinni zrobić promocje na takie samochody powinna być Polska.

Wszelkie promocje i dopłaty zwykle absurdalnie mijają się z celem. Bodajże w Szwecji dopłaty/ulgi  trafiły do najbgatszych, których było stać na nowe lśniące SUVy. Zawsze, kiedy urzędnik bierze się za poprawianie .... Jak używane użyteczne elektryki będzie można kupić za 12 tys złotych, to tylko takie będą tu jeździły. Oczywiście, o ile ktoś nie dołoży podatku na elektrony używane w transporcie.   

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 hours ago, pogo said:

Ciekawe ile dodatkowej energii zużywa takie grzanie i chłodzenie

Litowe aku Tesli na taki zasięg to okolice pół tony. (edit: tu trzeba jeszcze podstawić ciepło właściwe, które może ktoś zna)

 

11 hours ago, KopalniaWiedzy.pl said:

w 10 minut akumulatora zapewniającego energię na 200–300 mil podróży

Tak trochę w pamięci: 100 kilometrów to jakieś 20 KWh energii (samochód zużywa około 20 KW przy prędkości podróżnej, czyli około 100 km/h). Czyli w te 10 minut trzeba przepchać przez kabelek 60 KWh. Godzinne ładowanie to 60 kW, a 1/6-godzinne... 360 tysięcy watów. Baterie w Tesli to jakieś 400 V, czyli mamy prąd 900 A. Powierzchnia przekroju kabla (wzięta z jakiegoś kalkulatora w sieci) to 630 mm kwadratowych...

Ja bym do tego nie podchodził (a jeśli padałby deszcz, to trzymałbym się z dala od całej stacji) ... Straty energii: powiedzmy że 1% (tyle jest na samych ogniwach), czyli zaledwie 3,6 tysiąca watów. Układ ładujący - ciężko powiedzieć, bo przetwornice mogą mieć 95% skuteczności (18 tysięcy watów), a mogą mieć i 60% (144 tysiące)... Oczywiście wszystko idzie w ciepło. Chyba bezpieczniej byłoby wlewać nitroglicerynę.

Edited by Przemek Kobel
  • Upvote (+1) 1

Share this post


Link to post
Share on other sites
29 minut temu, Przemek Kobel napisał:

(...)

Baterie w Tesli to jakieś 400 V, czyli mamy prąd 900 A. Powierzchnia przekroju kabla (wzięta z jakiegoś kalkulatora w sieci) to 630 mm kwadratowych...

(...)

 

[...] ma ładowarki z kablami chłodzonymi, przekrój to ułamek tych 600 mm2 a dają radę z 400 A , kabel nie jest gorący i ciężki (Pani na szpileczkach też ma dać radę...)

 

The RADOX® HPC High Power Charging System allows the power-throughput of a charging system to be multiplied. With charging times below 15 minutes (80% State of Charge), the development puts super-fast charging within reach even with big battery packs of new electric vehicles and trucks.

 

Edited by Mariusz Błoński
Reklama. Zapraszamy do kontatku ws. wykupienia reklamy.

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 minutes ago, Jerzy_ said:

huber + suhner ma ładowarki z kablami chłodzonymi

Używają też o połowę mniejszego prądu (czego konsekwencją jest większe napięcie). 1000 V i chłodzenie cieczą... co mogłoby pójść nie tak?

Share this post


Link to post
Share on other sites

te ładowarki już działają. i link nie był reklamą, tego nie można ot tak kupić...

 

a kabel (wprawdzie na 230 V) chłodzony cieczą każda (prawie) gospodyni ma w kuchni (czajnik elektryczny)

wszystko jest kwestią technologii i rozwiązań.

Share this post


Link to post
Share on other sites
7 godzin temu, pogo napisał:

Ciekawe ile dodatkowej energii zużywa takie grzanie i chłodzenie...?

Samo grzanie tak mniej więcej wychodzi mi 3* kWh, czyli jakieś 1,5 pln. Przyjąłem Teslę 3:
https://elektrowoz.pl/auta/bateria-tesla-model-3-pojemnosc-masa-gestosc-dane-techniczne/

7 godzin temu, pogo napisał:

Szczególnie w stosunku do całej energii jaką trzeba tam włożyć.

