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

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

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
      Ostatnio często słyszymy o pożarach samochodów elektrycznych. Powstaje wrażenie, jakoby miały one miejsce bardzo często. Czy jednak rzeczywiście pojazdy elektryczne płoną częściej niż samochody spalinowe? Analiza danych z USA przeprowadzona przez porównywarkę ubezpieczeń AutoinsuranceEZ oraz dane Szwedzkiej Agencji Bezpieczeństwa Publicznego pokazują, że samochody elektryczne są bezpieczniejsze pod względem zagrożenia pożarowego od samochodów spalinowych. Największe zaś ryzyko stwarzają hybrydy.
      W ubiegłym roku analitycy z AutoinsuranceEZ przyjrzeli się danym zgromadzonym przez amerykańskie Narodową Radę Bezpieczeństwa Transportu (NTHB), Biuro Statystyk Transportu (BTS) oraz rządowym informacjom nt. samochodów, które sami producenci ściągnęli z rynku z powodu zagrożenia pożarowego. Z analizy wynika, że najbardziej ryzykownym typem pojazdu są hybrydy. Na każdych 100 000 sprzedanych hybryd zanotowano 3474,5 pożarów. Na drugim miejscu uplasowały się samochody spalinowe, z których płonie 1529,9 na 100 tysięcy sprzedanych. Jeśli zaś chodzi o pojazdy elektryczne, to zanotowano 25,1 pożarów na 100 000 sprzedanych.
      Eksperci sprawdzili też, ile pojazdów zostało ściągniętych z rynku z powodu ryzyka pożaru. I tak na przykład w roku 2020 Hyundai poinformował, że 430 000 sztuk spalinowego modelu Elantra jest zagrożonych pożarem. Ryzyko stwarzała instalacja elektryczna. W tym samym roku konieczna była naprawa usterki w 308 000 spalinowych modeli Kia Cadenza i Kia Sportage. Również tutaj problemem była instalacja elektryczna. Z kolei w 95 000 spalinowych Huyndai Genesis zagrożenie pożarowe stwarzał ABS, a producent McLarena Senny i McLarena 720S poinformował o wyciekach paliwa z 2800 samochodów.
      Narażone były też, oczywiście, samochody elektryczne. Pojawiła się konieczność naprawy usterek w 82 000 sztuk Huyndaia Kona i 70 000 Chryslera Pacifica. Tutaj problemem był akumulator. On też stwarza problemy w pojazdach hybrydowych.
      Jak więc wynika z dostępnych danych, w przypadku samochodów elektrycznych i hybrydowych pożary są powodowane przez usterki w akumulatorach, podczas gdy w pojazdach spalinowych przyczyn jest więcej i zagrożenie stanowiły układ elektryczny, wycieki paliwa oraz usterki w ABS.
      Dane z USA znajdują potwierdzenie w informacjach ze Szwecji. Na koniec 2022 roku u naszych północnych sąsiadów po drogach jeździło 610 716 samochodów elektrycznych i hybrydowych oraz 4 396 827 samochodów spalinowych. W tym czasie doszło do 106 pożarów elektrycznych środków transportu. Najczęściej, bo 38 razy, płonęły skutery, zanotowano 23 pożary samochodów osobowych i 20 pożarów rowerów.
      Szwedzi informują, że w ciągu ostatnich trzech lat liczba pożarów samochodów elektrycznych utrzymuje się na stałym poziomie około 20 rocznie, mimo że w tym czasie liczba samochodów tego typu zwiększyła się niemal dwukrotnie. To oznacza, że statystyczne ryzyko pożaru spada. W latach 2018–2020 w Szwecji zanotowano 81 pożarów samochodów elektrycznych. Do 17 doszło w czasie jazdy (zaliczono tutaj pożary w wyniku wypadków drogowych), 18 miało miejsce w trakcie ładowania, a w przypadku 46 nie ustalono w jakich warunkach pożar miał miejsce.
      Jak już wspomnieliśmy, w 2022 roku spłonęły w Szwecji 23 elektryczne i hybrydowe samochody pasażerskie. W tym samym roku całkowita liczba pożarów samochodów pasażerskich w Szwecji to około 3400 rocznie. Biorąc pod uwagę liczbę samochodów różnych typów trzeba stwierdzić, że zapaliło się 0,004% samochodów elektrycznych i hybrydowych oraz 0,09% samochodów spalinowych. Wśród pożarów pojazdów spalinowych układ elektryczny bądź akumulatory były przyczyną 656 pożarów.
      Z dostępnych polskich danych wynika, że w ubiegłym roku doszło w naszym kraju do 10 pożarów samochodów elektrycznych (na 29 780 zarejestrowanych) i 8333 pożarów samochodów spalinowych (na ok. 20 milionów zarejestrowanych). Zatem współczynnik pojazdów, które uległy pożarowi wynosi, odpowiednio, 0,03 i 0,04 procent.
      Głównym problemem związanym z pożarami samochodów elektrycznych, nie jest więc częstotliwość ich występowania, a trudności z ugaszeniem.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Rosnąca popularność samochodów elektrycznych (EV) często postrzegana jako problem dla sieci elektroenergetycznych, które nie są dostosowane do nowego masowego źródła obciążenia. Naukowcy z Uniwersytetu w Lejdzie oraz amerykańskiego Narodowego Laboratorium Energii Odnawialnej podeszli do zagadnienia z innej strony. Z analizy wynika, że w ciągu najbliższych lat EV mogą stać się wielkim magazynem energii ze źródeł odnawialnych, stabilizując energetykę słoneczną i wiatrową.
      Energia z wiatru i słońca to najszybciej rosnące źródła energii. So to jednak źródła niestabilne, nie dostarczają energii gdy wiatr nie wieje, a słońce nie świeci. Z analizy, opublikowanej na łamach Nature Communications, dowiadujemy się, że rolę stabilizatora mogą odegrać samochody elektryczne. Obecnie większość ich właścicieli ładuje samochody w nocy. Autorzy badań uważają, że właściciele takich pojazdów mogliby podpisywać odpowiednie umowy z dostawcami energii. Na jej podstawie dostawca energii sprawowałby kontrolę nad ładowaniem samochodu w taki sposób, by z jednej strony zapewnić w sieci odpowiednią ilość energii, a z drugiej – załadować akumulatory do pełna. Właściciel samochodu otrzymywałby pieniądze za wykorzystanie jego pojazdu w taki sposób, wyjaśnia główny autor badań, Chengjian Xu.
      Co więcej, gdy pojemność akumulatorów zmniejsza się do 70–80 procent pojemności początkowej, zwykle nie nadają się one do zastosowań w transporcie. Jednak nadal przez wiele lat mogą posłużyć do stabilizowania sieci elektroenergetycznych. Dlatego też, jeśli kwestia taka zostanie uregulowana odpowiednimi przepisami, akumulatory takie mogłyby jeszcze długo służyć jako magazyny energii.
      Z wyliczeń holendersko-amerykańskiego zespołu wynika, że do roku 2050 samochody elektryczne oraz zużyte akumulatory mogą stanowić wielki bank energii o pojemności od 32 do 62 TWh. Tymczasem światowe zapotrzebowanie na krótkoterminowe przechowywanie energii będzie wówczas wynosiło od 3,4 do 19,2 TWh. Przeprowadzone analizy wykazały, że wystarczy, by od 12 do 43 procent właścicieli samochodów elektrycznych podpisało odpowiednie umowy z dostawcami energii, a świat zyska wystarczające możliwości przechowywania energii. Jeśli zaś udałoby się wykorzystać w roli magazynu energii połowę zużytych akumulatorów, to wystarczy, by mniej niż 10% kierowców podpisało umowy z dostawcami energii.
      Już w roku 2030 w wielu regionach świata EV i zużyte akumulatory mogą zaspokoić popyt na krótkoterminowe przechowywanie energii.
      Oczywiście wiele tutaj zależy od uregulowań prawnych oraz od tempa popularyzacji samochodów elektrycznych w różnych regionach świata. Autorzy badań zauważają też, że wielką niewiadomą jest tempo degradacji akumulatorów przyszłości, które będzie zależało m.in. od postępu technologicznego, czy też tempo rozwoju systemów zarządzania energią. Nie wiadomo także, czy nie zajdą radykalne zmiany w samym systemie transportowym. Nie można wykluczyć np. zmiany przyzwyczajeń i rozpowszechnienia się komunikacji zbiorowej czy systemów wspólnego użytkowania pojazdów, na dostępność samochodów i akumulatorów może też wpłynąć rozpowszechnienie się pojazdów autonomicznych.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Prezydent Biden zatwierdził przeznaczenie 900 milionów dolarów na budowę stacji ładowania samochodów elektrycznych. Podczas North American International Auto Show w Detroit prezydent stwierdził, że niezależnie od tego czy będziecie jechali wybrzeżem autostradą I-10 [prowadzi z Kalifornii na Florydę - red.] czy I-75 [wiedzie z Michigan na Florydę] stacje do ładowania będą wszędzie i można je będzie znaleźć równie łatwo jak stacje benzynowe.
      Wspomniane 900 milionów USD będą pochodziły z zatwierdzonego w ubiegłym roku planu infrastrukturalnego na który przewidziano bilion dolarów, z czego 550 miliardów na transport czy internet szerokopasmowy i infrastrukturę taką jak np. sieci wodociągowe.
      W 2020 roku amerykański transport odpowiadał za 27% amerykańskiej emisji gazów cieplarnianych. To najwięcej ze wszystkich działów gospodarki. Władze Stanów Zjednoczonych chcą, by do roku 2030 samochody elektryczne stanowiły połowę całej sprzedaży pojazdów w USA. Poszczególne stany podejmują własne, bardziej ambitne inicjatywy. Na przykład Kalifornia przyjęła przepisy zgodnie z którymi od 2035 roku zakaże sprzedaży samochodów z silnikami benzynowymi.
      Obecnie pojazdy elektryczne stanowią jedynie 6% sprzedaży samochodów w USA. Jedną z najważniejszych przyczyn, dla których Amerykanie nie chcą kupować pojazdów z silnikiem elektrycznym jest obawa o łatwy dostęp do punktów ładowania. Obecnie w całym kraju takich punktów jest poniżej 47 000. Biden chce, by do roku 2030 ich liczba wzrosła do 500 000.
      W dokumencie zatwierdzającym wspomniane 900 milionów USD znalazła się też propozycja, by narzucić stanom obowiązek zakładania stacji ładowania pojazdów elektrycznych do 50 mil na głównych drogach stanowych i autostradach. Stany o dużym odsetku społeczności wiejskich już wyraziły obawę, że z takim obowiązkiem sobie nie poradzą. Dlatego też dla takich stanów oraz na potrzeby centrów miejskich i ubogich społeczności przygotowano program grantowy o łącznej wartości 2,5 miliarda USD.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W końcu pojawiła się szansa na rynkowy debiut akumulatorów litowo siarkowych – urządzeń lżejszych, tańszych, bardziej pojemnych i przyjaznych środowisku niż powszechnie stosowane akumulatory litowo-jonowe. Naukowcy z Monash University i CSIRO poinformowali, że wprowadzenie do katody (elektrody dodatniej) związku glukozy pozwoliło ustabilizować akumulator litowo-siarkowy. Akumulatory takie są od dawna postrzegane jako następcy technologii litowo-jonowej.
      W ciągu mniej niż dekady technologia ta może doprowadzić do pojawienia się samochodów elektrycznych – w tym autobusów i ciężarówek – które na pojedynczym ładowaniu pokonają trasą pomiędzy Melbourne a Sydney [ok. 900 km – red.]. Może też pozwolić na upowszechnienie się dronów rolniczych, w których niska waga odgrywa zasadniczą rolę, mówi główny autor badań profesor Mainak Majumder.
      Akumulatory litowo-siarkowe mogą przechowywać od 2 do 5 razy więcej energii na daną jednostkę wagi niż akumulatory litowo-jonowe. Problem jednak w tym, że elektrody akumulatorów litowo-siarkowych ulegają szybkiemu zużyciu. Dzieje się tak z dwóch powodów. Siarkowa katoda ulega podczas pracy dużym zmianom objętości, co ją osłabia i powoduje, że staje się niedostępna dla jonów litu. Z kolei litowa anoda ulega zanieczyszczeniu związkami siarki.
      W ubiegłym roku naukowcy z Monash wykazali że są w stanie uczynić katodę bardziej dostępną dla jonów litu. Teraz zaś dowiedli, że dodając cukier do katody są w stanie ustabilizować siarkę, przez co zapobiegają jej odkładaniu się na litowej anodzie.
      Testy wykazały, że taki akumulator z dodatkiem cukru wytrzymuje co najmniej 1000 cykli ładowania-rozładowywania i wciąż zachowuje pojemność większą od akumulatora litowo-jonowego. To daje nadzieję, że akumulatory litowo-siarkowe będą mogły zastąpić ciężkie i kosztowne akumulatory litowo-jonowe.
      Co ciekawe, badaczy do dodania cukru do katody zainspirował artykuł z dziedziny... geochemii z 1988 roku, którego autorzy opisywali, jak bazujące na cukrach substancje, łącząc się ze związkami siarki, zyskują odporność na degradację w osadach geologicznych.
      Rozwiązaliśmy wiele problemów znajdujących się po stronie katody. Wciąż jednak konieczne są innowacje, za pomocą których lepiej ochronimy anodę i umożliwimy szerokie rozpowszechnienie się akumulatorów litowo-siarkowych. To rewolucja, która czeka tuż za rogiem, mówi współautorka badań, doktor Mahdokht Shaibani.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...