Dè a th’ anns an inneal ath-bheothachaidh lùth ann am bataraidhean lithium?
Tha stàladh SEPTA 2019 ag innse dhut a h-uile dad mu dheidhinn far a bheil sinn le siostaman ath-nuadhachail. Leig iad sìos banca ian lithium 1.5 MW aig substation, air a tharraing a-steach faisg air $500,000 sa chiad bhliadhna-leth bho chosgaisean dealain nas ìsle, leth bho mhargaidhean riaghlaidh tricead (scientificamerican.com). Chan ann a chionn 's gun do chruthaich iad rudeigin ùr. Leis gu bheil an electrochemistry mu dheireadh a’ faighinn suas ris na tha innleadairean gluasaid air a bhith ag iarraidh bho na 1920n.
Bidh motaran dealain a’ ruith air ais. Sin agad e. Nuair a bhios an EV agad a’ slaodadh sìos, bidh an motair na ghineadair. Bidh lùth cinneachail ag atharrachadh gu sruth, sruth a’ sruthadh a-steach don phasgan, ath-lìonadh cheallan. Canaidh sinn breiceadh ath-ghinealach ris, ach chan eil dad annasach mun fhiosaig-is e dìreach mar a chuir teicneòlas bataraidh seachad deicheadan a bhith ro shlaodach, ro dhaor no ro chugallach airson toirt air obrachadh aig sgèile.
An duilgheadas èifeachdais nach eil duine a 'bruidhinn mu dheidhinn
Seo far a bheil e inntinneach. Bidh motair mar-èifeachdas gineadair a’ ruith 85-92%, an urra ris an astar is an luchd agad. Tha an inverter a’ gabhail gearradh eile, timcheall air 95% ma tha e air a dhealbhadh ceart. Cìs bataraidh fhèin? 90-95% fo chumhachan math. Ceangail e ri chèile agus tha thu aig 60-70% èifeachdas ath-nuadhachail iomlan.
Tha e uamhasach gus an cuimhnich thu gur e an roghainn eile badan brisidh a’ tionndadh a h-uile càil gu teas sgudail. 60% de rudeigin a’ toirt buaidh air 0% gun dad.
Is e an rud a tha a’ cuingealachadh an t-siostam gu lèir gabhail ri cosgais. Feumaidh ions lithium imrich bho chatod tro electrolyte, eadar-fhighte gu anod grafait. Is e pròiseas sgaoilte a tha sin. Feachd sruth a-steach nas luaithe na as urrainn dha na h-ianan eadar-fhighte agus gheibh thu tasgaidhean meatailteach lithium plating air an anod an àite eadar-cheangail cheart. A ’marbhadh comas, a’ sgudal beatha baidhsagal, a ’chùis as miosa a’ cruthachadh shorts a-staigh.
Ìre C-Innsidh seo dhut dè cho luath ‘s as urrainn do chill cosgais a ghearradh. 1Tha C a’ ciallachadh làn chosgais ann an uair a thìde. Bidh ceimigeachd LFP a’ làimhseachadh 1C seasmhach gun duilgheadasan. Tha an aon rud aig NMC, ag atharrachadh a rèir susbaint nicil. Is e LTO an outlier-10C a tha air a chumail suas leis gu bheil an ceimigeachd anod gu bunaiteach a’ dol an aghaidh cùis plating. Sin as coireach gum faic thu LTO ann an tagraidhean le iarrtasan brùideil ath-ghinealach, eadhon ged a bheir an dùmhlachd lùth buaidh.
Is e riaghladh bataraidh far a bheil an t-airgead a’ fuireach
Chan eil am BMS dìreach a' cumail sùil air-tha e a' dèanamh sgoltadh-dàrna co-dhùnaidhean a thaobh gabhail ris agus sgaoileadh thairis air buidhnean cealla. Paca a’ tighinn faisg air làn? Bidh rùm-cinn airson sruth regen a’ dol à sealladh. Bidh a ’mhòr-chuid de shiostaman a’ tòiseachadh a ’cuingealachadh timcheall air 90-95% staid cosgais, gu tur à comas faisg air bholtachd as àirde. Ma tha thu air EV a dhràibheadh, tha fios agad air seo: fàg do shlighe le bataraidh slàn agus bidh regen a’ faireachdainn lag airson a’ chiad beagan mhìltean.
Is e teòthachd an cuingealachadh eile nach eil duine airson dèiligeadh ris. Fo 10 ceum, bidh gluasad ionic anns an electrolyte a’ tuiteam dheth. Bidh siostaman a’ cuingealachadh sruth regen gus casg a chuir air plating. Gabh fuar gu leòr agus bidh an regen a 'dùnadh sìos gu tur gus am bi am pasgan a' blàthachadh.
Tha fios aig luchd-obrachaidh gnàth-shìde fhuar air seo-15 gu 20 mionaid de dhràibheadh mus till làn chomas ath-ghinealach. Tha AIR6897 SAE a’ còmhdach taobh aerospace de seo, ach tha na prionnsapalan mu smachd cosgais agus riaghladh teirmeach ag eadar-theangachadh gu dìreach gu carbadan talmhainn.
Far a bheil na h-ìrean ath-bheothachaidh cudromach
EVan luchd-siubhail bailteil? Ath-bheothachadh 15-25%. Dòigheil. Busaichean dealain ag obrachadh slighean stèidhichte? Sin far a bheil e fìor. Busaichean BYD aig Ùghdarras Gluasaid Antelope Valley - 37.3% air ais air modalan àbhaisteach 40-troigh, 40.2% air 60-troigh air an cur an cèill. Tha an cearcall dleastanais sin foirfe airson ath-nuadhachadh: luathachadh tric bho astaran cunbhalach.
Bidh tagraidhean gnìomhachais a’ ruith matamataigs eadar-dhealaichte. Forklifts a’ dèanamh togail leantainneach-rothairean nas ìsle, làraidhean mèinnearachd a’ teàrnadh bho oir an t-sloc gu àite giollachd le làn luchdan. Faodaidh an tionndadh lùtha a dh’ fhaodadh a bhith anns na cùisean sin a bhith fìor mhòr.
Tha Robin Zeng aig CATL a’ frèamadh seo nas fheàrr na a’ mhòr-chuid: cosgais gach cearcall, chan e prìs ro-làimh (rolandberger.com). Dè an ìre de lùth a bhios aig a’ bhataraidh, dè cho fada ‘s a bhios e a’ draibheadh, mar a bhios e a’ coileanadh thairis air a’ chuairt-beatha. 'S e sin a tha cudromach airson aplacaidean ath-ghinealach-an urrainn dha na ceallan buillean cosgais tric a làimhseachadh gun a bhith a' dèanamh ìsleachadh.
Tha an lùb truaillidh a’ cur iongnadh air daoine
Shaoileadh tu gun toireadh buillean ath-ghinealach àrd-gnàthach luathachadh aosda. Tha dàta ag ràdh a chaochladh. Tha dian breic ath-nuadhachaidh nas àirde gu dearbh co-cheangailte ri lughdachadh lughdachadh. Is e an uidheamachd doimhneachd sgaoilidh-nuair a ghlacas regen barrachd lùth luasgaidh, bidh am bataraidh a’ ruith chearcallan nas eu-domhainn, nas lugha de rothaireachd domhainn. Leis gu bheil draibheadh domhainn a’ draibheadh comas ann an ceallan ian lithium, faodaidh ath-ghinealach ionnsaigheach beatha a leudachadh.
Tha an teòthachd rè regen fhathast cudromach. Fuar bataraidh co-ionann sluggish intercalation, nas àirde plating coltachd. Bidh bataraidh teth a’ luathachadh ath-bhualaidhean taobh aig an eadar-aghaidh electrodile-. Bidh modalan teirmeach BMS ag atharrachadh sruth regen ceadaichte stèidhichte air teòthachd cealla ris a bheil dùil, ach tha cruinneas modail gu mòr an urra ri suidheachadh mothachaidh agus sòghalachd algairim. Sin far am faic thu an eadar-dhealachadh eadar buileachadh saor agus feadhainn mhath.
Chan eil taghadh ceimigeachd aon-mheud-a’ freagairt air-uile. Bheir LFP beatha rothaireachd sàr-mhath dhut agus seasmhachd teirmeach aig ìrean cosgais meadhanach-Tha tagraidhean cabhlach dèidheil air. Bidh NMC a’ malairt cuid den sin airson dùmhlachd lùtha nas àirde far a bheil cuideam is meud air am bacadh. Bidh LTO ag ìobairt dùmhlachd lùtha gu tur ach a’ toirt dhut gabhail ri cosgais nach urrainn dad sam bith eile a mhaidseadh. Busaichean còmhdhail bailteil le stadan luathachaidh àrd gu tric, carbadan dèanadais le slighe-breiceadh latha-sin sgìre LTO.
Tha amalachadh siostam nas duilghe na tha e coltach
Rianadair motair, inverter, BMS, aonad smachd carbaid-feumaidh iad uile co-òrdanachadh. Bidh an draibhear a’ togail far an luathadair, a ghineas iarrtas torque. Air eadar-theangachadh gu òrdugh gnàthach motair. Bidh inverter a’ riaghladh sruthadh cumhachd bho motair gu bataraidh. Tha BMS a’ dearbhadh gum faod am bataraidh gabhail ris an t-sruth sin gun a bhith a’ dol an aghaidh crìochan dìon. Bidh pàirt sam bith a’ bualadh air cuingealachadh agus bidh thu a’ measgachadh breiceadh brisidh gus an ìre luasgaidh a chumail suas.
Tha an eadar-ghluasad eadar regen agus suathadh gun fhiosta bho chathair an draibhear, ach tha na h-algorithms smachd air cùl sin sòlaimte. Feumaidh tu cuideachd sùil a chumail air bholtaids a tha a’ maidseadh-regen current meud an urra ris an eadar-dhealachadh eadar motair air ais-EMF agus bholtaids pacaid bataraidh. Tha astar àrd carbaid a’ ciallachadh cùl nas àirde-EMF, a dh’ fhaodadh a bhith nas àirde na bholtaids cosgais as àirde a’ bhataraidh. Feumaidh ìre dealbhaidh cunntas a thoirt air na puingean obrachaidh sin.
Tha siostaman breiceadh measgaichte àbhaisteach a-nis ann an carbadan cinneasachaidh. Co-roinn gu fèin-ghluasadach eadar regen agus suathadh, àrdaich faighinn seachad air fhad ‘s a chumas tu giùlan carbaid ro-innseach. Tha an sòghalachd an sin air a thighinn air adhart gu mòr thar nan deich bliadhna a dh’ fhalbh.
Dè tha seo a 'ciallachadh gu practaigeach
Bidh adhartasan ann an èifeachdas motair, dealbhadh inverter, ceimigeachd bataraidh, riaghladh teirmeach, algoirmean smachd- gin dhiubh sin a’ gluasad an t-snàthad gu èifeachdas ath-nuadhachaidh iomlan. Is e obrachadh co-òrdanaichte an t-siostam slàn a bheir seachad ath-bheothachadh lùtha.
Dràibheadh mòr-rathaid? Cothrom ath-ghinealach as ìsle. Slighean le teàrnadh leudaichte no stadan tric? Ath-bheothachadh lùth susbainteach. Bidh luchd-obrachaidh cabhlach cuideachd a’ faicinn fad-beatha nam pàirtean breic a’ leudachadh trì gu còig tursan an taca ri carbadan àbhaisteach-breicichean brisidh ann an tobar-is gann gu bheilear gan cleachdadh ann an draibheadh sna bailtean.
Tha na thòisich mar bhuannachd àrd-sgoile o chionn dà dheichead a-nis bunaiteach don mholadh luach. Chan eil fiosaig air atharrachadh. Tha an teicneòlas bataraidh a dh'fheumar gus brath a ghabhail air an fhiosaig sin gu h-èifeachdach air tighinn gu ìre. Sin an diofar. SEPTA a’ gineadh leth mhillean gach bliadhna bho aon stàladh fo-stèisean-chan ann mu dheidhinn ùr-ghnàthachadh rèile a tha sin, tha e mu dheidhinn siostaman lithium-ion mu dheireadh math gu leòr airson na bha an-còmhnaidh ann a ghlacadh.