Wobec deklarowanych 80,5 kWh grzanie to jakieś niecałe 4% kosztów. Według mnie przyjemnie akceptowalne. Jeśli  przyjmiemy, że grzanie i chłodzenie to nawet 10% całej energii, to jest nieźle.

* Wobec braku oczywistych danych przyjąłem ciepło właściwe na 500 [SI], co wydaje mi się rozsądne; ΔT przyjąłem 40.

Edited by Astro

Share this post


Link to post
Share on other sites

ale mi nowosci

bateria w porsche z tego co mi wiadomo  mozna przejechac na pelnej bateri okolo 500 km a ladujesz to cos 25 do 30 min

wiec jak porsche dalo rady to i inni tez podolaja to kwestia tylko ceny- niestety nie znam konkretnych paametrow  bateri z tego auta- ot tak ostatnio czyms takim jezdzilem i  wiem jak to dziala- wypilem kawe zjadlem co nieco i bateria byla znowu pelna- wiec dalej w droge

autko  warte okolo 100 tys Euro- pogooglujcie to znajdziecie model- pisze tak z reki wiec nie chce  zlych nazw modeli i parametrow podawac

 

 

kolejny temat to taki ze kilka  lat temu a dokladnie 4 , pracowalem w BMW i tam w jednym z nowatorskich laboratoriach byly prowadzone proby i testy nad nowymi bateriami- l zasieg tego byl 500 do 600 km a czas ladowanie 2 do 10 min- na owczesne czasy problem byl z przegrzewaniem i niestety awariami co skutkowalo naprawde silnymi eksplozjami- niestety nie wiem na jakim etapie teraz te baterie sa- ale te technologie czesto juz istnieja  ale czekaja w sejfach  na czas az konkurecja dogoni ich i bedzie czym zaskoczyc. Tak wiec mysle ze takie bateria dawno juz sa opracowane a tylko ze wzgledow  strategicznych ukrywa sie technologie i poki sprzedaje sie dobrze dawny model nie ma sensu wybiegac przed szereg

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 godziny temu, Astro napisał:

to jest nieźle

Podejrzewam oczywiście, że diabeł tkwi w szczegółach, czyli jak to się zachowa w warunkach lekko tylko bojowych (weźmy zwykłą, łagodną polską zimę), ale badacze zapewne i nad tym popracują. ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Niestety takie chłodzenie to tylko półśrodek a baterie takie same (tylko trochę zoptymalizowane) jak kilkadziesiąt lat termu. do tego wszystkie systemy ładowania szybkiego podają ładowanie do max 80 % pojemności litowych baterii (to cecha baterii litowych)- to lekkie przekłamanie, bo np w takiej tesli którą kupujemy z zasięgiem powiedzmy max 600 km (i to w sprzyjających warunkach) to ładujemy na max 400 w te kilkanaście minut. do tego w większości auto bateria jest chłodzona ale chłodzone są same ogniwa ( w sensie z zewnątrz) a nie anoda o co mam wrażenie chodzi w tej "nowej" technologii.

Share this post


Link to post
Share on other sites

u nas nie ma jakiejś srogiej zimy ogólnie, ale może takie odkrycia przydadzą się bardziej gdzieś na północy globu.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Envia Systems wyprodukowała najtańsze - w przeliczeniu na ilość przechowywanej energii - ogniwo dla samochodów elektrycznych. Dzięki niemu można będzie znacząco zwiększyć zasięg niedrogich pojazdów. Envia poinformowała, że gęstość energetyczna urządzenia wynosi 400 watogodzin na kilogram, a gotowe akumulatory zostaną wycenione na 125 USD za kilowatogodzinę pojemności. To z kolei oznacza, że samochód elektryczny za 20 000 dolarów będzie miał zasięg około 480 kilometrów na pojedynczym ładowaniu.
      W tym przemyśle gęstość energetyczna akumulatorów rośnie średnio o 5% rocznie. My ją podwoiliśmy, jednocześnie obniżając o połowę cenę, co pozwoli nam na wprowadzenie tych akumulatorów na masowy rynek pojazdów o zasięgu 300 mil - powiedział szef Envii, AtulKapadia.
      Nowe ogniwo zbudowane jest z krzemowo-węglowego nanokompozytu, który posłużył do stworzenia anody oraz z katody HCMR (High Capacity Manganese Rich). Udoskonalono także sam elektrolit. Wymiary urządzenia to 97x190x10 milimetrów, waga wynosi 365 gramów, a pojemność 46 Ah.
      O tym jak wiele osiągnęła Envia może świadczyć fakt, że najbliższym konkurentem jej urządzenia jest ogniowo firmy Panasonic montowane w samochodach Tesla Model S, którego gęstość wynosi 245 Wh/kg.
      Obecnie ogniwa Envii przechodzą niezależne testy w ośrodku marynarki wojennej. Na rynek mają trafić w 2015 roku.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Producent samochodów elektrycznych, Tesla Motors, zaprezentował poljazd, który błyskawicznie podbił serca wielu fanów motoryzacji. W ciągu zaledwie 1 dnia od premiery crossovera Model X Tesla otrzymała w ramach przedpłat 40 milionów dolarów. Jako, że wymagana jest przedpłata w wysokości 40 000 USD, w ciągu dnia zamówiono tysiąc sztuk. Termin „Model X“ był również trzecią najpopularniejszą frazą wyszukiwaną w Google’u. „W czwartek wieczorem, gdy pokazaliśmy nowy model, ruch na witrynie teslamotors.com wzrósł o 2800 procent. Dwie trzecie z odwiedzających to były osoby, które przyszły po raz pierwszy“ - oświadczyli przedstawiciele Tesli.
      Model X przyspiesza od 0 do 100 km/h w ciągu 4,4 sekundy, wyposażony jest z 300-konny silnik z tyłu. Klient może zamówić też 150-konny silnik z przodu. Zasięg pojazdu wynosi od 345 do 430 kilometrów na pojedynczym ładowaniu baterii.
      Ostateczna cena samochodu nie została ujawniona, ale Tesla zapewnia, że będzie ona konkurencyjna w stosunku do podobnych pojazdów.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Przed pięcioma laty informowaliśmy o stworzeniu przez Massachusetts Institute of Technology technologii bezprzewodowego przesyłania prądu - Witricity. Teraz firma o tej samej nazwie zapowiada, że jej pierwsze urządzenia trafią na rynek jeszcze w bieżącym roku.
      Eric Giler, prezes firmy, dokonał pokazu dla dziennikarzy. Skierował pilota na niewielki czarny panel przymocowany do ściany, a naciśnięcie przycisku spowodowało, że zapaliły się trzy lampki, a leżący na biurku komputer przenośny zaczął się ładować Panelu z lampkami i komputerem nie łączył żaden kabel, energia przesyłana była bezprzewodowo.
      Witricity zapewnia, że pierwszy produkt firmy, urządzenie służące do bezprzewodowego zasilania elektroniki przenośnej, znajdzie się w sklepach jeszcze w bieżącym roku. Za rok lub dwa właściciele samochodów elektrycznych dostaną do swoich rąk urządzenie, które pozwoli na ładowanie akumulatorów bez potrzeby podłączania samochodu kablami. Później mogą pojawić się urządzenia do bezprzewodowego ładowania rozruszników serca i innych implantów.
      Pomysł na bezprzewodowe przesyłanie prądu nie jest nowy. Pierwsze urządzenia prezentował Nikola Tesla przed stu laty. Od pewnego czasu są dostępne np. specjalne maty, które zapewniają energię myszkom komputerowym. Jednak wszystkie tego typu sprzedawane już urządzenia mają poważną wadę - wymagają fizycznego kontaktu z ładowanym urządzeniem. Nie jest to zatem dużo wygodniejsze niż podłączanie urządzenia do prądu.
      Przesyłanie prądu na odległość zakłada wykorzystanie pola magnetycznego. Przepuszcza się prąd przez cewkę, co powoduje powstanie takiego pola. Gdy w bezpośrednim sąsiedztwie mamy podobną cewkę, również i w niej pojawia się pole magnetyczne, generujące prąd elektryczny. Wystarczy jednak obie cewki od siebie odsunąć, by wydajność tej metody przekazywania energii gwałtownie spadła. Dlatego też wymagany jest obecnie bezpośredni kontakt urządzenia ładującego z ładowanym.
      Witricity radzi sobie z tym problemem dobierając precyzyjnie częstotliwość drgań każdej cewki, dzięki czemu straty są minimalne. Odległość, na jaką można w ten sposób przekazać energię zależy od wielkości cewki. Małe cewki, mieszczące się np. w telefonach komórkowych, pozwolą na efektywne ładowanie ich z odległości kilkunastu centymetrów. Witricity pokazało jednak prototypy pozwalające na przesyłanie energii na odległość około metra. Co prawda można przesyłać też energię za pomocą laserów i mikrofal, jednak po pierwsze oba urządzenia muszą znajdować się wówczas na wprost siebie, a po drugie są do metody niebezpieczne. Możliwe jest także zwiększenie odległości używając dodatkowych cewek pośredniczących. Podczas pokazu urządzonego przez Gilera cewki umieszczono też pod dywanem pomieszczenia, co pozwoliło na ładowanie komputera i zapalanie lampek na większą odległość.
      Witricity opracowało też prototypowy stół ładujący położone na nim urządzenia nawet wówczas, gdy znajdują się w torbie czy pudełku. Stworzyło też prototypową myszkę i klawiaturę ładowaną bezprzewodowo z monitora komputerowego. Firma podpisała wielomilionowy kontrakt z Toyotą na opracowanie systemu do bezprzewodowego ładowania samochodów elektrycznych.
      Witricity to jedna z wielu firm pracujących nad tego typu technologiami. Co więcej powstają nawet pomysły ładowania samochodów elektrycznych będących w ruchu. Utah State University otrzymało federalny grant w wysokości 2,7 miliona dolarów, dzięki któremu na przystankach autobusowych w Utah powstają urządzenia bezprzewodowo ładujące autobusy. Z kolei badacze z Oak Ridge National Laboratory i Stanford University pracują nad systemem cewek wbudowanych w drogi. Zapewniałyby one przejeżdżającemu pojazdowi wystarczająco dużo energii, by mógł dojechać do kolejnego zestawu cewek znajdującego się milę dalej. Umieszczone przy cewkach urządzenie wykrywałoby nadjeżdżający pojazd i rozpoczynało jego ładowanie. Specjaliści oceniają, że każdy z takich zestawów cewek kosztowałby mniej niż milion dolarów.
      Bezprzewodowe ładowanie pojazdów elektrycznych jest niezwykle wygodne. Nie musisz zmagać się z kablami, nie przejmujesz się pogodą, nawet nie musisz pamiętać o tym, by załadować samochód. Myślę, że ten pomysł szybko chwyci - mówi John Miller z Oak Ridge.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Akumulator opracowany przez Nanotek Instruments ma wszelkie szanse stać się przełomowym urządzeniem na rynku pojazdów elektrycznych. Specjaliści zaprojektowali urządzenie przechowujące energie, która jest w stanie bardzo szybko uwięzić dużą liczbę jonów litu pomiędzy elektrodami, których działania wspomagają duże ilości grafenu. Naładowanie takiego akumulatora, który mógłby napędzać samochody elektryczne, może trwać mniej niż minutę. Urządzenie przyda się również np. do przechowywania energii ze źródeł odnawialnych.
      Wynalazcy nazwali je „surface-mediate cells" (SMCs). Już w tej chwili, mimo, że materiały oraz konstrukcja urządzenia nie zostały zoptymalizowane, charakteryzuje się ono osiągami przewyższającymi zarówno konstrukcje litowo-jonowe jak i superkondensatory. Gęstość mocy urządzenia wynosi 100 kW/kg, jest zatem 100-krotnie większa od baterii litowo-jonowych i 10-krotnie przekracza możliwości superkondensatorów. Im większa zaś jest gęstość mocy, tym szybszy transfer energii, a co za tym idzie - tym krótsze czasy ładowania. Ponadto gęstość energii - czyli ilość energii, którą można przechowywać w danej objętości lub masie - sięga 160 Wh/kg. Jest więc porównywalna z gęstością baterii litowo-jonowych i 30 razy większa od gęstości konwencjonalnych superkondensatorów.
      Jeśli porównamy SMC i baterie litowo-jonowe o tej samej wadze, to napędzany nimi samochód elektryczny będzie mógł przejechać mniej więcej taką samą trasę na pojedynczym ładowaniu. Nasze SMCs, podobnie jak współczesne urządzenia litowo-jonowe, mogą być jeszcze ulepszone pod względem gęstości energii. Jednak SMC mogą być ładowane w ciągu minut (prawdopodobnie w mniej niż minutę), a akumulatory litowo-jonowe wymagają godzin ładowania - mówi Bor Z. Jang, współzałożyciel Nanotek Instruments.
      Nanotek i jego firma-córka, Angstron Materials, która współpracowała przy SMC, specjalizują się w badaniach nad nanometeriałami. Angston to największy na świecie producent płytek nanografenowych (NGP).
      Jak widzimy, SMC łączą zalety baterii i superkondensatorów. Te pierwsze charakteryzują się większą gęstością energetyczną, te drugie - większą gęstością mocy. Nanotek i Angstron stworzyły nową architekturę urządzenia do przechowywania energii, która potencjalnie może zrewolucjonizować przemysł samochodowy.
      Kluczem do sukcesu są anoda i katoda wyposażone w olbrzymie powierzchnie grafenowe. Podczas produkcji naukowcy umieścili na anodzie metaliczny lit (w postaci cząsteczek lub folii). W czasie pierwszego rozładowania, dochodzi do jonizacji litu, w wyniku czego pojawia się znacznie większa liczba jonów niż w urządzeniach litowo-jonowych. W czasie pracy urządzenia jony migrują poprzez płynny elektrolit do katody. Z kolei podczas ładowania, olbrzymia liczba jonów litu szybko przechodzi od katody do anody. Dzięki wielkiej powierzchni obu elektrod możliwe jest szybkie przesyłanie dużych ilości jonów. Dzięki temu, że jony litu przemieszczają się pomiędzy porowatymi powierzchniami elektrod udało się wyeliminować czasochłonny proces interkalacji.
      Naukowcy prowadzili badania z różnymi rodzajami grafenu i mówią, że konieczne są dalsze eksperymenty. Chcą teraz przede wszystkim skupić się na zwiększeniu żywotności swojego urządzenia. Dotychczasowe badania wykazały, że może ono zachować 95% pojemności po 1000 cykli ładowania/rozładowania, a nawet po 2000 cykli nie zauważono, by dochodziło do powstawania zmniejszających pojemność akumulatorów kryształów dendrytycznych.
      Nie widzimy żadnych poważniejszych przeszkód, które mogłyby uniemożliwić komercjalizację technologii SMC. Chociaż grafen jest obecnie drogi, to Angstron Materials pracuje nad technologiami umożliwiającymi jego produkcję na skalę przemysłową. Przewidujemy, że w ciągu najbliższych 1-3 lat jego cena dramatycznie spadnie - mówi Jang.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Niemiecki zespół Schluckspecht zaprezentował eksperymentalny pojazd elektryczny, który jest w stanie przejechać 1631 kilometrów na pojedynczym ładowaniu baterii. Samochód Schluckspecht E przebył trasę o takiej długości w ciągu 36 godzin. Łatwo zatem obliczyć, że jego średnia prędkość wynosiła nieco powyżej 45 km/h.
      Niemcy pobili poprzedni rekord wynoszący 1003 kilometry na pojedynczym ładowaniu, który należał do Japońskiego Klubu Miłośników Pojazdów Elektrycznych. Samochód Japończyków nie dość, że przejechał krótszy odcinek, to jego średnia prędkość wynosiła 40 km/h.
×
×
  • Create New...