Sạc điện cho xe trong 10 phút. và thời lượng pin lâu hơn nhờ ... sưởi ấm. Tesla đã có nó trong hai năm, bây giờ các nhà khoa học đã phát minh ra nó

Người ta tin rằng các tế bào lithium-ion hiện đại hoạt động tốt nhất ở nhiệt độ phòng, vì chúng mang lại sự thỏa hiệp hợp lý giữa tốc độ sạc và sự suy giảm của tế bào. Tuy nhiên, việc làm nóng chúng trước khi sạc cho phép bạn tăng công suất sạc và không ảnh hưởng đáng kể đến việc tiêu thụ pin.

Mục lục

• Cơ chế từ Tesla với nghiên cứu khoa học
  • Vấn đề lớn nhất với pin lithium-ion là lithium bị mắc kẹt. Hoặc trong SEI hoặc than chì. Và thậm chí ít lithium hơn = ít dung lượng hơn
  • Nhiệt độ cao hơn trong thời gian ngắn = sạc an toàn với nhiều năng lượng hơn
  • Kết quả? Trong tầm tay của bạn: sạc 200-500 kW và tuổi thọ pin 20-50 năm

Tesla đã bổ sung cơ chế làm nóng trước pin cho xe của mình vào năm 2017. ở nhiệt độ thấp. Người ta cho rằng điều này sẽ làm tăng phạm vi bay vào mùa đông và tăng tốc quá trình sạc khi thời tiết lạnh giá. Tuy nhiên, bản thân việc sưởi ấm và làm mát không phải là một khám phá đặc biệt, nhiều nhà sản xuất sử dụng các tế bào được làm mát / làm nóng tích cực hoặc các bộ pin hoàn chỉnh.

> Làm thế nào để làm mát ắc quy trong xe điện? [DANH SÁCH MÔ HÌNH]

Chìa khóa bật ra Làm nóng theo cách để tăng tốc quá trình sạc mà không làm hỏng các tế bào.... Có vẻ như sau khi cập nhật, nó đã trở nên rõ ràng về nhiệt độ nên ở mức nào để giảm thời gian ngừng hoạt động trên bộ sạc. Tính năng làm nóng trước pin trước khi kết nối với Supercharger (làm nóng trước cuối cùng vào năm 2019: làm nóng pin trên đường đi) đã vĩnh viễn được đưa vào phần mềm kể từ khi Supercharger v3 ra mắt vào tháng 2019 năm XNUMX:

> Tesla Supercharger V3: Phạm vi 270 phút gần 10 km, công suất sạc 250 kW, cáp làm mát bằng chất lỏng [cập nhật]

Các nhà khoa học tại Trung tâm Động cơ Điện tại Đại học Penn State vừa chứng minh Tesla đã đúng. Và điều đó có nghĩa là ô tô điện được sạc trong 10 phút z với công suất vài trăm kilowatt i đừng lo lắng về sự suy giảm dung lượng pin trong nhiều thập kỷ, cho đến khi nhiệt độ mà các tế bào được làm nóng được chọn chính xác.

Nhưng hãy bắt đầu từ đầu:

Vấn đề lớn nhất với pin lithium-ion là lithium bị mắc kẹt. Hoặc trong SEI hoặc than chì. Và thậm chí ít lithium hơn = ít dung lượng hơn

Người ta tin rằng nhiệt độ hoạt động tối ưu cho pin lithium-ion là nhiệt độ phòng... Do đó, các cơ chế làm mát tích cực của pin đảm bảo rằng các tế bào không quá nóng (xét cho cùng, không phải lúc nào cũng có thể giữ ở 20 độ C danh định).

Nhiệt độ phòng cho phép bạn hạn chế sự phát triển của lớp thụ động - phần đông đặc của chất điện phân, tích tụ trên điện cực và liên kết các ion lithium; SEI - và giam giữ các ion lithium trong điện cực than chì. Sự gia tăng nhiệt độ có nghĩa là cả hai quá trình đều được tăng tốc. Bạn có thể thấy điều này sau các thử nghiệm ban đầu.

> Tesla đang bị tranh chấp ở Đức. Đối với "Lái xe tự động", "Lái xe hoàn toàn tự lái"

Các nhà khoa học tại Trung tâm Động cơ Điện hóa đã xác minh rằng Các tế bào Lithium-ion được sử dụng trong xe điện chỉ giữ được khoảng 50 điện tích ở 6 ° C. (tức là gấp 6 lần so với dung lượng pin, ví dụ: pin 0,2 kWh được sạc bằng nguồn 1,2 kW, v.v.).

Để so sánh, các liên kết giống nhau:

• họ dễ dàng đạt được 2 lần sạc ở 500C (đối với ô tô có pin 40 kWh là 40 kW, đối với ô tô có pin 80 kWh là 80 kW, v.v.),
• họ đã kéo dài chỉ 200 lần sạc ở 4C.

Đồng thời, "chịu được" chúng ta có nghĩa là mất 20% công suất ban đầu, bởi vì đây là cách hiểu thuật ngữ này trong ngành công nghiệp ô tô.

Các nhà nghiên cứu về tế bào lithium-ion đã cố gắng giải quyết vấn đề này trong nhiều năm bằng cách thay đổi thành phần của chất điện phân hoặc bằng cách phủ các điện cực bằng các vật liệu khác nhau để ngăn chặn việc bẫy các ion lithium. Bởi vì chính các ion lithium di chuyển trong pin là nguyên nhân tạo ra dung lượng của nó.

> Renault-Nissan đầu tư vào Enevate: "Sạc pin trong 5 phút"

Khá bất ngờ, hóa ra vấn đề có thể được giải quyết dễ dàng hơn nhiều. Nó đủ để làm nóng tế bào để giảm đáng kể vấn đề bẫy các ion liti. Thật không may, nhiệt độ cao hơn đã làm giảm dung lượng tế bào: khi sự bao bọc của lithium trong điện cực bị hạn chế, vấn đề tăng trưởng của lớp thụ động (SEI) đã không được giải quyết.

Không phải bằng một cây gậy, mà bằng một cây gậy.

Nhiệt độ cao hơn cho một khoảng thời gian ngắn = sạc an toàn với nhiều năng lượng hơn

Tuy nhiên, các nhà khoa học từ trung tâm nghiên cứu nói trên đã tìm ra được điểm trung gian. Họ đã gọi cho anh ấy Phương pháp điều chế nhiệt độ không đối xứng... Họ làm nóng phần tử trong 30 giây đến 48 độ C, và sau đó sạc nó trong 10 phút để hệ thống cuối cùng hoạt động và nhiệt độ giảm xuống.

Tại sao chỉ mất 10 phút để sạc? Ở nhiệt độ 6 C, đây là thời gian đủ để sạc pin đến 80% dung lượng. 6 C có nghĩa là cung cấp điện:

• 240 kW cho Nissan Leaf II
• 400 kW cho Hyundai Kona Electric 64 kWh,
• 480 kW cho Tesla Model 3.

Khi được sạc từ 0 đến 80 phần trăm, mức năng lượng cao này yêu cầu thời gian ngừng hoạt động của bộ sạc là 10 phút. Tuy nhiên, nếu tốc độ xả pin thấp hơn (10 phần trăm, 15 phần trăm, ...), quá trình bổ sung năng lượng thậm chí chỉ mất chưa đầy 10 phút!

Cơ chế làm mát của pin chỉ phải đảm bảo rằng nhiệt độ của pin không tăng quá 50 độ (các nhà nghiên cứu cho biết là 53 độ C) để hạn chế tốc độ hình thành lớp thụ động. Đồng thời, thời gian sạc ngắn nên có thể rút ngắn thời gian tăng trưởng.

Kết quả? Trong tầm tay của bạn: sạc 200-500 kW và tuổi thọ pin 20-50 năm

Các nhà khoa học đã có thể chứng minh rằng các tế bào NMC622 được xử lý theo cách này có thể chịu được 1 lần sạc với công suất 700 C và mức giảm tới 6% công suất. 20 lần sạc không ấn tượng lắm, nhưng nếu chúng ta lái xe 1 km một năm và pin có công suất 700 kWh thì đây là Kết quả là chuyển thành 23 năm hoạt động.

Chúng tôi nói thêm rằng pin và phạm vi của các loại xe điện đang ngày càng phát triển và người Ba Lan thường di chuyển dưới 20 km mỗi năm, có nghĩa là dung lượng pin sẽ giảm xuống 80% trong khoảng 30 đến 50 năm.

> Đây! Chiếc xe điện đầu tiên có phạm vi hoạt động thực 600 km là Tesla Model S Long Range.

Warto poczytać: điều chế nhiệt độ không đối xứng để sạc cực nhanh cho pin lithium-ion

Ảnh mở đầu: mạ điện (lớp phủ liti) của điện cực tùy thuộc vào nhiệt độ tế bào (c) Tâm của động cơ điện hóa

Điều này có thể khiến bạn quan tâm: