Lipo baterie cu litiu

Transport electric (Lipo) VS termic (benzină): criterii pentru alegerea unei baterii și calcule comparative

Performanța transportului electric depinde în mare măsură de calitatea bateriilor lor. În prezent, este adevăratul călcâi al lui Ahile care limitează dezvoltarea propulsiei electrice, atât în ​​transportul rutier, cât și maritim și ... aerul respectiv, desigur. Vă prezentăm o mică stare de artă rapidă a performanței bateriilor cu litiu-polimer aflate în prezent pe piață, cu câteva ordine de mărime de reținut, dintre care unele sunt comparate cu combustibili petrolieri (benzina în cazul nostru).
Cu alte cuvinte: care sunt caracteristicile unei baterii bune pentru transport?

a) Au o capacitate energetică de masă bună (kWh / kg)

Un raport bun kWh / kg este capacitatea de stocare a energiei pe unitate de masă ... cele mai bune curente Lipos sunt la 0.2 kWh / kg, este încă scăzut! În comparație benzina furnizează 13 kWh / kg și cu o corecție a randamentelor respective pe ciclurile de energie "de la rezervor sau baterie la roată sau la elice" benzina conține încă mai mult de 20 de ori de energie util pe kg ...

Energie utilă pentru 1 kg de lipo: 200 * 0.8 = 160 Wh / kg (cu randament 80%)

Energie utilă pentru 1 kg de benzină: 13 * 0.3 = 3900 Wh / kg (cu o eficiență de 30%)

Raport: 3900/160 = 24 în favoarea benzinei!

Putem păstra o ordine de mărime a 20.

b) Au o capacitate energetică bună (kWh / L)

Raționamentul este același cu cel al capacității specifice. În prezent, bateriile Lipo sunt cuprinse între 350-380 Wh / L (date producător).

În esență, corectarea randamentelor este de 8 ori mai mare. Într-adevăr, 1L de benzină conține 9.7 kWh sau 2.9 kWh util / L cu o eficiență de 30%.

Raport: 2900 / 365 = 8

Putem păstra o ordine de mărime a 10.

Pentru a citi, de asemenea:  Îmbunătățirea motorului de căutare

Cu toate acestea, densitatea puterii motoarelor electrice fără perii (kW / L), precum și puterea lor specifică (kW / kg) sunt mult mai mari decât cele termice (cu excepția cazurilor extreme ...). Acest lucru compensează parțial (dar departe de a compensa pe deplin) aceste capacități scăzute de stocare a energiei în comparație cu combustibilii petrolieri ...

c) Să poată furniza un curent puternic de descărcare (A), deci o putere de interes (W sau kW)

Este capacitatea bateriei de a oferi un curent puternic de descărcare pentru o lungă perioadă de timp fără a se deteriora și a menține o putere stabilă. Capacitatea de a furniza un curent puternic de descărcare este un avans major al bateriilor cu litiu în comparație cu bateriile din generațiile anterioare (în special bateriile cu plumb ... care, să recunoaștem, au o vechime de peste o sută de ani!)

Un curent bun 6S 22.2V 5000mAh LiPo are o capacitate de curent de descărcare de la 20 la 30C, ceea ce înseamnă un curent de descărcare maxim de 30 de ori capacitatea sa sau 30 * 5 = 150A. Obținem o putere de 22.2 * 5 * 0.9 * 30 = 3000W, reținând 10% din cădere de tensiune la sarcină maximă, de unde și factorul 0.9.

Aceasta pentru bateria 800g, care este destul de interesantă! Dar, evident, nu durează foarte mult după ce 2min13s bateria este goală.

Comparația cu combustibilii petrolieri este dificilă, pentru a crește puterea ca motor termic, este suficient să crească deplasarea și debitul combustibilului și oxidantului consumat. Prin urmare, comparația aici nu are prea mult sens ...

d) Curent puternic de încărcare (A)

Un Lipo se încarcă între 0.5C și 2C (deci între 2h și 30 de minute, indiferent de capacitate ... va conta doar limitarea puterii încărcătorului) și încărcătura trebuie să fie totală pentru a optimiza durata de viață (ultimele% sunt importante deoarece se face cu curent slab: uitați-vă la telefonul dvs. smartphone, ei sunt cei care avansează mai încet)

Prin urmare, sarcina este, în cel mai bun caz, de 15 ori mai lentă decât descărcarea.

Și aici, comparația cu petrolul este irelevantă și nu are prea mult sens: rezervorul unei mașini de 50L, adică aproximativ 500 kWh de energie „brută”, este umplut în mai puțin de 2 minute, adică mai mult de 250 kWh. pe minut sau 900MJ / min (1 kWH = 3.6 MJ) ... sau 15MJ / s sau ... 15 MW! Chiar și prin corectarea randamentelor, acest lucru face ca un curent de încărcare electrică echivalent enorm ...

e) Durata de viață bună: numărul de cicluri sau ore de funcționare

Bateriile cu litiu sunt oferite în general pentru 1000 de cicluri ... în realitate, acestea sunt în general mai mici și depind în mare măsură de întreținere.

Ne lipsesc puține informații și feedback de experiență reală ... de exemplu, încă mai folosesc un smartphone care a depășit 4 ani și capacitatea bateriei este încă destul de „bună” (aș spune în jur de 50% din capacitate). inițială) ... a depășit, prin urmare, 1000 de cicluri (dar ciclurile nu sunt neapărat complete) și poate fi operațional.

Pentru a citi, de asemenea:  Problemă la trimiterea e-mailurilor de confirmare a înregistrării

În general, considerăm o baterie HS atunci când atinge „doar” 70% din capacitatea sa inițială ...

Ar fi necesar aici, pentru a compara cu durata de viață a unui motor cu căldură .... Acum 15 ani am fost învățat că un motor al unei mașini are o durată de 5000 h ... adică 250 km la 000 km / h de in medie. Cred că numărul a scăzut de atunci ...

f) Prețul în kWh stocat

Se anunță Tesla Powerwall solar-fotovoltaice / tesla-powerwall-profitabile-t13891.html pentru 3500 USD pentru 10 kWh ... sau 350 USD / kWh (toate incluse: cu management, cutie ...).

Se poate estima că costul singur al bateriilor este de 250 $ / kWh.
Pentru publicul larg, cele mai bune prețuri actuale pentru bateriile mici (cu o capacitate de aproximativ 200Wh) sunt cel mult 300 € / kWh.

Suntem în aceeași gamă de prețuri.

Dar calitatea unei baterii nu este cealaltă ... cele de la Tesla trebuie să fie în partea de sus, având în vedere feedback-ul lor.

Pe de altă parte, benzina se vinde cu mai puțin de 2 € pentru 10 kWh ... ei bine, nu există nicio imagine așa cum se spune!

Dar benzina poate fi utilizată o singură dată, desigur, și nu poate fi reîncărcată într-un mod 100% sustenabil cu energia solară, de exemplu ... (bine dacă, dar peste milioane de ani ...)

g) Pentru ca această comparație să fie completă, s-ar menționa și mediul, CO2, energia încorporată, reciclarea ... etc ... dar aceste criterii sunt mai subiective și mai greu de măsurat și estimat și, prin urmare, ar necesita mult mai mult studiu. împingeți ... atât pentru combustibili petrolieri (costuri indirecte ...), cât și pentru baterii ...

Citește mai mult: discuție cu privire la stadiul tehnicii bateriilor la sfârșitul anului 2016 et forum la transportul electric

Lasă un comentariu

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate *