แบตเตอรี่สำหรับรถยนต์ไฮบริดและไฟฟ้า

ในบทความที่แล้ว เราได้พูดถึงแบตเตอรี่ว่าเป็นแหล่งไฟฟ้า ซึ่งจำเป็นต่อการสตาร์ทรถเป็นหลัก รวมถึงการใช้งานอุปกรณ์ไฟฟ้าในระยะเวลาอันสั้น อย่างไรก็ตาม มีข้อกำหนดที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงเกี่ยวกับคุณสมบัติของแบตเตอรี่ที่ใช้ในการขับเคลื่อนอุปกรณ์เคลื่อนที่ขนาดใหญ่ ในกรณีของเรา รถยนต์ไฮบริดและรถยนต์ไฟฟ้า ต้องใช้พลังงานสะสมจำนวนมากในการจ่ายไฟให้กับรถยนต์และต้องเก็บไว้ที่ไหนสักแห่ง ในรถคลาสสิกที่มีเครื่องยนต์สันดาปภายในนั้นจะถูกเก็บไว้ในถังในรูปแบบของน้ำมันเบนซิน ดีเซล หรือแอลพีจี ในกรณีของรถยนต์ไฟฟ้าหรือรถยนต์ไฮบริด จะถูกเก็บไว้ในแบตเตอรี่ ซึ่งสามารถอธิบายได้ว่าเป็นปัญหาหลักของรถยนต์ไฟฟ้า

ตัวสะสมในปัจจุบันสามารถเก็บพลังงานได้เพียงเล็กน้อย ในขณะที่ค่อนข้างเทอะทะ หนัก และในขณะเดียวกันก็ต้องใช้เวลาหลายชั่วโมงในการชาร์จพลังงานให้เต็ม (ปกติ 8 หรือมากกว่า) ในทางตรงกันข้าม ยานพาหนะทั่วไปที่มีเครื่องยนต์สันดาปภายในสามารถเก็บพลังงานได้มากเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ในกรณีขนาดเล็ก โดยใช้เวลาชาร์จเพียงนาทีหรือสองนาที น่าเสียดายที่ปัญหาในการจัดเก็บไฟฟ้าได้ก่อให้เกิดความทุกข์ทรมานกับรถยนต์ไฟฟ้าตั้งแต่เริ่มก่อตั้ง และถึงแม้จะมีความก้าวหน้าที่ปฏิเสธไม่ได้ ความหนาแน่นของพลังงานที่จำเป็นสำหรับการขับเคลื่อนรถยนต์ก็ยังต่ำมาก ในบรรทัดต่อไปนี้ อีเมลบันทึก เราจะหารือเกี่ยวกับพลังงานในรายละเอียดเพิ่มเติมและพยายามทำให้ความเป็นจริงของรถยนต์ใกล้ชิดยิ่งขึ้นด้วยไดรฟ์ไฟฟ้าหรือไฮบริดบริสุทธิ์ มีตำนานมากมายเกี่ยวกับ "รถยนต์อิเล็กทรอนิกส์" เหล่านี้ จึงไม่เสียหายที่จะพิจารณาข้อดีหรือข้อเสียของไดรฟ์ดังกล่าวให้ละเอียดยิ่งขึ้น

น่าเสียดายที่ตัวเลขที่กำหนดโดยผู้ผลิตยังเป็นที่น่าสงสัยและค่อนข้างเป็นทฤษฎี ตัวอย่างเช่น Kia Venga มีมอเตอร์ไฟฟ้าที่มีกำลัง 80 กิโลวัตต์และแรงบิด 280 นิวตันเมตร ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีความจุ 24 kWh ช่วงโดยประมาณของ Kia Vengy EV ตามผู้ผลิตคือ 180 กม. ความจุของแบตเตอรี่บอกเราว่า เมื่อชาร์จเต็มแล้ว จะสามารถให้กำลังเครื่องยนต์ 24 กิโลวัตต์ หรือป้อนพลังงาน 48 กิโลวัตต์ในครึ่งชั่วโมง เป็นต้น การคำนวณใหม่ง่ายๆ และเราจะไม่สามารถขับได้ 180 กม. . หากเราต้องการคิดเกี่ยวกับช่วงดังกล่าวเราจะต้องขับรถโดยเฉลี่ย 60 กม. / ชม. เป็นเวลาประมาณ 3 ชั่วโมงและกำลังเครื่องยนต์จะเป็นเพียงหนึ่งในสิบของค่าเล็กน้อยนั่นคือ 8 กิโลวัตต์ กล่าวอีกนัยหนึ่งด้วยการขี่อย่างระมัดระวัง (ระมัดระวัง) ซึ่งคุณเกือบจะต้องใช้เบรกในการทำงานอย่างแน่นอน การขับขี่ดังกล่าวเป็นไปได้ในทางทฤษฎี แน่นอนเราไม่พิจารณาการรวมอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ ทุกคนสามารถจินตนาการได้ว่าการปฏิเสธตัวเองเป็นอย่างไรเมื่อเทียบกับรถคลาสสิก ในเวลาเดียวกัน คุณเทน้ำมันดีเซล 40 ลิตรลงใน Venga คลาสสิกและขับได้หลายร้อยกิโลเมตรโดยไม่มีข้อจำกัด ทำไมถึงเป็นเช่นนั้น? มาลองเปรียบเทียบพลังงานนี้กับน้ำหนักที่รถคลาสสิกสามารถบรรจุในถังน้ำมันได้ และแบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้าสามารถบรรจุได้เท่าไร - อ่านเพิ่มเติมที่นี่ HERE

ข้อเท็จจริงบางประการจากเคมีและฟิสิกส์

• ค่าความร้อนของน้ำมันเบนซิน: 42,7 MJ / kg
• ค่าความร้อนของน้ำมันดีเซล: 41,9 MJ / kg,
• ความหนาแน่นของน้ำมันเบนซิน: 725 กก. / ลบ.ม.
• ความหนาแน่นของน้ำมัน: 840 กก. / ลบ.ม.
• จูล (J) = [กก. * m2 / s2],
• วัตต์ (W) = [J / s],
• 1 MJ = 0,2778 กิโลวัตต์ชั่วโมง

พลังงานคือความสามารถในการทำงาน วัดเป็นจูล (J) กิโลวัตต์ชั่วโมง (kWh) งาน (เชิงกล) แสดงออกโดยการเปลี่ยนแปลงของพลังงานในระหว่างการเคลื่อนไหวของร่างกาย มีหน่วยเดียวกับพลังงาน กำลังแสดงปริมาณงานที่ทำต่อหน่วยเวลา หน่วยฐานคือวัตต์ (W)

พลังงานจำเพาะของแหล่งพลังงาน

แหล่งพลังงาน	ค่าความร้อน / ความหนาแน่นกิโลกรัม	ค่าความร้อน / l พลังงาน / l	พลังงาน / กก
น้ำมันเบนซิน	42,7 MJ / กก. 725 กก. / ลบ.ม.	30,96 MJ / l 8,60 kWh / l	11,86 kWh / kg
น้ำมัน	41,9 MJ / กก. 840 กก. / ลบ.ม.	35,20 MJ / l 9,78 kWh / l	11,64 kWh / kg
แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (Audi R8 e-tron)	42 กิโลวัตต์ชั่วโมง 470 กก.		0,0893 kWh / kg

จากข้อมูลข้างต้น เห็นได้ชัดว่าน้ำมันเบนซินให้พลังงาน 42,7 กิโลวัตต์ต่อชั่วโมงต่อลิตรหรือ 725 กิโลวัตต์ต่อชั่วโมงต่อกิโลกรัมหรือ 3 กิโลวัตต์ต่อชั่วโมงต่อลิตรหรือ 8,60 กิโลวัตต์ต่อชั่วโมง หากเราสร้างแบตเตอรี่ปัจจุบันที่ติดตั้งในรถยนต์ไฟฟ้า เช่น ลิเธียมไอออน ความจุของแบตเตอรี่จะน้อยกว่า 11,86 kWh ต่อกิโลกรัม (เพื่อความง่าย เราจะพิจารณา 0,1 kWh) เชื้อเพลิงทั่วไปให้พลังงานมากกว่า 0,1 เท่าสำหรับน้ำหนักเท่าเดิม คุณจะเข้าใจว่านี่เป็นความแตกต่างอย่างมาก หากเราแบ่งมันออกเป็นชิ้นเล็ก ๆ เช่น Chevrolet Cruze ที่มีแบตเตอรี่ 31 kWh จะมีพลังงานที่สามารถบรรจุในน้ำมันเบนซินน้อยกว่า 2,6 กก. หรือน้ำมันเบนซินประมาณ 3,5 ลิตรหากคุณต้องการ

คุณสามารถบอกได้ว่าเป็นไปได้อย่างไรที่รถยนต์ไฟฟ้าจะสตาร์ท และไม่ใช่ว่าจะมีพลังงานมากกว่า 100 กม. เหตุผลง่ายๆ มอเตอร์ไฟฟ้ามีประสิทธิภาพมากขึ้นในแง่ของการแปลงพลังงานสะสมเป็นพลังงานกล โดยปกติควรจะมีประสิทธิภาพ 90% ในขณะที่ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์สันดาปภายในอยู่ที่ประมาณ 30% สำหรับเครื่องยนต์เบนซินและ 35% สำหรับเครื่องยนต์ดีเซล ดังนั้นเพื่อให้มีพลังงานเท่ากันกับมอเตอร์ไฟฟ้า พลังงานสำรองที่ต่ำกว่ามากก็เพียงพอแล้ว

ใช้งานง่ายของไดรฟ์แต่ละตัว

หลังจากประเมินการคำนวณอย่างง่ายแล้ว จะถือว่าเราสามารถได้รับพลังงานกลประมาณ 2,58 กิโลวัตต์ชั่วโมงจากน้ำมันเบนซินหนึ่งลิตร 3,42 กิโลวัตต์ชั่วโมงจากน้ำมันดีเซลหนึ่งลิตร และ 0,09 กิโลวัตต์ชั่วโมงจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนหนึ่งกิโลกรัม ดังนั้นความแตกต่างจึงไม่เกินร้อยเท่า แต่ประมาณสามสิบเท่าเท่านั้น นี่คือเบอร์ที่ดีที่สุดแต่ก็ยังไม่ใช่สีชมพูจริงๆ ตัวอย่างเช่น พิจารณา Audi R8 สไตล์สปอร์ต แบตเตอรี่ที่ชาร์จเต็มแล้วมีน้ำหนัก 470 กก. มีพลังงานเทียบเท่าน้ำมันเบนซิน 16,3 ลิตรหรือน้ำมันดีเซลเพียง 12,3 ลิตร หรือถ้าเรามี Audi A4 3,0 TDI ที่มีความจุถังน้ำมันดีเซล 62 ลิตร และเราต้องการให้มีช่วงเดียวกันในการขับเคลื่อนด้วยแบตเตอรี่ล้วน เราจะต้องใช้แบตเตอรี่ประมาณ 2350 กก. จนถึงตอนนี้ ข้อเท็จจริงนี้ไม่ได้ทำให้รถยนต์ไฟฟ้ามีอนาคตที่สดใสมากนัก อย่างไรก็ตาม ไม่จำเป็นต้องโยนปืนลูกซองใส่ข้าวไรย์ เนื่องจากแรงกดดันในการพัฒนา "รถอีคาร์" ดังกล่าวจะถูกดึงออกไปโดยล็อบบี้สีเขียวที่โหดเหี้ยม ดังนั้นไม่ว่าผู้ผลิตรถยนต์จะชอบหรือไม่ก็ตาม พวกเขาต้องผลิตสิ่งที่ "เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม" " “. สิ่งทดแทนที่ชัดเจนสำหรับไดรฟ์ไฟฟ้าล้วนคือไฮบริดที่เรียกว่าซึ่งรวมเครื่องยนต์สันดาปภายในเข้ากับมอเตอร์ไฟฟ้า ปัจจุบันที่รู้จักกันดีที่สุดคือ Toyota Prius (Auris HSD พร้อมเทคโนโลยีไฮบริดเดียวกัน) หรือ Honda Inside อย่างไรก็ตาม ระยะไฟฟ้าล้วน ๆ ของพวกเขายังคงน่าหัวเราะ ในกรณีแรกประมาณ 2 กม. (ใน Plug In เวอร์ชันล่าสุดจะเพิ่ม "เป็น" 20 กม.) และในกรณีที่สอง Honda ไม่แม้แต่จะชนกับไดรฟ์ไฟฟ้าล้วน จนถึงตอนนี้ ประสิทธิผลที่เกิดขึ้นในทางปฏิบัตินั้นไม่ได้น่าอัศจรรย์อย่างที่โฆษณาจำนวนมากแนะนำ ความเป็นจริงได้แสดงให้เห็นว่าพวกเขาสามารถระบายสีด้วยการเคลื่อนไหวสีน้ำเงิน (ประหยัด) ส่วนใหญ่ด้วยเทคโนโลยีทั่วไป ข้อดีของโรงไฟฟ้าแบบไฮบริดอยู่ที่การประหยัดเชื้อเพลิงเป็นหลักเมื่อขับขี่ในเมือง ออดี้กล่าวเมื่อเร็ว ๆ นี้ว่าในปัจจุบันมีความจำเป็นเพียงเพื่อลดน้ำหนักตัวเพื่อให้บรรลุผลประหยัดเชื้อเพลิงโดยเฉลี่ยเท่ากับที่บางยี่ห้อทำได้โดยการติดตั้งระบบไฮบริดในรถยนต์ รถยนต์รุ่นใหม่บางรุ่นยังพิสูจน์ได้ว่านี่ไม่ใช่เสียงกรีดร้องในความมืด ตัวอย่างเช่น Volkswagen Golf เจนเนอเรชั่นที่ 1 ที่เพิ่งเปิดตัวใช้ส่วนประกอบที่เบากว่าในการเรียนรู้ และในทางปฏิบัติจริง ๆ แล้วใช้เชื้อเพลิงน้อยกว่าเมื่อก่อน Mazda ผู้ผลิตรถยนต์สัญชาติญี่ปุ่นมีแนวทางเดียวกัน แม้จะมีการอ้างสิทธิ์เหล่านี้ การพัฒนาไดรฟ์ไฮบริด "ระยะไกล" ยังคงดำเนินต่อไป ตัวอย่างเช่นฉันจะพูดถึง Opel Ampera และแบบจำลองจาก Audi AXNUMX e-tron ที่ขัดแย้งกัน

ใช้งานง่ายของไดรฟ์แต่ละตัว

แหล่งพลังงาน	ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์	พลังงานที่มีประสิทธิภาพ / l	พลังงานที่มีประสิทธิภาพ / kg
น้ำมันเบนซิน	0,30	2,58 kWh / l	3,56 kWh / kg
น้ำมัน	0,35	3,42 kWh / l	4,07 kWh / kg
แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน	0,90	-	ตกลง. 0,1 kWh / กก.

วอกซ์ฮอลล์ แอมเพอรา

แม้ว่า Opel Ampera มักถูกนำเสนอเป็นรถยนต์ไฟฟ้า แต่จริงๆ แล้วเป็นรถยนต์ไฮบริด นอกจากมอเตอร์ไฟฟ้าแล้ว แอมแปร์ยังใช้เครื่องยนต์สันดาปภายในขนาด 1,4 ลิตร 63 กิโลวัตต์อีกด้วย อย่างไรก็ตาม เครื่องยนต์เบนซินนี้ไม่ได้ขับเคลื่อนล้อโดยตรง แต่จะทำหน้าที่เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในกรณีที่ไฟฟ้าแบตเตอรีหมด พลังงาน. ชิ้นส่วนไฟฟ้าแสดงด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าที่มีกำลัง 111 กิโลวัตต์ (150 แรงม้า) และแรงบิด 370 นิวตันเมตร แหล่งจ่ายไฟนี้ขับเคลื่อนโดยเซลล์ลิเธียมรูปตัว T จำนวน 220 เซลล์ มีกำลังรวม 16 kWh และหนัก 180 กก. รถยนต์ไฟฟ้าคันนี้สามารถเดินทางได้ 40-80 กม. ด้วยไดรฟ์ไฟฟ้าล้วนๆ ระยะทางนี้มักจะเพียงพอสำหรับการขับขี่ในเมืองตลอดทั้งวันและลดต้นทุนการดำเนินงานได้อย่างมาก เนื่องจากการจราจรในเมืองต้องใช้เชื้อเพลิงอย่างมากในกรณีของเครื่องยนต์สันดาป แบตเตอรี่สามารถชาร์จใหม่ได้จากเต้ารับมาตรฐาน และเมื่อรวมกับเครื่องยนต์สันดาปภายใน ระยะของ Ampera จะขยายไปถึงห้าร้อยกิโลเมตรที่น่านับถือ

ออดี้ อี อิเล็กตรอน A1

Audi ซึ่งชอบไดรฟ์แบบคลาสสิกที่มีเทคโนโลยีขั้นสูงมากกว่าไดรฟ์ไฮบริดที่มีความต้องการทางเทคนิคสูง ได้เปิดตัวรถยนต์ไฮบริด A1 e-tron ที่น่าสนใจเมื่อสองปีที่แล้ว แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนความจุ 12 กิโลวัตต์ชั่วโมงและน้ำหนัก 150 กก. ถูกชาร์จโดยเครื่องยนต์ Wankel ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใช้พลังงานในรูปของน้ำมันเบนซินที่เก็บไว้ในถังขนาด 254 ลิตร เครื่องยนต์มีปริมาตร 15 ลูกบาศก์เมตร ซม. และให้กำลังไฟฟ้า 45 กิโลวัตต์/ชม. พลังงาน. มอเตอร์ไฟฟ้ามีกำลัง 75 กิโลวัตต์และสามารถผลิตพลังงานได้ถึง 0 กิโลวัตต์ในเวลาอันสั้น การเร่งความเร็วจาก 100 ถึง 10 ประมาณ 130 วินาทีและความเร็วสูงสุดประมาณ 50 กม. / ชม. รถสามารถเดินทางได้ประมาณ 12 กม. รอบเมืองด้วยไดรฟ์ไฟฟ้าล้วน หลังจากหมดอี พลังงานจะถูกเปิดใช้งานอย่างระมัดระวังโดยเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบโรตารี่และชาร์จไฟฟ้าใหม่ พลังงานสำหรับแบตเตอรี่ ระยะรวมของแบตเตอรี่ที่ชาร์จเต็มและน้ำมัน 250 ลิตรอยู่ที่ประมาณ 1,9 กม. โดยมีอัตราสิ้นเปลืองเฉลี่ย 100 ลิตรต่อ 1450 กม. น้ำหนักขณะใช้งานของรถคือ 12 กก. มาดูการแปลงอย่างง่ายเพื่อดูการเปรียบเทียบโดยตรงว่าพลังงานที่ซ่อนอยู่ในถังขนาด 30 ลิตรมีเท่าใด สมมติว่าเครื่องยนต์ Wankel สมัยใหม่มีประสิทธิภาพ 70% จากนั้น 9 กก. รวมกับน้ำมันเบนซิน 12 กก. (31 ลิตร) เทียบเท่ากับ 79 กิโลวัตต์ชั่วโมงของพลังงานที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่ เครื่องยนต์และถังน้ำมัน 387,5 กก. = แบตเตอรี่ 1 กก. (คำนวณในน้ำหนัก Audi A9 e-Tron) หากเราต้องการเพิ่มถังเชื้อเพลิงเป็น 62 ลิตร เราก็มีพลังงาน XNUMX กิโลวัตต์ชั่วโมงสำหรับจ่ายไฟให้รถแล้ว ดังนั้นเราจึงสามารถดำเนินการต่อได้ แต่เขาต้องมีอย่างใดอย่างหนึ่ง มันจะไม่ใช่รถ "สีเขียว" อีกต่อไป ดังนั้นแม้ที่นี่จะเห็นได้อย่างชัดเจนว่าไดรฟ์ไฟฟ้าถูกจำกัดอย่างมากโดยความหนาแน่นพลังงานของพลังงานที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่

โดยเฉพาะอย่างยิ่งราคาที่สูงขึ้นรวมถึงน้ำหนักที่สูงทำให้ไดรฟ์ไฮบริดใน Audi ค่อยๆจางหายไปในพื้นหลัง อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ได้หมายความว่าการพัฒนารถยนต์ไฮบริดและรถยนต์ไฟฟ้าของ Audi ได้ลดค่าลงทั้งหมด ข้อมูลเกี่ยวกับรุ่นใหม่ของรุ่น A1 e-tron ปรากฏขึ้นเมื่อไม่นานมานี้ เครื่องยนต์โรตารี/เจนเนอเรเตอร์ถูกแทนที่ด้วยเครื่องยนต์เทอร์โบชาร์จสามสูบ 1,5 กิโลวัตต์ 94 ลิตร การใช้หน่วยสันดาปภายในแบบคลาสสิกถูกบังคับโดย Audi สาเหตุหลักมาจากปัญหาที่เกี่ยวข้องกับระบบส่งกำลังนี้ และเครื่องยนต์สามสูบรุ่นใหม่ได้รับการออกแบบมาไม่เพียงแต่เพื่อชาร์จแบตเตอรี่เท่านั้น แต่ยังทำงานโดยตรงกับล้อขับเคลื่อนอีกด้วย แบตเตอรี่ Sanyo มีเอาต์พุตเท่ากันที่ 12kWh และระยะของไดรฟ์ไฟฟ้าล้วนเพิ่มขึ้นเล็กน้อยเป็นประมาณ 80 กม. Audi กล่าวว่า A1 e-tron ที่อัพเกรดแล้วควรเฉลี่ย 100 ลิตรต่อร้อยกิโลเมตร น่าเสียดายที่ค่าใช้จ่ายนี้มีอุปสรรค์อย่างหนึ่ง สำหรับรถยนต์ไฮบริดที่มีช่วงไฟฟ้าบริสุทธิ์ที่ขยาย ไดรฟ์ใช้เทคนิคที่น่าสนใจในการคำนวณอัตราการไหลสุดท้าย การบริโภคที่เรียกว่าถูกละเว้น เติมน้ำมันจาก เครือข่ายการชาร์จแบตเตอรี่รวมถึงการบริโภคขั้นสุดท้าย l / 20 กม. จะพิจารณาเฉพาะการใช้น้ำมันในช่วง 5 กม. ของการขับขี่เมื่อมีไฟฟ้า ชาร์จแบตเตอรี่ ด้วยการคำนวณง่ายๆ เราสามารถคำนวณสิ่งนี้ได้หากแบตเตอรี่ถูกคายประจุอย่างเหมาะสม เราขับรถหลังจากไฟดับ พลังงานจากแบตเตอรี่น้ำมันเบนซินล้วน ๆ ส่งผลให้การบริโภคเพิ่มขึ้นห้าเท่า นั่นคือ น้ำมันเบนซิน 100 ลิตรต่อ XNUMX กม.

ออดี้ A1 e-tron II รุ่น

ปัญหาการจัดเก็บไฟฟ้า

ปัญหาของการจัดเก็บพลังงานนั้นเก่าแก่พอ ๆ กับวิศวกรรมไฟฟ้า แหล่งกำเนิดไฟฟ้าในยุคแรกคือเซลล์กัลวานิก หลังจากเวลาสั้น ๆ ความเป็นไปได้ของกระบวนการย้อนกลับของการสะสมไฟฟ้าในเซลล์ทุติยภูมิไฟฟ้า - แบตเตอรี่ถูกค้นพบ แบตเตอรี่ที่ใช้ครั้งแรกคือแบตเตอรี่ตะกั่ว หลังจากนั้นไม่นานก็เป็นนิกเกิล-เหล็กและหลังจากนั้นก็เปลี่ยนเป็นนิกเกิล-แคดเมียมเล็กน้อย และการใช้งานจริงนั้นกินเวลานานกว่าร้อยปี ควรเพิ่มเติมว่าแม้จะมีการวิจัยทั่วโลกอย่างเข้มข้นในด้านนี้ แต่การออกแบบขั้นพื้นฐานของพวกเขาก็ไม่ได้เปลี่ยนแปลงมากนัก การใช้เทคโนโลยีการผลิตใหม่ การปรับปรุงคุณสมบัติของวัสดุพื้นฐาน และการใช้วัสดุใหม่สำหรับตัวแยกเซลล์และภาชนะ ทำให้สามารถลดความถ่วงจำเพาะลงเล็กน้อย ลดการปลดปล่อยตัวเองของเซลล์ และเพิ่มความสะดวกสบายและความปลอดภัยของผู้ปฏิบัติงาน แต่นั่นก็เกี่ยวกับมัน ข้อเสียเปรียบที่สำคัญที่สุดคือ อัตราส่วนของปริมาณพลังงานที่เก็บไว้กับน้ำหนักและปริมาตรของแบตเตอรี่ยังคงอยู่ ดังนั้น แบตเตอรี่เหล่านี้จึงถูกใช้เป็นหลักในการใช้งานแบบคงที่ (แหล่งจ่ายไฟสำรองในกรณีที่แหล่งจ่ายไฟหลักล้มเหลว เป็นต้น) แบตเตอรี่ถูกใช้เป็นแหล่งพลังงานสำหรับระบบลากจูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งบนรางรถไฟ (รถเข็นขนส่ง) โดยที่น้ำหนักที่มากและขนาดที่สำคัญก็ไม่รบกวนมากเกินไป

ความคืบหน้าการจัดเก็บพลังงาน

อย่างไรก็ตาม ความจำเป็นในการพัฒนาเซลล์ที่มีความจุและขนาดน้อยในหน่วยแอมแปร์ชั่วโมงเพิ่มขึ้น ดังนั้น เซลล์ปฐมภูมิที่เป็นด่างและรุ่นปิดผนึกของนิกเกิลแคดเมียม (NiCd) และแบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ (NiMH) จึงถูกสร้างขึ้น สำหรับการห่อหุ้มเซลล์ รูปร่างและขนาดปลอกที่เหมือนกันถูกเลือกสำหรับเซลล์ซิงค์คลอไรด์ปฐมภูมิแบบธรรมดาจนถึงตอนนี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พารามิเตอร์ที่ได้รับของแบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ทำให้สามารถใช้งานได้ โดยเฉพาะในโทรศัพท์มือถือ แล็ปท็อป ไดรฟ์แบบแมนนวลของเครื่องมือ ฯลฯ เทคโนโลยีการผลิตของเซลล์เหล่านี้แตกต่างจากเทคโนโลยีที่ใช้สำหรับเซลล์ที่มี ความจุสูงในหน่วยแอมแปร์-ชั่วโมง การจัดเรียงแผ่นลามิเนตของระบบอิเล็กโทรดเซลล์ขนาดใหญ่ถูกแทนที่ด้วยเทคโนโลยีการแปลงระบบอิเล็กโทรด รวมถึงตัวคั่น ให้เป็นขดลวดทรงกระบอก ซึ่งสอดและสัมผัสกับเซลล์รูปทรงปกติในขนาด AAA, AA, C และ D ทวีคูณของขนาดของพวกเขา สำหรับการใช้งานพิเศษบางอย่าง จะมีการผลิตเซลล์แบนพิเศษ

ข้อได้เปรียบของเซลล์สุญญากาศที่มีอิเล็กโทรดแบบเกลียวคือความสามารถในการชาร์จและคายประจุด้วยกระแสสูงและอัตราส่วนของความหนาแน่นของพลังงานสัมพัทธ์ต่อน้ำหนักและปริมาตรของเซลล์ที่สูงกว่าการออกแบบเซลล์ขนาดใหญ่แบบคลาสสิกหลายเท่า ข้อเสียคือการปลดปล่อยตัวเองมากขึ้นและรอบการทำงานน้อยลง ความจุสูงสุดของเซลล์ NiMH เดียวคือประมาณ 10 Ah แต่เช่นเดียวกับกระบอกสูบที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่าอื่นๆ พวกมันไม่อนุญาตให้ชาร์จกระแสสูงเกินไปเนื่องจากปัญหาการกระจายความร้อน ซึ่งช่วยลดการใช้งานในรถยนต์ไฟฟ้าได้อย่างมาก ดังนั้นแหล่งที่มานี้จึงใช้เป็นแบตเตอรี่เสริมในระบบไฮบริดเท่านั้น (Toyota Prius 1,3 .XNUMX กิโลวัตต์ชั่วโมง)

ความก้าวหน้าที่สำคัญในด้านการจัดเก็บพลังงานคือการพัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียมที่ปลอดภัย ลิเธียมเป็นธาตุที่มีค่าศักย์ไฟฟ้าเคมีสูง แต่ก็มีปฏิกิริยาสูงในแง่ออกซิเดชัน ซึ่งทำให้เกิดปัญหาเมื่อใช้โลหะลิเธียมในทางปฏิบัติ เมื่อลิเธียมสัมผัสกับออกซิเจนในชั้นบรรยากาศ การเผาไหม้จะเกิดขึ้น ซึ่งขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของสภาพแวดล้อม ซึ่งอาจมีลักษณะของการระเบิดได้ คุณสมบัติที่ไม่พึงประสงค์นี้สามารถกำจัดได้โดยการปกป้องพื้นผิวอย่างระมัดระวัง หรือโดยการใช้สารประกอบลิเธียมที่มีการใช้งานน้อย ปัจจุบัน แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนและลิเธียมโพลิเมอร์ที่พบมากที่สุดมีความจุ 2 ถึง 4 Ah ในหน่วยแอมแปร์-ชั่วโมง การใช้งานคล้ายกับ NiMh และที่แรงดันดิสชาร์จเฉลี่ย 3,2 V จะมีพลังงาน 6 ถึง 13 Wh เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ แบตเตอรี่ลิเธียมสามารถเก็บพลังงานได้มากกว่าสองถึงสี่เท่าสำหรับปริมาณที่เท่ากัน แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (โพลิเมอร์) มีอิเล็กโทรไลต์ในรูปแบบเจลหรือของแข็ง และสามารถผลิตเป็นเซลล์แบนที่บางเพียงไม่กี่สิบมิลลิเมตรในรูปทรงต่างๆ เพื่อให้เหมาะกับความต้องการในการใช้งานนั้นๆ

ระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าในรถยนต์นั่งส่วนบุคคลสามารถประกอบเป็นรถหลักและเพียงคันเดียว (รถยนต์ไฟฟ้า) หรือรวมกันได้ โดยที่ระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าสามารถเป็นทั้งแหล่งแรงฉุดหลักและเสริม (ระบบขับเคลื่อนไฮบริด) ขึ้นอยู่กับรุ่นที่ใช้ ข้อกำหนดด้านพลังงานสำหรับการทำงานของรถยนต์และดังนั้นความจุของแบตเตอรี่จึงแตกต่างกันไป ในรถยนต์ไฟฟ้า ความจุของแบตเตอรี่อยู่ระหว่าง 25 ถึง 50 กิโลวัตต์ชั่วโมง และสำหรับไดรฟ์แบบไฮบริด ความจุของแบตเตอรี่จะต่ำกว่าโดยธรรมชาติและอยู่ระหว่าง 1 ถึง 10 กิโลวัตต์ชั่วโมง จากค่าที่กำหนดจะเห็นได้ว่าที่แรงดันไฟฟ้าหนึ่งเซลล์ (ลิเธียม) ที่ 3,6 V จำเป็นต้องเชื่อมต่อเซลล์เป็นอนุกรม เพื่อลดการสูญเสียในตัวนำไฟฟ้า อินเวอร์เตอร์ และขดลวดมอเตอร์ ขอแนะนำให้เลือกแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าปกติในเครือข่ายออนบอร์ด (12 V) สำหรับไดรฟ์ - ค่าที่ใช้กันทั่วไปคือ 250 ถึง 500 V จาก ปัจจุบันเซลล์ลิเธียมเป็นชนิดที่เหมาะสมที่สุดอย่างเห็นได้ชัด เป็นที่ยอมรับว่ายังคงมีราคาแพงมาก โดยเฉพาะเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ตะกั่วกรด อย่างไรก็ตามมันยากกว่ามาก

แรงดันไฟฟ้าปกติของเซลล์แบตเตอรี่ลิเธียมทั่วไปคือ 3,6 V ค่านี้แตกต่างจากเซลล์นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ทั่วไป ตามลำดับ NiCd ซึ่งมีแรงดันไฟฟ้า 1,2 V (หรือตะกั่ว - 2 V) ซึ่งหากใช้ในทางปฏิบัติไม่อนุญาตให้ใช้แทนกันได้ทั้งสองประเภท การชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมเหล่านี้มีลักษณะเฉพาะคือต้องรักษาค่าของแรงดันการชาร์จสูงสุดไว้อย่างแม่นยำ ซึ่งต้องใช้เครื่องชาร์จชนิดพิเศษและโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ไม่อนุญาตให้ใช้ระบบชาร์จที่ออกแบบมาสำหรับเซลล์ประเภทอื่น

ลักษณะสำคัญของแบตเตอรี่ลิเธียม

ลักษณะสำคัญของแบตเตอรี่สำหรับรถยนต์ไฟฟ้าและรถยนต์ไฮบริดถือได้ว่าเป็นคุณลักษณะการชาร์จและการคายประจุ

ลักษณะการชาร์จ 

กระบวนการชาร์จต้องมีการควบคุมกระแสไฟชาร์จ การควบคุมแรงดันไฟฟ้าของเซลล์และการควบคุมอุณหภูมิปัจจุบันไม่สามารถมองข้ามได้ สำหรับเซลล์ลิเธียมที่ใช้ในปัจจุบันซึ่งใช้ LiCoO2 เป็นอิเล็กโทรดแคโทด ขีดจำกัดแรงดันไฟฟ้าในการชาร์จสูงสุดคือ 4,20 ถึง 4,22 V ต่อเซลล์ การเกินค่านี้จะนำไปสู่ความเสียหายต่อคุณสมบัติของเซลล์ และในทางกลับกัน การไม่ไปถึงค่านี้หมายความว่าไม่ใช้ความจุของเซลล์ที่ระบุ สำหรับการชาร์จจะใช้คุณลักษณะ IU ตามปกตินั่นคือในเฟสแรกจะถูกชาร์จด้วยกระแสคงที่จนกว่าจะถึงแรงดันไฟฟ้า 4,20 V / เซลล์ กระแสไฟชาร์จถูกจำกัดไว้ที่ค่าสูงสุดที่อนุญาตซึ่งระบุโดยผู้ผลิตเซลล์ตามลำดับ ตัวเลือกเครื่องชาร์จ เวลาในการชาร์จในระยะแรกจะแตกต่างกันไปตั้งแต่หลายสิบนาทีไปจนถึงหลายชั่วโมง ขึ้นอยู่กับขนาดของกระแสไฟที่ชาร์จ แรงดันไฟฟ้าของเซลล์ค่อยๆ เพิ่มขึ้นสูงสุด ค่า 4,2 V ดังที่ได้กล่าวไปแล้วแรงดันไฟฟ้านี้ไม่ควรเกินเนื่องจากความเสี่ยงของความเสียหายต่อเซลล์ ในระยะแรกของการชาร์จ พลังงาน 70 ถึง 80% จะถูกเก็บไว้ในเซลล์ ในระยะที่สองจะส่วนที่เหลือ ในระยะที่สอง แรงดันการชาร์จจะคงอยู่ที่ค่าสูงสุดที่อนุญาต และกระแสไฟชาร์จจะค่อยๆ ลดลง การชาร์จจะเสร็จสมบูรณ์เมื่อกระแสไฟลดลงเหลือประมาณ 2-3% ของกระแสไฟดิสชาร์จของเซลล์ เนื่องจากค่าสูงสุดของกระแสชาร์จในกรณีของเซลล์ที่มีขนาดเล็กกว่านั้นก็สูงกว่ากระแสไฟดิสชาร์จหลายเท่าเช่นกัน ดังนั้นส่วนสำคัญของไฟฟ้าจึงสามารถประหยัดได้ในช่วงการชาร์จครั้งแรก พลังงานในระยะเวลาอันสั้น (ประมาณ ½ และ 1 ชั่วโมง) ดังนั้น ในกรณีฉุกเฉิน คุณสามารถชาร์จแบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้าให้มีความจุเพียงพอในระยะเวลาอันสั้น แม้แต่ในกรณีของเซลล์ลิเธียม กระแสไฟฟ้าที่สะสมจะลดลงหลังจากการจัดเก็บช่วงระยะเวลาหนึ่ง อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้จะเกิดขึ้นหลังจากหยุดทำงานไปประมาณ 3 เดือนเท่านั้น

ลักษณะการปลดปล่อย

แรงดันไฟฟ้าจะลดลงอย่างรวดเร็วเป็น 3,6–3,0 V ก่อน (ขึ้นอยู่กับขนาดของกระแสไฟที่คายประจุ) และยังคงเกือบคงที่ตลอดการคายประจุทั้งหมด หลังจากที่หมดสิ้นของการจัดหาอีเมล์ พลังงานยังลดแรงดันไฟฟ้าของเซลล์อย่างรวดเร็ว ดังนั้นการคายประจุจะต้องเสร็จสิ้นไม่ช้ากว่าแรงดันการคายประจุที่ระบุของผู้ผลิตที่ 2,7 ถึง 3,0 V.

มิฉะนั้น โครงสร้างของผลิตภัณฑ์อาจเสียหายได้ กระบวนการขนถ่ายค่อนข้างง่ายต่อการควบคุม มันถูก จำกัด ด้วยค่าของกระแสเท่านั้นและหยุดเมื่อถึงค่าของแรงดันไฟจ่ายสุดท้าย ปัญหาเดียวคือคุณสมบัติของเซลล์แต่ละเซลล์ในการจัดเรียงตามลำดับจะไม่เหมือนกัน ดังนั้น ต้องใช้ความระมัดระวังว่าแรงดันไฟฟ้าของเซลล์ใดๆ ไม่ได้ต่ำกว่าแรงดันการคายประจุขั้นสุดท้าย เนื่องจากอาจทำให้เซลล์เสียหายและทำให้แบตเตอรี่ทั้งหมดทำงานผิดปกติ ควรพิจารณาเช่นเดียวกันเมื่อชาร์จแบตเตอรี่

เซลล์ลิเธียมชนิดดังกล่าวที่มีวัสดุแคโทดต่างกันซึ่งออกไซด์ของโคบอลต์ นิกเกิล หรือแมงกานีสถูกแทนที่ด้วยฟอสไฟด์ Li3V2 (PO4) 3 ซึ่งช่วยขจัดความเสี่ยงดังกล่าวของความเสียหายต่อเซลล์เนื่องจากการไม่ปฏิบัติตามข้อกำหนด เซลล์ที่มี ความจุที่สูงขึ้น นอกจากนี้ยังประกาศอายุการใช้งานที่ประกาศไว้ประมาณ 2 รอบการชาร์จ (ที่การคายประจุ 000%) และโดยเฉพาะอย่างยิ่งข้อเท็จจริงที่ว่าเมื่อเซลล์ถูกคายประจุจนหมด เซลล์จะไม่ได้รับความเสียหาย ข้อดีคือแรงดันไฟฟ้าที่ระบุสูงกว่าประมาณ 80 เมื่อชาร์จสูงสุด 4,2 V.

จากคำอธิบายข้างต้นสามารถระบุได้อย่างชัดเจนว่าแบตเตอรี่ลิเธียมเป็นทางเลือกเดียวในปัจจุบัน เช่น การเก็บพลังงานสำหรับการขับขี่รถยนต์ เมื่อเทียบกับพลังงานที่เก็บไว้ในเชื้อเพลิงฟอสซิลในถังเชื้อเพลิง การเพิ่มความจุเฉพาะของแบตเตอรี่จะเพิ่มความสามารถในการแข่งขันของไดรฟ์ที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมนี้ เราทำได้เพียงหวังว่าการพัฒนาจะไม่ช้าลง แต่ในทางกลับกัน ก้าวไปข้างหน้าหลายไมล์

ตัวอย่างรถยนต์ที่ใช้แบตเตอรี่ไฮบริดและไฟฟ้า

Toyota Prius เป็นรถไฮบริดคลาสสิกที่มีการสำรองพลังงานต่ำด้วยไฟฟ้าบริสุทธิ์ ขับ

Toyota Prius ใช้แบตเตอรี่ NiMH ขนาด 1,3 kWh ซึ่งส่วนใหญ่ใช้เป็นแหล่งพลังงานสำหรับการเร่งความเร็ว และอนุญาตให้ใช้ไดรฟ์ไฟฟ้าแยกต่างหากในระยะทางประมาณ 2 กม. ที่ความเร็วสูงสุด ความเร็ว 50 กม. / ชม. รุ่น Plug-In ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีความจุ 5,4 กิโลวัตต์ต่อชั่วโมงแล้วซึ่งช่วยให้คุณสามารถขับขี่ด้วยไดรฟ์ไฟฟ้าได้ระยะทาง 14-20 กม. ด้วยความเร็วสูงสุด ความเร็ว 100 กม./ชม.

Opel Ampere-hybrid พร้อมการสำรองพลังงานที่เพิ่มขึ้นในอีเมลล้วน ขับ

รถยนต์ไฟฟ้าที่มีช่วงขยาย (40-80 กม.) ตามที่ Opel เรียกว่า Amper สี่ที่นั่งสี่ที่นั่งนั้นขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าที่ให้กำลัง 111 กิโลวัตต์ (150 แรงม้า) และแรงบิด 370 นิวตันเมตร แหล่งจ่ายไฟนี้ขับเคลื่อนโดยเซลล์ลิเธียมรูปตัว T จำนวน 220 เซลล์ มีกำลังรวม 16 kWh และหนัก 180 กก. เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นเครื่องยนต์เบนซิน 1,4 ลิตร ให้กำลัง 63 กิโลวัตต์

Mitsubishi และ MiEV, Citroën C-Zero, Peugeot iOn-clean el. รถยนต์

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีความจุ 16 kWh ช่วยให้รถเดินทางได้ไกลถึง 150 กม. โดยไม่ต้องชาร์จใหม่ ซึ่งวัดตามมาตรฐาน NEDC (New European Driving Cycle) แบตเตอรี่ไฟฟ้าแรงสูง (330 V) ติดตั้งอยู่ภายในพื้นและยังได้รับการปกป้องโดยโครงแท่นวางจากความเสียหายในกรณีที่เกิดการกระแทก เป็นผลิตภัณฑ์ของ Lithium Energy Japan ซึ่งเป็นการร่วมทุนระหว่าง Mitsubishi และ GS Yuasa Corporation มีทั้งหมด 88 บทความ ไฟฟ้าสำหรับไดรฟ์นั้นใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน 330 V ซึ่งประกอบด้วยเซลล์ 88 50 Ah ที่มีความจุรวม 16 kWh แบตเตอรี่จะถูกชาร์จจากเต้ารับไฟฟ้าภายในบ้านภายในหกชั่วโมง โดยใช้เครื่องชาร์จแบบเร็วภายนอก (125 A, 400 V) แบตเตอรี่จะถูกชาร์จเป็น 80% ในครึ่งชั่วโมง

ตัวฉันเองเป็นแฟนตัวยงของรถยนต์ไฟฟ้าและคอยติดตามสิ่งที่เกิดขึ้นในพื้นที่นี้อยู่เสมอ แต่ความเป็นจริงในขณะนี้กลับไม่เป็นไปในเชิงบวก สิ่งนี้ยังได้รับการยืนยันจากข้อมูลข้างต้น ซึ่งแสดงให้เห็นว่าชีวิตของทั้งรถยนต์ไฟฟ้าล้วนและรถยนต์ไฮบริดนั้นไม่ง่าย และมักจะเป็นเพียงเกมตัวเลขเท่านั้น การผลิตของพวกเขายังคงต้องการมากและมีราคาแพง และประสิทธิภาพของพวกเขายังเป็นที่ถกเถียงกันอยู่เนืองๆ ข้อเสียเปรียบหลักของรถยนต์ไฟฟ้า (ไฮบริด) คือความจุเฉพาะของพลังงานที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่ต่ำมากเมื่อเทียบกับพลังงานที่เก็บไว้ในเชื้อเพลิงทั่วไป (ดีเซล น้ำมันเบนซิน ก๊าซปิโตรเลียมเหลว ก๊าซธรรมชาติอัด) เพื่อให้พลังของรถยนต์ไฟฟ้าใกล้เคียงกับรถยนต์ทั่วไปมากขึ้น แบตเตอรี่จะต้องลดน้ำหนักลงอย่างน้อยหนึ่งในสิบ ซึ่งหมายความว่า Audi R8 e-tron ที่กล่าวถึงต้องจัดเก็บ 42 kWh ไม่ใช่ใน 470 กก. แต่เป็น 47 กก. นอกจากนี้ เวลาในการชาร์จจะต้องลดลงอย่างมาก ประมาณหนึ่งชั่วโมงที่ความจุ 70-80% ยังเยอะอยู่ และฉันไม่ได้พูดถึงการชาร์จเต็มโดยเฉลี่ยประมาณ 6-8 ชั่วโมง ไม่จำเป็นต้องเชื่อเรื่องเหลวไหลเกี่ยวกับการผลิตรถยนต์ไฟฟ้า CO2 เป็นศูนย์เช่นกัน ให้เราทราบทันทีว่า พลังงานในซ็อกเก็ตของเรายังสร้างโดยโรงไฟฟ้าพลังความร้อน ซึ่งไม่เพียงแต่ผลิต CO2 ได้เพียงพอเท่านั้น ไม่ต้องพูดถึงการผลิตรถยนต์ที่ซับซ้อนมากขึ้นซึ่งความต้องการ CO2 สำหรับการผลิตนั้นสูงกว่ารถคลาสสิคมาก เราต้องไม่ลืมเกี่ยวกับจำนวนส่วนประกอบที่มีวัสดุหนักและเป็นพิษ และการกำจัดที่เป็นปัญหาในภายหลัง

ด้วยข้อเสียทั้งหมดที่กล่าวถึงและไม่ได้กล่าวถึง รถยนต์ไฟฟ้า (ไฮบริด) ก็มีข้อดีที่ปฏิเสธไม่ได้เช่นกัน ในการจราจรในเมืองหรือในระยะทางที่สั้นกว่า การทำงานที่ประหยัดกว่านั้นไม่อาจปฏิเสธได้ เนื่องจากหลักการของการเก็บพลังงาน (การกู้คืน) ในระหว่างการเบรก เมื่ออยู่ในยานพาหนะทั่วไป จะถูกลบออกในระหว่างการเบรกในรูปของความร้อนทิ้งไปในอากาศ พูดถึงความเป็นไปได้ในการขับรถไปรอบเมืองไม่กี่กิโลเมตรเพื่อชาร์จไฟราคาถูกจากอีเมลสาธารณะ สุทธิ. หากเราเปรียบเทียบรถยนต์ไฟฟ้าบริสุทธิ์กับรถคลาสสิก เครื่องยนต์สันดาปภายในในรถยนต์ทั่วไปนั้นจะมีองค์ประกอบเชิงกลค่อนข้างซับซ้อนในตัวมันเอง จะต้องส่งกำลังไปยังล้อไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง และส่วนใหญ่จะทำผ่านเกียร์ธรรมดาหรือเกียร์อัตโนมัติ ยังมีเฟืองท้ายหนึ่งตัวหรือมากกว่านั้นระหว่างทาง บางครั้งก็เพลาขับและชุดเพลาเพลาด้วย แน่นอนว่ารถก็ต้องลดความเร็วลง เครื่องยนต์ต้องเย็นลง และพลังงานความร้อนนี้จะสูญเสียไปกับสิ่งแวดล้อมโดยเปล่าประโยชน์ในรูปของความร้อนที่ตกค้าง รถยนต์ไฟฟ้ามีประสิทธิภาพและง่ายกว่ามาก (ใช้ไม่ได้กับไดรฟ์ไฮบริดซึ่งซับซ้อนมาก) รถยนต์ไฟฟ้าไม่มีกระปุกเกียร์ กระปุกเกียร์ cardan และเพลาครึ่ง อย่าลืมเกี่ยวกับเครื่องยนต์ที่ด้านหน้า ด้านหลัง หรือตรงกลาง ไม่มีหม้อน้ำเช่นน้ำหล่อเย็นและสตาร์ทเตอร์ ข้อดีของรถยนต์ไฟฟ้าคือสามารถติดตั้งมอเตอร์เข้ากับล้อได้โดยตรง และทันใดนั้นคุณก็มีรถ ATV ที่สมบูรณ์แบบที่สามารถควบคุมล้อแต่ละล้อได้อย่างอิสระ ดังนั้นด้วยรถยนต์ไฟฟ้า การควบคุมล้อเพียงล้อเดียวจึงไม่ใช่เรื่องยาก และยังสามารถเลือกและควบคุมการกระจายกำลังที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการเข้าโค้งได้อีกด้วย มอเตอร์แต่ละตัวยังสามารถเป็นเบรกได้ ซึ่งเป็นอิสระจากล้ออื่นๆ โดยสิ้นเชิง ซึ่งอย่างน้อยที่สุดจะแปลงพลังงานจลน์บางส่วนกลับเป็นพลังงานไฟฟ้า ส่งผลให้เบรกแบบธรรมดาได้รับแรงกดน้อยลงมาก เครื่องยนต์สามารถผลิตกำลังสูงสุดที่มีอยู่ได้เกือบตลอดเวลาโดยไม่ชักช้า ประสิทธิภาพในการแปลงพลังงานที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่ให้เป็นพลังงานจลน์อยู่ที่ประมาณ 90% ซึ่งเป็นประมาณสามเท่าของมอเตอร์ทั่วไป ดังนั้นจึงไม่สร้างความร้อนตกค้างมากนัก และไม่จำเป็นต้องทำให้เย็นลงยาก สิ่งที่คุณต้องมีคือฮาร์ดแวร์ที่ดี หน่วยควบคุม และโปรแกรมเมอร์ที่ดี

สุมา สุมารุม. หากรถยนต์ไฟฟ้าหรือไฮบริดอยู่ใกล้กับรถยนต์คลาสสิกที่มีเครื่องยนต์ประหยัดน้ำมันมากขึ้น พวกเขาก็ยังมีเส้นทางที่ยากและยากลำบากอยู่ข้างหน้า ฉันแค่หวังว่าสิ่งนี้จะไม่ได้รับการยืนยันจากตัวเลขที่ทำให้เข้าใจผิดจำนวนหนึ่งหรือ แรงกดดันเกินจริงจากเจ้าหน้าที่ แต่อย่าสิ้นหวัง การพัฒนานาโนเทคโนโลยีกำลังก้าวกระโดดอย่างแท้จริง และบางทีปาฏิหาริย์อาจรอเราอยู่ในอนาคตอันใกล้นี้

ในที่สุดฉันจะเพิ่มสิ่งที่น่าสนใจอีกอย่างหนึ่ง มีสถานีเติมน้ำมันพลังงานแสงอาทิตย์อยู่แล้ว

Toyota Industries Corp (TIC) ได้พัฒนาสถานีชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับรถยนต์ไฟฟ้าและรถยนต์ไฮบริด สถานีดังกล่าวยังเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้า ดังนั้นแผงโซลาร์เซลล์ขนาด 1,9 กิโลวัตต์จึงน่าจะเป็นแหล่งพลังงานเพิ่มเติม สถานีชาร์จสามารถจ่ายไฟได้สูงสุด 110 VAC / 1,5 kW เมื่อเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟหลักโดยใช้แหล่งพลังงานที่มีอยู่ในตัวเอง (พลังงานแสงอาทิตย์) จะมีค่าสูงสุด 220 VAC / 3,2 kW เมื่อเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟหลัก

ไฟฟ้าที่ไม่ได้ใช้จากแผงโซลาร์เซลล์จะถูกเก็บไว้ในแบตเตอรี่ ซึ่งสามารถเก็บพลังงานได้ 8,4 kWh เพื่อใช้ในภายหลัง นอกจากนี้ยังสามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับเครือข่ายการกระจายหรืออุปกรณ์เสริมของสถานีจ่ายไฟได้อีกด้วย แท่นชาร์จที่ใช้ในสถานีมีเทคโนโลยีการสื่อสารในตัวที่สามารถระบุยานพาหนะได้ตามลำดับ เจ้าของของพวกเขาใช้สมาร์ทการ์ด

ข้อกำหนดที่สำคัญสำหรับแบตเตอรี่

• อำนาจ - ระบุปริมาณประจุไฟฟ้า (ปริมาณพลังงาน) ที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่ มีหน่วยเป็นแอมแปร์ชั่วโมง (Ah) หรือในกรณีของอุปกรณ์ขนาดเล็ก มีหน่วยเป็นมิลลิแอมป์ชั่วโมง (mAh) แบตเตอรี่ 1 Ah (= 1000 mAh) ในทางทฤษฎีสามารถจ่ายไฟได้ 1 แอมป์เป็นเวลาหนึ่งชั่วโมง
• ความต้านทานภายใน - แสดงถึงความสามารถของแบตเตอรี่ในการจ่ายกระแสไฟฟ้ามากหรือน้อย สำหรับภาพประกอบ คุณสามารถใช้กระป๋องสองอัน อันหนึ่งมีเต้าเสียบเล็กกว่า (ความต้านทานภายในสูง) และอีกอันหนึ่งมีขนาดใหญ่กว่า (ความต้านทานภายในต่ำ) หากเราตัดสินใจที่จะเททิ้ง กระป๋องที่มีรูระบายน้ำขนาดเล็กจะเทออกได้ช้ากว่า
• แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ - สำหรับแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมและนิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ คือ 1,2 V, ตะกั่ว 2 V และลิเธียมตั้งแต่ 3,6 ถึง 4,2 V ระหว่างการทำงาน แรงดันไฟฟ้านี้จะแปรผันภายใน 0,8 - 1,5 V สำหรับแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมและนิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ 1,7 - 2,3 V สำหรับตะกั่ว และ 3-4,2 และ 3,5-4,9 สำหรับลิเธียม
• กระแสไฟชาร์จ, กระแสไฟดิสชาร์จ – แสดงหน่วยเป็นแอมแปร์ (A) หรือมิลลิแอมป์ (mA) ข้อมูลนี้เป็นข้อมูลสำคัญสำหรับการใช้งานจริงของแบตเตอรี่ที่เป็นปัญหาสำหรับอุปกรณ์เฉพาะ นอกจากนี้ยังกำหนดเงื่อนไขสำหรับการชาร์จและการคายประจุแบตเตอรี่ที่ถูกต้องเพื่อให้ใช้ความจุได้สูงสุดและไม่ทำลายในเวลาเดียวกัน
• การชาร์จตาม เส้นโค้งการปลดปล่อย - แสดงการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าแบบกราฟิกขึ้นอยู่กับเวลาที่ชาร์จหรือคายประจุแบตเตอรี่ เมื่อแบตเตอรี่หมด โดยทั่วไปจะมีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยของแรงดันไฟฟ้าประมาณ 90% ของเวลาคายประจุ ดังนั้นจึงเป็นเรื่องยากมากที่จะระบุสถานะปัจจุบันของแบตเตอรี่จากแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้
• ปลดปล่อยตัวเอง, ปลดปล่อยตัวเอง – แบตเตอรี่ไม่สามารถรักษาไฟฟ้าไว้ได้ตลอดเวลา พลังงาน เนื่องจากปฏิกิริยาที่ขั้วไฟฟ้าเป็นกระบวนการที่ผันกลับได้ แบตเตอรี่ที่ชาร์จแล้วจะค่อยๆ คายประจุเอง กระบวนการนี้อาจใช้เวลาหลายสัปดาห์ถึงหลายเดือน ในกรณีของแบตเตอรี่ตะกั่วกรด นี่คือ 5-20% ต่อเดือน สำหรับแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม - ประมาณ 1% ของประจุไฟฟ้าต่อวัน ในกรณีของแบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ - ประมาณ 15-20% ต่อ เดือนและลิเธียมสูญเสียไปประมาณ 60% ความสามารถเป็นเวลาสามเดือน การคายประจุเองขึ้นอยู่กับอุณหภูมิโดยรอบและความต้านทานภายใน (แบตเตอรี่ที่มีความต้านทานภายในสูงกว่าจะคายประจุน้อยกว่า) และแน่นอนว่าการออกแบบ วัสดุที่ใช้ และฝีมือการผลิตก็มีความสำคัญเช่นกัน
•  แบตเตอรี่ (ชุด) – เฉพาะในกรณีพิเศษเท่านั้นที่ใช้แบตเตอรี่แยกกัน โดยปกติแล้วพวกเขาจะเชื่อมต่อเป็นชุดซึ่งมักจะเชื่อมต่อเป็นชุด กระแสสูงสุดของชุดดังกล่าวจะเท่ากับกระแสสูงสุดของแต่ละเซลล์ แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดคือผลรวมของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของแต่ละเซลล์
•  การสะสมของแบตเตอรี่  แบตเตอรี่ใหม่หรือที่ไม่ได้ใช้ควรอยู่ภายใต้การชาร์จเต็มอย่างช้า ๆ (3-5) และรอบการคายประจุช้า กระบวนการที่ช้านี้จะตั้งค่าพารามิเตอร์ของแบตเตอรี่ให้อยู่ในระดับที่ต้องการ
•  ผลหน่วยความจำ – สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อแบตเตอรี่ถูกชาร์จและคายประจุในระดับเดียวกันโดยมีค่าคงที่โดยประมาณ กระแสไฟไม่มากเกินไป และไม่ควรมีประจุเต็มหรือคายประจุลึกของเซลล์ ผลข้างเคียงนี้ส่งผลต่อ NiCd (น้อยที่สุดคือ NiMH)