Объем аккумулятора: Что такое емкость аккумулятора. Автомобиля или телефона, как и в чем измеряется

Содержание

Емкость аккумулятора, от чего она зависит

Емкость аккумулятора показывает, сколько времени аккумулятор сможет питать подключенную к нему нагрузку. Обычно емкость аккумулятора измеряется в ампер-часах, а для небольших аккумуляторов — в миллиампер-часах.

Взглянув на маркировку любого современного аккумулятора, будь то литий-ионный аккумулятор сотового телефона или свинцово-кислотный аккумулятор от источника бесперебойного питания, — мы всегда сможем найти там сведения не только о номинальном напряжении данного источника питания, но и о его электрической емкости.

Обычно это цифры вроде: 2200 mAh (читается как 2200 миллиампер-часов), 4Ah (4 ампер-часа) и т. д. Как видите, для измерения электрической емкости аккумулятора применяется внесистемная единица измерения — Ah (Ampere hour) — «ампер-час», а вовсе не «фарад» как для конденсаторов. И часы здесь фигурируют отнюдь не просто так, а по той причине, что обычный аккумулятор, в отличие от обычного конденсатора, способен питать нагрузку буквально часами.

Если попытаться объяснить совсем просто, то емкость аккумулятора в ампер-часах — это численное выражение того, как долго данный аккумулятор сможет питать нагрузку с определенным током потребления.

Например, если аккумулятор с номинальным напряжением 12 вольт полностью заряжен, при том имеет емкость 4 Ah, то это значит, что нагрузку с током потребления в 0,4 ампера, с номинальным напряжением в 12 вольт, данный аккумулятор будет в состоянии питать на протяжении 10 часов, пока не наступит состояние, при котором дальнейший его разряд станет опасным для рабочих характеристик. А через нагрузку с током потребления в 1 ампер, этот же аккумулятор будет разряжаться 4 часа (теоретически разумеется).

Конечно, для каждого аккумулятора существует ограничение по максимально допустимому разрядному току, и чем выше будет разрядный ток — тем ниже окажется линейность разрядной характеристики, и тем быстрее аккумулятор будет садиться по сравнению с расчетным временем.

Минимально допустимое напряжение, до которого можно разряжать аккумулятор, также регламентируется и всегда указывается в документации на конкретный аккумулятор, как и максимальное безопасное напряжение, выше которого заряжать аккумулятор уже очень не желательно.

Так например типичное для литий-ионного аккумулятора на 3,7 вольт, предельно допустимое минимальное напряжение разряда составляет 2,75 вольт, а максимальное — 4,25 вольт. Если разрядить литиевый аккумулятор до менее чем 2,75 вольт, то аккумулятор начнет терять емкость, а если перезарядить его сверх меры — может взорваться.

Для свинцово-кислотного аккумулятора на 12 вольт, предельно безопасный минимум равен 9,6 вольт, а максимум, до которого можно заряжать, составляет 13 вольт и т. д.

Как видите, в сведениях о емкости (в ампер-часах) вольты не упоминаются вовсе. А между тем, если перевести часы в секунды, а затем величину емкости умножить на напряжение аккумулятора, то получим величину энергии заряда данного аккумулятора в джоулях:

Так или иначе, емкость исправного аккумулятора практически не зависит от напряжения на его клеммах в текущий момент. А вот когда мы произносим «заряд аккумулятора», то имеем ввиду уже не емкость, а как раз то напряжение, до которого аккумулятор сейчас заряжен. Если аккумулятор заряжен до номинального напряжения, то можно рассчитывать на ту емкость, которой аккумулятор в этот момент обладает. Если же аккумулятор разряжен, то его емкость уже не имеет значения.

При этом реальная емкость аккумулятора, как можно видеть по семейству разрядных характеристик, сильно зависит от величины тока разряда. 10-часовой разряд и 10-минутный разряд, например для свинцово-кислотного аккумулятора (см. рисунок выше), покажут разницу в емкости приблизительно вдвое!

Можно обнаружить даже более-менее точную математическую зависимость между разрядным током и временем разряда того или иного экземпляра аккумулятора. Эту зависимость выявил немецкий ученый Пейкерт, и ввел так называемый «коэффициент Пейкерта» р, который, к примеру, для герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов находится в районе 1,25. Чем выше ток разряда — тем меньше время разряда. А константа в правой части уравнения — напрямую зависит он номинальной емкости аккумулятора.

При желании реальную емкость аккумулятора можно определить очень просто: зарядить полностью аккумулятор (до максимально разрешенного напряжения, которое указано в документации), а затем разрядить постоянным током (близким к 10-часовой разрядной характеристике из документации) до конечного напряжения разряда (которое также приведено в документации).

Перемножить ток разряда и время разряда в часах — получится реальная емкость аккумулятора в ампер- или в миллиампер-часах.

Ранее ЭлектроВести писали, что стартап Climate Change Storage (CCT Energy Storage) из Южной Австралии построил и запустил первый в мире термальный аккумулятор, который сможет хранить в шесть раз больше энергии, чем литиевый аккумулятор аналогичной емкости. Кроме того, стоимость термального аккумулятора на 20-40% дешевле.

По материалам: electrik.info.

8 действительно работающих способов продлить работу аккумулятора

Несколько простых советов, которые помогут вашему ноутбуку дольше работать без подзарядки.

Если вы много путешествуете или просто любите прогуляться, всегда существует вероятность, что ноутбук разрядится в самый неподходящий момент. Прямо перед концовкой фильма. В середине важного документа. При составлении маршрута во время поездки. Ничто так не выбивает из колеи, как разряженный аккумулятор в подобной ситуации.

Но почему ноутбук разряжается намного быстрее, чем обещают производители? И что можно сделать, чтобы максимально продлить работу без подзарядки? В этой статье мы начнем с основ и рассмотрим секреты экономии заряда ноутбука.

1. Заботьтесь об аккумуляторе своего ноутбука, а если нужно — замените его

Литий-ионные аккумуляторы, используемые в любом ноутбуке или смартфоне, со временем теряют свои качества. Отчасти это связано с резкими перепадами температур, поэтому не стоит перегревать или переохлаждать свой ноутбук. Если вы работаете не в помещении, не оставляйте его на солнце и постарайтесь избегать высокого энергопотребления (далее мы поговорим об этом подробнее).

Но главное — по возможности старайтесь не допускать циклов разрядки. Каждый раз, когда вы полностью разряжаете аккумулятор и заряжаете его снова, его максимальная емкость снижается. Кроме того, стоит избегать «глубокой разрядки»: не следует позволять уровню заряда падать ниже 10 % или 20 %, так как для аккумулятора такое не проходит бесследно.

2. Следите за состоянием аккумулятора

Ухудшение характеристик аккумулятора может сокращать общее время автономной работы и даже вызывать внезапные системные сбои. Чтобы проверить работоспособность своего аккумулятора, выполните следующие действия.

1. Правой кнопкой мыши нажмите кнопку «Пуск» и выберите пункт «Windows PowerShell».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. На следующем экране введите powercfg /batteryreport. Нажмите Enter.

3. Откройте в Проводнике Windows показанный путь. В данном случае: C:\Users\Sandro Villinger\battery-report.html.

4. Пролистайте экран вниз к разделу Установленные аккумуляторы. Под заголовком Расчетная емкость указана первоначальная емкость аккумулятора вашего ноутбука. Ниже показана его текущая емкость. На примере выше емкость нашего аккумулятора уже упала примерно на 15 %.

Когда снижение емкости составит 20–30 %, можно задуматься о замене аккумулятора.

3. Используйте специальные программы

К сожалению, Windows не слишком хорошо справляется с сохранением работоспособности аккумуляторов. Так что позаботиться об этом стоит нам самим. Совсем недавно мы выпустили совершенно новый продукт — Avast Battery Saver. Он способен позаботиться о том, чтобы процессор ноутбука не потреблял больше энергии, чем ему необходимо, своевременно отключать требовательные к энергии устройства и повышать общую эффективность энергопотребления ПК. Достаточно щелкнуть мышью.

Нажмите здесь, чтобы узнать больше о нашей утилите. Нужно просто установить программу, выбрать режим «Максимальный» и наблюдать, насколько увеличится продолжительность работы от аккумулятора.

4. Находите приложения, слишком сильно расходующие заряд, и принимайте меры

Ноутбук, который только что достали из коробки, кажется, может работать бесконечно… Но стоит установить приложения, как заряд начинает стремительно иссякать.

Причина кроется в том, что многие приложения слишком сильно увеличивают энергопотребление и не позволяют ноутбуку экономить заряд. Чтобы найти такие программы, стоит заглянуть в Диспетчер задач.

Щелкните правой кнопкой мыши панель задач и выберите пункт Диспетчер задач.

Затем найдите и выберите вкладку с информацией об энергопотреблении. Там будут перечислены все работающие приложения, отсортированные в порядке использования энергии.

Закройте все ненужные приложения. На примере выше программа Outlook потребляет много энергии, хотя и не используется в данный момент. Самое время ее закрыть. Если приложение вам не знакомо, попробуйте выяснить, нужно ли оно, поискав информацию в Google.

5. Заставьте Windows экономить заряд

В ОС Windows есть ползунок энергопотребления, который помогает снизить активность фоновых приложений и сократить расход энергии оборудованием. При работе от аккумулятора ползунок следует сдвигать в крайнее левое положение.

 

 

 

 

 

6. Переведите видеокарту в энергосберегающий режим

Видеокарта — один из лидеров по энергопотреблению среди всех комплектующих вашего ноутбука. Во многих случаях нет никакой необходимости использовать весь ее потенциал. Поэтому хорошей идеей будет активировать ее энергосберегающие функции. Обычно для перехода к этим настройкам нужно щелкнуть рабочий стол Windows правой кнопкой мыши и найти настройки, связанные с графикой, как на примере ниже.

 

 

 

 

 

 

 

Внешний вид этих настроек сильно отличается на разных компьютерах. Постарайтесь найти настройки, касающиеся энергопотребления, аккумулятора или заряда, и убедитесь, что все нужные параметры активированы, как на примере.

7. Приглушите свет

В зависимости от размера и яркости экран может расходовать до 70 % энергии! Использование максимальной яркости точно сократит время работы от аккумулятора.

Поэтому постарайтесь найти оптимальный баланс (когда заряд подходит к концу, я снижаю яркость примерно вдвое). В нашей программе Avast Battery Saver есть настройки, которые адаптируют яркость, что также поможет сохранить заряд во время работы в хорошо или плохо освещенных помещениях.

 

 

 

 

 

 

8. Отключите ненужные устройства

Каждое подключенное к ноутбуку устройство использует часть его заряда. Особенно это касается требовательных к энергии гаджетов, таких как смартфоны (высасывающие энергию для собственной подзарядки) и внешние жесткие диски. Правило здесь таково: если что-то вам не нужно, стоит это отключить.

Следите за нашими новостями в социальных сетях ВКонтакте, Одноклассники, Facebook и Twitter. 

Топ-10 приложений для проверки батареи смартфона | Смартфоны | Блог

Если ваш смартфон стал быстро садиться, а его батареи хватает всего на несколько часов, самое время протестировать гаджет на изношенность аккумулятора. Для этого не нужно сдавать его в техсервис. Достаточно воспользоваться любым из предложенных ниже приложений для проверки батарей.

Nova Battery Tester

С помощью этого приложения вы сможете протестировать емкость аккумулятора как на телефоне, так и на планшете. Программа содержит несколько режимов тестинга: быстрый, стандартный и долгий режим. Самые реальные показатели дает стандартное и долгое тестирование. Быстрый режим показывает результаты с ощутимой погрешностью. Полный анализ батареи на «Nova Battery Tester» занимает от 1 до 1,5 часов.

При первом подключении утилита требует выхода в интернет для внесения данных о токе потребления вашего устройства и других характеристик, скачиваемых приложением из собственной онлайн-базы.

Программа бесплатна, русифицирована, имеет простой и понятный интерфейс. В ней нет ничего лишнего, она не виснет и отлично справляется с поставленной перед нею задачей.

Совместимость: Android.

Battery HD Pro

Это приложение не только оценивает состояние аккумулятора, но и имеет массу других связанных функций. Оно показывает, как много времени у вас осталось для телефонных разговоров, просмотра видео и выхода в интернет до того, как в батарее закончится питание. Все эти данные программа анализирует в режиме реального времени, исходя из уровня зарядки аккумулятора.

Возможности утилиты:

  • калибровка, тесты;
  • оценка состояния батареи, ее нагрева, напряжения;
  • индикаторы остатка времени до конца заряда в активном и спящем режиме.

Продолжительности калибровки в «Battery HD Pro» – 1–1,5 часа. Интерфейс – русский/английский. Достоинства приложения – точность, много пользовательских настроек, абсолютно бесплатный функционал. Платная версия утилиты отличается от бесплатной только отсутствием рекламы. В остальном они идентичны.

Совместимость: Android, iOS.

Battery Life

Программа для измерения максимальной емкости аккумулятора тестирует систему и производит просчеты в процентном соотношении от 0 до 100. Утилита предоставляет подробный отчет о состоянии батареи:

  • уровень заряда;
  • температура;
  • емкость;
  • количество циклов.

Приложение также показывает уровень потребления энергии различными гаджетами, играми и прочими программами, установленными на телефон. В нем есть несколько предустановленных режимов для экономии заряда и ряд функций, позволяющих корректировать настройки для увеличения времени работы аккумулятора. Достоинства «Battery Life» – точность измерений, минимальная нагрузка на систему, быстрая подзарядка.

Совместимость: Android, iOS.

AccuBattery

Программа измеряет емкость батареи, показывает ее загрузку и данные об использовании, позволяет оптимизировать энергорасход и продлевает срок службы аккумулятора.

Дополнительный функционал:

  • информация об оставшемся времени работы батареи в спящем и активном режиме;
  • данные о величине расходования ресурсов приложениями;
  • оповещения о заряде;
  • расчет уровня износа в процессе каждой зарядки.

Вся информация в «AccuBattery» обрабатывается в режиме реального времени. В расчетах учитывается активность экрана – включен он или выключен. С помощью этого приложения вы сможете использовать режим энергоэкономии, отслеживать программы, которые «пожирают» энергию гаджета и получать детализированную статистику. Достоинства программы – отсутствие рекламы, много функционала, простой и понятный интерфейс.

Совместимость: Android.

Power Battery

Это не просто приложение, а целый комплекс по диагностике и уходу за батареей. Здесь есть все: набор тестов для оценки и улучшения производительности элементов питания, встроенные режимы экономии и служба очистки памяти.

Возможности программы:

  • точное определение оставшегося времени работы аккумулятора;
  • оценка затрат питания приложениями, установленными на телефоне;
  • возможность удаления ненужных программ и мусора, влияющего на расход питания батареи;
  • функционал по оптимизации памяти, улучшющий скорость устройства;
  • индефикатор аппаратного и программного обеспечения;
  • счетчики оставшегося времени на звонки, игры, прослушивание аудио и видео контента;
  • оценка состояния аккумулятора: его износ, температура, емкость, напряжение;
  • возможность создания энергосберегающего режима с учетом личных предпочтений пользователя.

Многие функции в «Power Battery» могут использоваться в автоматическом режиме. При их активизации приложение самостоятельно отключает энергозатратные программы, переводит телефон в режим экономии и очищает память от ненужного мусора. У программы есть свое собственное сообщество, где общаются ее пользователи. Она обладает большим функционалом и предоставляет его абсолютно бесплатно.

Совместимость: Android.

Battery Alarm

Хорошее приложение со стандартным набором тестов, настроек и дополнительным пользовательским функционалом. С помощью этой программы вы сможете оценивать состояние батареи в режиме реального времени, оптимизировать ее работу и расход электроэнергии.

Функционал приложения:

  • базовая информация: состояние, температура и напряжение батареи;
  • контроль за временем зарядки – предупредительный сигнал по завершении и автовыключение;
  • энергосберегающие настройки;
  • продуманный режим уведомлений.

«Battery Alarm» не дает нагрузку на систему, работает даже в спящем режиме, имеет небольшой размер и очень простую графику. Достоинства – нет рекламы. Недостатки – англоязычный интерфейс.

Совместимость: Android, iOS.

GSam Battery Monitor

Приложение отображает подробную информацию о состоянии аккумулятора и его работоспособности, позволяет управлять энергоресурсами телефона и увеличивает его время работы за счет отключения ненужных программ. В «GSam Battery» есть множество информационных виджетов:

  • % оставшегося заряда;
  • время полного расхода батареи в активном и пассивном режиме;
  • температура и напряжение аккумулятора;
  • статистические данные о расходовании энергоресурсов за предыдущие дни.

Эта программа дает точный подсчет и вычисляет даже скрытые приложения, увеличивающие расход батареи в несколько раз. Плюсы – эффективно выполняет свои задачи. Минусы – потребляет много электроэнергии.

Совместимость: Android.

Это приложение достаточно точно оценивает состояние аккумулятора, его емкость и нагрев, анализирует статистику разряда/заряда в режиме реального времени и отображает информацию в виде графиков.

Особенности виджета:

  • низкий расход энергии;
  • простая графика;
  • непрерывный мониторинг;
  • гибкие настройки.

Приложение позволяет осуществлять калибровку батареи как в ручном, так и в автоматическом режиме. Основной набор функций программы предоставляется бесплатно, но есть и платные улучшения.

Совместимость: Android.

Battery Doctor

Утилита оценивает ресурс батареи и продлевает ее жизнеспособность. Она увеличивает время заряда аккумулятора, оценивает источники и объем расходования энергоресурсов.

Что может приложение:

  • дает точную оценку оставшегося времени использования гаджета по текущему уровню заряда;
  • предоставляет возможность отслеживать программы с большим расходом энергии;
  • дает советы по экономии питания;
  • контролирует процесс подзарядки.

Программа самостоятельно выключает приложения с большим расходом энергии, улучшает срок службы батареи и ускоряет работу устройства. Особенности утилиты – русский язык, удобный интерфейс, точность вычислений.

Совместимость: Android, iOS.

Ampere

Отличительные особенности «Ampere» – это отсутствие лишнего функционала и простой интерфейс. Приложение показывает подробную информацию о состоянии батареи, оценивает уровень ее заряда, температуру и напряжение.

Также утилита анализирует скорость подзарядки и отображает время до ее окончания. Благодаря такому функционалу программу можно использовать не только для тестирования батареи, но и для оценки качества зарядных устройств – чем выше скорость, тем лучше оборудование.

Совместимость: Android.

что это такое и на что влияет

Основные параметры аккумулятора автомобиля сводятся не только к массе, габаритам и расположению выводов, но и к «электрическим» показателям и характеристикам:

  • емкость аккумулятора;
  • ток холодной прокрутки,
  • электродвижущая сила и т. д.

При этом емкость АКБ является одной из важнейших характеристик. Измеряется емкость в ампер-часах (А-ч, Ач, А∙ч, Ah). Данный показатель позволяет определить величину силы тока, с которой происходит равномерный разряд батареи до конечного напряжения (10.8 вольт).

При выборе аккумуляторной батареи не все автолюбители знают, что такое емкость автомобильного аккумулятора, а также аккумулятор с какой емкостью лучше выбрать. Подробнее читайте в нашей статье.  

Содержание статьи

Что такое емкость аккумулятора

Емкость АКБ (среди автолюбителей также часто встречается обозначение «объем» аккумулятора) на разных батареях отличается. Это значит, что для различных классов авто, мотоциклов и другой техники необходимо подбирать подходящую батарею. Игнорирование данного правила позволит избежать проблем с электрооборудованием и эксплуатацией ТС.

Для аккумуляторов на автомобили емкость измеряется в ампер-часах (сокращенно А-ч). Обычно емкость указана на наклейке на корпусе автомобильного аккумулятора рядом с пусковым током.  По показателю емкости  можно определить величину силы тока, с которой происходит разряд батареи до конечного напряжения  10.8 вольта. Цикл разряда составляет 10-20 часов.

Как рассчитать емкость аккумуляторной батареи

Например, емкость 72 А-ч указывает на то, что автомобильный аккумулятор может в течение 20 часов выдавать ток 3.6 ампер. Далее, когда цикл разряда завершится,  напряжение на выводах АКБ должно быть не меньше 10.8 вольт.

Обратите внимание, что речь идет о постепенном разряде, АКБ не в состоянии выдавать ток 72 ампера в течение 60 минут.  Если увеличить ток разряда, время разряда также уменьшится (степенная зависимость).  Формула такой  зависимости: Cp = I k * t (Cp —емкость аккумулятора, k — коэффициент Пейкерта , который вывел фрмулу,  а обозначение t – время). Коэффициент Пейкерта — постоянная величина для автомобильных свинцово-кислотных АКБ, которая составляет 1.15─1.35.

При этом константа определена по величине номинальной емкости АКБ. Чтобы выполнить расчет реальной емкости АКБ при условии того, что значение  разрядного тока  не постоянное, используется формула E =En (In /I) {p-1} (En — номинальная емкость АКБ, Е – реальная емкость, In номинальное значение разрядного тока, при котором установлена номинальная емкость). Ток в цикле 10 или 20 часов (обычно, это 9% от En).

Номинальная и резервная емкость батареи

Номинальная емкость АКБ является важнейшей характеристикой и определяет общее количество электроэнергии, которое на 100% заряженный аккумулятор способен отдавать в течение определенного времени.

Чем выше оказывается данный показатель, тем дольше батарея будет питать электросеть автомобиля на одном заряде (АКБ 60 Ач способна отдавать ток 1 ампер на протяжении 60 часов, 2 ампера в течение 30 часов и т.д.).

  • Что касается резервной емкости – это значение, указывающее на время отдачи заряда 25А при оптимальной температуре 25°С до конечного минимального значения 10.5 В. Информация о резервной мощности есть не на всех батареях, однако на современных АКБ встречается все чаще.

Измеряют резервную мощность в минутах. Зачастую, при номинальной мощности 60 Ач резервная мощность составляет 90 или 100 минут. Данный показатель позволяет понять, сколько автомобиль «продержится» на заряде от АКБ в случае поломки генератора.

Какая емкость аккумулятора лучше

При необходимости заменить аккумулятор, емкость АКБ номинальная представляет собой важный параметр, на который следует обращать особое внимание. С учетом того, сколько аккумуляторов представлено в продаже, многие автолюбители допускают ошибки.

Многие считают, чем больше в автомобиле электрооборудования, тем мощнее должна быть батарея. Обратите внимание, не для каждого автомобиля нужна батарея с большой емкостью! Более того, рекомендованную емкость лучше не превышать.

Например, если легковой автомобиль имеет двигатель объемом до 2.0 литра, для такого мотора достаточно аккумулятора емкостью 60-72 Ач. В любом случае, аккумулятор нужно подбирать с учетом рекомендаций производителя автомобиля, а рекомендованную емкость лучше не превышать больше чем на 5 Ач.

Рекомендации

Номинальная емкость аккумулятора означает, что при температуре 25°С полностью заряженную АКБ разряжают током величиной, которая равна 0.05 от номинальной емкости в течении 20 часов до напряжения 10. 5В на выводах аккумулятора.   

Следует отметить, что разряд до такого состояния на практике приводит к выходу из строя аккумулятора.  Даже разряд до 11.5 В может привести к переполюсовке одной из банок (секций). Дело в том, что секции не разряжаются одновременно.

Это значит, что самая разряженная банка затем начнет брать заряд от соседних. Результат — плюс становится минусом, а минус плюсом. По этой причине не следует разряжать АКБ  не только до 10.5 Вольт, но и до 11.5 В.  Оптимально разряжать батарею до напряжения 12Вольт.  В этом случае новый аккумулятор отдает до 85% емкости, при этом без последствий для самой батареи. 

Например, включенные габариты потребляют 35Ватт или 3А, ближний свет и габариты 90 Ватт или 7,5А. При такой нагрузке АКБ на 60Ач сядет до напряжения 12В за 12-13 часов для габаритов. Если же включить ближний свет и габариты, батарея разрядится до 12В  за 4-5 часов.

Еще добавим, что емкость аккумулятора также сильно зависит от класса качества самой батареи, возраста, степени заряда, общего износа и т.д. Как правило, если аккумулятору годи или два, имеет место сульфатация АКБ. Если такой аккумулятор дополнительно не заряжали и не обслуживали, тогда  батарея 60Ач в реальности имеет емкость не более 4-6 Ач.

По этой причине необходимо периодически обслуживать аккумулятор, контролировать уровень и плотность электролита, выполнять десульфатацию аккумулятора и производить правильную зарядку от внешних зарядных устройств.  При таком подходе можно увеличить срок службы АКБ на 20-30%, а также избежать быстрой потери реальной емкости новой батареи уже через 12-18 месяцев активной эксплуатации.

Емкость аккумулятора и пробег

Квадроциклы обычно продаются с батареями емкостью 12Ач, 20Ач, 40Ач и т.д. А как понять это много или мало?

Давайте перейдем к простым расчетам. Я сделаю сильно упрощенное представление, для простоты понимания.

Напомню немного физики из школьной программы:

  • Мощность (Ватт, W) = Сила тока (Ампер, A) умножить на Напряжение (Вольт, V). (W=I*U). Короче Ватт это Вольт*Ампер.
  • Емкость батареи в Ah — сколько ампер сможет отдать батарея за один час.
  • Запасенная энергия (Ватт*Час, Wh)  — сколько ватт сможет отдать батарея за один час. Грубо — сколько энергии в Ваттах хранится в аккумуляторе. Запасенная энергия — более правильная характеристика емкости батареи. Если у Вас батарея содержит энергии 1kВтч (например 50v 20Ah = 1000Wh), то ее физический смысл говорит, что она сможет питать двигатель мощностью 1kW в течение одного часа.

Вот несколько выкладок, которые надо понять:

  1. Если у Вас в системе напряжение 48V, а емкость батареи 20Ah, то она запасла 48*20=960Wh. То есть примерно 1 kWh. Ну и если у Вас в системе напряжение 60V, а емкость батареи 50Ah, то она запасла 60*50=3000Wh. То есть 3 kWh. А значит она сможет питать двигатель 1kW в течение 3х часов или двигатель 3kW в течение часа.
  2. Если у Вас батарея запасла 1 kWh, а у Вас стоит двигатель 1 kW, то Ваш двигатель будет работать на полной мощности 1 час. Если у Вас батарея запасла 3 kWh, и у Вас стоит двигатель 1,5 kW, то Ваш двигатель будет работать на полной мощности 2 часа.
  3. Теоретический пробег квадроцикла на одном заряде вычисляется умножением максимальной скорости квадрика (а она достигается, когда двигатель работает на полной мощности) на время работы его двигателя на полной мощности.  

Например рассчитаем пробег на одном заряде для квадроцикла Sahara A3000 72V 3000W 52Ah.

  1. Запасенная энергия батареи равна 72V * 52Ah = 3,75kWh (см п.1)
  2. Время работы двигателя на полной мощности равна 3,75kWh / 3 kW = 1,25 часа (см п.2)
  3. Максимальную скорость берем из характеристик модели = 50 км/час.
  4. Значит пробег на одном заряде равен 50 * 1,25 = 62 км (см п.3)

Потребление энергии при катании — примерно половина от номинальной мощности двигателя и зависит от условий езды (асфальт, трава, грязь, вес пассажира, уклоны, повороты и т.п) То есть квадрик бегает обычно в два раза дольше расчетных значений времени работы двигателя на полной мощности.

Учтите, что дольше не значит дальше. Теоретический пробег при этом сохраняется. Просто средняя скорость движения при катания обычно примерно половина от максимальной скорости…

Номинальная емкость аккумулятора — это.

.. Что такое Номинальная емкость аккумулятора?
Номинальная емкость аккумулятора

«…Номинальная емкость: количество электричества С5 (А x ч), указанное изготовителем, которое может отдать аккумулятор при разряде током 0,2 It А до конечного напряжения 1 В и температуре 20 `C после заряда, хранения и разряда в условиях, установленных в разделе 4…»

Источник:

«АККУМУЛЯТОРЫ И АККУМУЛЯТОРНЫЕ БАТАРЕИ, СОДЕРЖАЩИЕ ЩЕЛОЧНОЙ И ДРУГИЕ НЕКИСЛОТНЫЕ ЭЛЕКТРОЛИТЫ. ПОРТАТИВНЫЕ ГЕРМЕТИЧНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ. ЧАСТЬ 1. НИКЕЛЬ-КАДМИЙ. ГОСТ Р МЭК 61951-1-2004»

(утв. Постановлением Госстандарта РФ от 09.03.2004 N 138-ст)

Официальная терминология. Академик.ру. 2012.

  • Номинальная грузоподъемность лифта
  • Номинальная мощность объекта сжигания отходов

Смотреть что такое «Номинальная емкость аккумулятора» в других словарях:

  • емкость аккумулятора — Способность накапливать и отдавать электроэнергию постоянного тока, определяет время автономной работы ИБП. Измеряется в ампер часах или ватт часах. В случае относительно быстрого разряда аккумулятора применяется более удобное понятие –… …   Справочник технического переводчика

  • номинальная емкость химического источника тока — номинальная емкость Емкость, на которую рассчитан химический источник тока, указываемая изготовителем. [ГОСТ 15596 82] номинальная емкость Соответствующее приближенное количество электричества, используемое для идентификации емкости аккумулятора… …   Справочник технического переводчика

  • номинальная емкость — 1.3.16. номинальная емкость : Количество электричества С5, А·ч (ампер часы), указанное изготовителем, которое может отдать аккумулятор при разряде током 0,2 It А до определенного конечного напряжения после заряда, хранения и разряда в заданных… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • ГОСТ Р МЭК 62281-2007: Безопасность при транспортировании первичных литиевых элементов и батарей, литиевых аккумуляторов и аккумуляторных батарей — Терминология ГОСТ Р МЭК 62281 2007: Безопасность при транспортировании первичных литиевых элементов и батарей, литиевых аккумуляторов и аккумуляторных батарей оригинал документа: 3. 2 батарея (battery): Один или несколько первичных элементов или… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • содержание — 4.45 содержание (table of contents): Указатель заголовков издания с указанием номеров страниц в порядке их возрастания. Источник: ГОСТ Р ИСО/МЭК 15910 2002: Информационная технология. Процесс создания документации пользователя про …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • содержание эквивалента лития — 3.16 содержание эквивалента лития (lithium equivalent content): Масса эквивалента лития, содержащегося в литий ионном аккумуляторе или батарее. Примечание Содержание эквивалента лития в литий ионном аккумуляторе mе, г, рассчитывают по формуле mе …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • ГОСТ 15596-82: Источники тока химические. Термины и определения — Терминология ГОСТ 15596 82: Источники тока химические. Термины и определения оригинал документа: 8. Аккумулятор Akkumulator Гальванический элемент, предназначенный для многократного разряда за счет восстановления емкости путем заряда… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • свинцово-кислотная аккумуляторная батарея — Аккумуляторная батарея, в которой электроды изготовлены главным образом из свинца, а электролит представляет собой раствор серной кислоты. [Инструкция по эксплуатации стационарных свинцово кислотных аккумуляторных батарей в составе ЭПУ на… …   Справочник технического переводчика

  • ГОСТ Р МЭК 61960-2007: Аккумуляторы и аккумуляторные батареи, содержащие щелочной и другие некислотные электролиты. Аккумуляторы и аккумуляторные батареи литиевые для портативного применения — Терминология ГОСТ Р МЭК 61960 2007: Аккумуляторы и аккумуляторные батареи, содержащие щелочной и другие некислотные электролиты. Аккумуляторы и аккумуляторные батареи литиевые для портативного применения оригинал документа: 3. 3 конечное (конечное …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • СТО 70238424.29.220.20.001-2009: Аккумуляторные установки электрических станций. Организация эксплуатации и технического обслуживания. Нормы и требования — Терминология СТО 70238424.29.220.20.001 2009: Аккумуляторные установки электрических станций. Организация эксплуатации и технического обслуживания. Нормы и требования: 3.1 аккумулятор (элемент) : Совокупность электродов и электролита, образующая… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Почему опасно устанавливать в автомобиль более мощный аккумулятор

Когда с наступлением холодов аккумулятор вашего автомобиля подает явные признаки износа, встает вопрос о его замене. При этом возникает резонный соблазн — заменить «дохлую» АКБ на более мощный аналог. Тем не менее, как показывает практика, такая «рокировка» не всегда безопасна.

Зачем автомобилю нужна емкая и выносливая батарея, совершенно понятно. Представьте себе ситуацию — вы потратили часть ресурса АКБ при запуске двигателя в зимний мороз, затем отправились в офис по пробкам, да еще и включили энергопотребители — магнитолу, печку, фары, подключили к USB-слоту смартфон.

При таком раскладе более емкий аккумулятор даст больше гарантий того, что, стартуя из офиса домой, вы заведете машину без всяких проблем. И если даже такой «пробочный» сценарий будет повторяться изо дня в день всю зиму, ресурса мощной АКБ хватит до того момента, как вы наконец отправитесь в дальнюю поездку (как правило, это вылазки на дачу весной) на «шоссейных» скоростях, и генератор зарядит АКБ по полной.

Значит, выходит, что стоит установить под капот максимально мощный аккумулятор, к примеру, от грузовичка, и вы не будете знать проблем с «холодным пуском»? Так было еще пару десятков лет назад.

В «Жигули», «Москвичи» и «Волги» вполне можно было установить максимально емкую АКБ, а ограничением являлось, пожалуй, лишь дефицит свободного пространства под капотом. Однако с появлением на рынке высокотехнологичных иномарок ситуация в корне изменилась. Пожалуй, главным препятствием для установки «царей-АКБ» стали высокотехнологичные генераторы. В ряде новых недешевых моделей этот узел наделен отдельным блоком (Battery Monitoring System), регулирующим зарядку АКБ не до 100%, а до 80%, что сделано прежде всего с прицелом на экологию и максимальный ресурс аккумулятора.

Так что же произойдет, если вы установите в машину с таким «умным» генератором АКБ повышенной емкости? Скажем, мануал предписывает использование АКБ на 50Ач, а вы ставите на 75 Ач или даже на 90 Ач? Получаем в результате буквально «горе от ума».

Генераторы, заточенные на определенный объем аккумулятора, будут постоянно недозаряжать большую батарею (из-за софта блока Battery Monitoring System), а это чревато целым рядом неприятностей для владельца автомобиля. Один из вероятных сценариев — из-за хронического недозаряда в АКБ запустится необратимый процесс сульфатации пластин, в результате снизится емкость и пусковой ток. Как следствие, такой аккумулятор может подвести в любой момент. И в конце концов такая батарея преждевременно выйдет из строя. Проблему могла бы решить регулярная подзарядка мощной АКБ вручную от стационарного зарядного устройства. Однако, как известно, это дело хлопотное.

Радикальный вариант в случае с автомобилями, оснащенными системой Battery Monitoring System, — это подключение ЕБУ к компьютеру и «прописывание» новой, более емкой АКБ. Но и такой сценарий потребует усилий и вложений. Ведь вам потребуется либо помощь мастеров, либо, если «пользователь» подкован, как минимум правильное программное обеспечение и новый модуль, который, что радует, реально приобрести через интернет-магазины.

В любом случае, чтобы исключить неприятные сценарии, владельцам следует быть уверенными, что их АКБ заряжается от генератора по максимуму. Для этого можно проверить плотность электролита (подходит для батарей, у которых электролит жидкий, а не гель). На холодном двигателе при снятой клемме с помощью ареометра измеряем плотность электролита во всех отсеках.

Если АКБ заряжена на 100%, то прибор покажет 1.26-1.27 единиц. Если меньше, имеем недозаряд. Второй способ — замер напряжения на клеммах аккумулятора. Ставим автомобиль на стоянку, дожидаемся, когда двигатель остынет, отсоединяем клеммы от АКБ, и подключаем вольтметр. Если прибор показал значение выше 12,5 В, все нормально Значение 12.7 В говорит о том, что АКБ зарядилась на все 100%. Если напряжение ниже, нужно подзарядить.

• Япония: объем продаж ионно-литиевых аккумуляторов в 2020 г.

• Япония: объем продаж ионно-литиевых аккумуляторов в 2020 г. | Statista

Другая статистика по теме

Пожалуйста, создайте учетную запись сотрудника, чтобы иметь возможность отмечать статистику как избранную. Затем вы можете получить доступ к своей любимой статистике через звездочку в заголовке.

Зарегистрируйтесь сейчас

Пожалуйста, авторизуйтесь, перейдя в «Моя учетная запись» → «Администрирование». После этого вы сможете отмечать статистику как избранную и использовать персональные статистические оповещения.

Аутентифицировать

Сохранить статистику в формате .XLS

Вы можете загрузить эту статистику только как премиум-пользователь.

Сохранить статистику в формате .PNG

Вы можете загрузить эту статистику только как премиум-пользователь.

Сохранить статистику в формате .PDF

Вы можете загрузить эту статистику только как премиум-пользователь.

Показать ссылки на источники

Как премиум-пользователь вы получаете доступ к подробным ссылкам на источники и справочной информации об этой статистике.

Показать подробные сведения об этой статистике

Как премиум-пользователь вы получаете доступ к справочной информации и сведениям о выпуске этой статистики.

Статистика закладок

Как только эта статистика будет обновлена, вы сразу же получите уведомление по электронной почте.

Да, сохранить в избранное!

…и облегчить мою исследовательскую жизнь.

Изменить параметры статистики

Для использования этой функции вам потребуется как минимум Одиночная учетная запись .

Базовая учетная запись

Познакомьтесь с платформой

У вас есть доступ только к базовой статистике.
Эта статистика не учтена в вашем аккаунте.

Единая учетная запись

Идеальная учетная запись начального уровня для индивидуальных пользователей

  • Мгновенный доступ к статистике 1 м
  • Скачать в форматах XLS, PDF и PNG
  • Подробные ссылки

$ 59 39 $ / месяц *

в первые 12 месяцев

Корпоративный аккаунт

Полный доступ

Корпоративное решение, включающее все функции.

* Цены не включают налог с продаж.

Самая важная статистика

Самая важная статистика

Самая важная статистика

Самая важная статистика

Самая важная статистика

Самая важная статистика

Дополнительная статистика

Узнайте больше о том, как Statista может поддержать ваш бизнес.

METI (Япония). (28 мая 2021 г.). Объем продаж литий-ионных аккумуляторных батарей в Японии с 2011 по 2020 год (в миллиардах) [График]. В Statista. Получено 9 ноября 2021 г. с сайта https://www.statista.com/statistics/736837/japan-lithium-ion-battery-sales-volume/

METI (Япония). «Объем продаж литий-ионных аккумуляторов в Японии с 2011 по 2020 годы (в миллиардах)». Диаграмма. 28 мая 2021 года. Statista. По состоянию на 09 ноября 2021 г. https://www.statista.com/statistics/736837/japan-lithium-ion-battery-sales-volume/

METI (Япония). (2021 г.). Объем продаж литий-ионных аккумуляторов в Японии с 2011 по 2020 годы (в миллиардах). Statista. Statista Inc. Дата обращения: 9 ноября 2021 г. https://www.statista.com/statistics/736837/japan-lithium-ion-battery-sales-volume/

METI (Япония). «Объем продаж литий-ионных аккумуляторов в Японии с 2011 по 2020 годы (в миллиардах)». Statista, Statista Inc., 28 мая 2021 г., https://www.statista.com/statistics/736837/japan-lithium-ion-battery-sales-volume/

METI (Япония), Объем продаж аккумуляторных литий-ионных батарей в Японии с 2011 по 2020 год (в миллиардах) Statista, https: // www.statista.com/statistics/736837/japan-lithium-ion-battery-sales-volume/ (последнее посещение — 9 ноября 2021 г.)

EV design — расчет батареи — x-engineer.org

Высоковольтная батарея из наиболее важного компонента аккумуляторного электромобиля (BEV) . Параметры аккумулятора оказывают значительное влияние на другие компоненты и характеристики транспортного средства, например:

  • максимальный крутящий момент тягового двигателя
  • максимальный крутящий момент рекуперативного тормоза
  • дальность полета
  • общий вес транспортного средства
  • цена транспортного средства

Практически все Основные аспекты чисто электрического транспортного средства (EV) зависят от параметров высоковольтной батареи .

При разработке аккумуляторной батареи для нашего электромобиля мы собираемся начать с 4 основных входных параметров:

  • химия
  • напряжение
  • среднее энергопотребление транспортного средства за цикл движения
  • дальность полета автомобиля

Аккумулятор состоит из одного или более электрохимических элементов ( аккумуляторных элементов ), которые преобразуют химическую энергию в электрическую энергию (во время разрядки) и электрическую энергию в химическую энергию (во время зарядки).Тип элементов, содержащихся в батарее, и химические реакции во время разрядки-зарядки определяют химию батареи .

Элемент батареи состоит из пяти основных компонентов: электродов — анода и катода, сепараторов, клемм, электролита и корпуса или корпуса. Для автомобильных применений используются различные типы элементов [1]:

Изображение: Литий-ионные аккумуляторные элементы различной формы
Кредит: [1]

Отдельные аккумуляторные элементы сгруппированы в единый механический и электрический блок, называемый аккумулятором модуль . Модули электрически соединены, образуя аккумуляторный блок .

Есть несколько типов аккумуляторов (химические), используемых в силовых установках гибридных и электромобилей, но мы собираемся рассмотреть только литий-ионные элементы . Основная причина в том, что литий-ионные батареи имеют более высокую удельную энергию [Втч / кг] и удельную мощность [Вт / кг] по сравнению с другими типами [2].

Изображение: диаграмма уровня ячеек Рагона, адаптированная из Van Den Bossche 2009
Кредит: [2]

Уровень напряжения батареи определяет максимальную электрическую мощность, которая может быть доставлена ​​непрерывно.Мощность P [Вт] — это произведение между напряжением U [V] и током I [A] : \ [P = U \ cdot I \ tag {1} \]

Чем выше ток, тем больше диаметр высоковольтных проводов и тем выше тепловые потери. По этой причине ток должен быть ограничен до максимума, а номинальная мощность достигается за счет более высокого напряжения. Для нашего приложения мы собираемся рассмотреть номинальное напряжение 400 В .

В статье «Конструкция электромобиля — энергопотребление» мы рассчитали, что среднее энергопотребление силовой установки E p составило 137.8 Втч / км на ездовом цикле WLTC. Помимо энергии, необходимой для приведения в движение, высоковольтная батарея должна обеспечивать энергией вспомогательные устройства автомобиля E aux [Втч / км] , например: электрическая система 12 В, обогрев, охлаждение и т. Д. необходимо учитывать КПД трансмиссии η p [-] при преобразовании электрической энергии в механическую.

\ [E_ {avg} = \ left (E_ {p} + E_ {aux} \ right) \ cdot \ left (2 — \ eta_ {p} \ right) \ tag {2} \]

Для вспомогательных устройств потребление энергии мы собираемся использовать данные из [3], которые содержат типичные требования к мощности некоторых общих электрических компонентов транспортного средства (вспомогательные нагрузки). Длительные электрические нагрузки (фары, мультимедиа и т. Д.) И периодические нагрузки (обогреватель, стоп-сигналы, дворники и т. Д.) Потребляют в среднем 430 Вт электроэнергии. Продолжительность цикла WLTC составляет 1800 с (0,5 ч), что дает энергию 215 Втч для вспомогательных нагрузок. Если мы разделим его на длину ездового цикла WLTC (23,266 км), мы получим среднее потребление энергии для вспомогательных нагрузок E aux из 9,241 Втч / км .

Даже если Втч / км — это на самом деле не энергия, а факторизованная энергия, поскольку она измеряется на единицу расстояния (км), для простоты мы будем называть ее средней энергией.

Постоянный ток (DC), подаваемый батареей, преобразуется инвертором в переменный (AC). Это преобразование происходит с соответствующими потерями. Кроме того, у электродвигателя и трансмиссии есть некоторые потери, которые необходимо учитывать. Для этого упражнения мы собираемся использовать средний КПД η p 0,9 от аккумулятора до колеса.

Замена значений в (2) дает среднее потребление энергии:

\ [E_ {avg} = \ left (137.8 + 9.241 \ right) \ cdot 1.1 = 161.7451 \ text {Wh / km} \]

Аккумуляторная батарея рассчитана на среднее потребление энергии 161,7451 Wh / km .

Архитектура аккумуляторных блоков

Все высоковольтные аккумуляторные блоки состоят из аккумуляторов элементов , собранных в группы и модули. Элемент батареи можно рассматривать как наименьшее деление напряжения.

Изображение: Элемент батареи

Отдельные элементы батареи могут быть сгруппированы параллельно и / или последовательно как модули .Кроме того, аккумуляторные модули могут быть соединены параллельно и / или последовательно для создания аккумуляторного блока . В зависимости от параметров батареи может быть несколько уровней модульности.

Общее напряжение аккумуляторной батареи определяется количеством последовательно соединенных ячеек. Например, общее (цепное) напряжение 6 последовательно соединенных ячеек будет суммой их индивидуальных напряжений.

Изображение: цепочка аккумуляторных элементов

Чтобы увеличить текущую емкость аккумулятора, необходимо подключить больше цепочек параллельно .Например, 3-х гирлянды, соединенные параллельно, утроят емкость и допустимый ток аккумуляторной батареи.

Изображение: ряды аккумуляторных элементов, включенные параллельно

Высоковольтный аккумуляторный блок Mitsubishi i-MiEV состоит из 22 модулей, состоящих из 88 элементов, соединенных последовательно. Каждый модуль содержит 4 призматических ячейки. Напряжение каждой ячейки составляет 3,7 В, а общее напряжение аккумуляторной батареи 330 В.

Изображение: Аккумулятор (модули и элементы)
Кредит: Mitsubishi

Другой пример — высоковольтный аккумуляторный блок Tesla Model S, который имеет:

  • 74 элемента в параллельной группе
  • 6 последовательных групп для модуля
  • 16 последовательных модулей
  • Всего 7104 элемента

Изображение: аккумуляторная батарея Tesla Model S
Кредит: Tesla

Аккумуляторная батарея расчет

Чтобы выбрать, какие аккумуляторные элементы будут в нашем пакете, мы проанализируем несколько моделей аккумуляторных элементов, доступных на рынке. В этом примере мы сосредоточимся только на литий-ионных элементах. Входные параметры аккумуляторных элементов приведены в таблице ниже.

Примечание : Поскольку производители аккумуляторных элементов постоянно придумывают новые модели, возможно, данные, используемые в этом примере, устарели. Это менее важно, поскольку цель статьи — объяснить, как выполняется расчет. Тот же метод можно применить и к любым другим элементам батареи.

цилиндрический цилиндрический цилиндрический цилиндрический

83 9036 93 на основе параметров ячейки предоставленные производителями, мы можем рассчитать энергосодержание, объем, гравиметрическую плотность и объемную плотность для каждой ячейки. 2} {4} \ cdot L_ {bc} \ tag {1} \]

где:
D bc [м] — диаметр элемента батареи
L bc [м] — длина элемента батареи

\ [V_ { pc} = H_ {bc} \ cdot W_ {bc} \ cdot T_ {bc} \ tag {2} \]

где:
H bc [м] — высота аккумуляторного элемента
W bc [м] — ширина элемента батареи
T bc [м] — толщина элемента батареи

Энергия элемента батареи E bc [Вт · ч] рассчитывается как:

\ [E_ {bc} = C_ {bc} \ cdot U_ { bc} \ tag {3} \]

где:
C bc [Ач] — емкость элемента батареи
U bc [В] — напряжение элемента батареи

Плотность энергии элемента батареи рассчитывается как:

  • объемная плотность энергии , u V [Вт · ч / м 3 ]
\ [u_ {V} = \ frac {E_ {bc}} {V_ {cc (pc)}} \ tag {4 } \]
  • гравиметрическая плотность энергии , u G [Втч / кг]
\ [u_ {G} = \ frac {E_ {bc}} {m_ {bc}} \ tag {5} \] 9 0003 где:
m bc [кг] — масса элемента батареи

Плотность энергии для каждой ячейки сведена в таблицу ниже.

Производитель Panasonic A123-Systems Molicel A123-Systems Toshiba Kokam
мешочек мешочек
Модель NCR18650B ANR26650m1-B ICR-18650K 20Ah 20Ah 9028 9028 9028 9028 9028 9028 9028 9028 9028 9028 9028 9028 9028 9028 9028 9028 9028 ] [6] [7] [8] [9]
Длина [м] 0. 0653 0,065 0,0652 0 0 0
Диаметр [м] 0,0185 0,026 0,0186 0 [м] 0 0 0 0,227 0,103 0,272
Ширина [м] 0 0 0 0 0.16 0,115 0,082
Толщина [м] 0 0 0 0,00725 0,022 0,0077
0,076 0,05 0,496 0,51 0,317
Емкость [А · ч] 3,2 2,5 2,6 19,5 20 6
Напряжение [В] 3,6 3,3 3,7 3,3 2,3 3,6
C-rate (продолжение) 1 1 1 1 2
C-rate (пик) 1 24 2 10 1 3
цилиндрический цилиндрический цилиндрический цилиндрический 9010 SLS 9028 9028 9028 9028 9010 SL52 плотность
гравиметрическая [Втч / кг]
Производитель Panasonic A123-Systems Molicel A123-Systems Toshiba Kokam
сумка сумка
Модель NCR18650B ANR26650m1-B ICR-18650K 20Ah 20Ah 708 9028 8,25 9,62 64,35 46 56,16
Объем [л] 0,017553 0,034510 0,017716 0,017716 237,53 108,55 192,40 129,74 90,20 177,16
Плотность энергии
объемная 09 65287 65287 6528731
239,06 543,01 244,38 176,52 327

Для лучшего обзора параметров ячеек и упрощения их сравнения основные параметры отображаются в виде гистограмм на изображениях ниже .

С учетом вышеуказанных параметров элемента и основных требований к батарее (номинальное напряжение, среднее энергопотребление и запас хода транспортного средства) мы рассчитываем основные параметры высоковольтной батареи.

Требуемая общая энергия аккумуляторного блока E bp [Wh] рассчитывается как произведение среднего энергопотребления E avg [Wh / км] и запаса хода D v [км]. Для этого примера мы спроектируем блок высоковольтной аккумуляторной батареи для пробега автомобиля 250 км .

\ [E_ {bp} = E_ {avg} \ cdot D_ {v} = 161.7451 \ cdot 250 = 40436.275 \ text {Wh} = 40. 44 \ text {kWh} \ tag {6} \]

Выполняются следующие вычисления для каждого типа ячеек.В этом примере мы будем считать, что аккумуляторная батарея состоит только из нескольких цепочек , соединенных параллельно .

Количество элементов батареи, соединенных последовательно N cs [-] в цепочке, рассчитывается путем деления номинального напряжения аккумуляторной батареи U bp [В] на напряжение каждого элемента батареи U bc [ V]. Количество строк должно быть целым числом. Поэтому результат вычисления округляется до большего целого числа.

\ [N_ {cs} = \ frac {U_ {bp}} {U_ {bc}} \ tag {7} \]

Энергосодержание строки E bs [Вт · ч] равно произведению между количеством элементов батареи, соединенных последовательно N cs [-], и энергией элемента батареи E bc [Вт · ч].

\ [E_ {bs} = N_ {cs} \ cdot E_ {bc} \ tag {8} \]

Общее количество комплектов батарейного блока N sb [-] рассчитывается путем деления батареи упаковать полную энергию E bp [Вт-ч] в энергосодержание струны E bs [Вт-ч]. Количество строк должно быть целым числом. Поэтому результат вычисления округляется до большего целого числа.

\ [N_ {sb} = \ frac {E_ {bp}} {E_ {bs}} \ tag {9} \]

Теперь мы можем пересчитать общую энергию батарейного блока E bp [Wh] как произведение между количеством струн N sb [-] и содержанием энергии каждой струны E bs [Вт-ч].

\ [E_ {bp} = N_ {sb} \ cdot E_ {bs} \ tag {10} \]

Емкость аккумуляторного блока C bp [А · ч] рассчитывается как произведение количества строк N sb [-] и емкость аккумуляторного элемента C bc [Ач].

\ [C_ {bp} = N_ {sb} \ cdot C_ {bc} \ tag {11} \]

Общее количество ячеек в аккумуляторном блоке N cb [-] рассчитывается как произведение между количество строк N sb [-] и количество ячеек в строке N cs [-].

\ [N_ {cb} = N_ {sb} \ cdot N_ {cs} \ tag {12} \]

Размер и масса высоковольтной батареи являются очень важным параметром, который следует учитывать при проектировании аккумуляторного электромобиля (BEV) . В этом примере мы собираемся рассчитать объем аккумуляторной батареи, учитывая только ее элементы.На самом деле необходимо учитывать и другие факторы, такие как: электронные схемы, контур охлаждения, корпус батареи, проводка и т. Д.

Масса аккумуляторного блока (только элементы) м bp [кг] — это произведение между общим числом элементов N cb [-] и масса каждого элемента батареи m bc [кг].

\ [m_ {bp} = N_ {cb} \ cdot m_ {bc} \ tag {13} \]

Объем аккумуляторной батареи (только элементы) V bp [m 3 ] — это произведение между общим количеством элементов N cb [-] и массой каждого элемента батареи V cc (pc) [m 3 ].Этот объем используется только для оценки окончательного объема аккумуляторной батареи, поскольку он не принимает во внимание вспомогательные компоненты / системы аккумуляторной батареи.

\ [V_ {bp} = N_ {cb} \ cdot V_ {cc (pc)} \ tag {14} \]

Объем также может быть вычислен функцией количества строк и количества ячеек в строке. Этот метод расчета больше подходит для цилиндрической ячейки, так как объем, занимаемый цилиндрической ячейкой, должен учитывать воздушный зазор между ячейками.

Пиковый ток цепочки I spc [A] представляет собой произведение между пиковым значением C для аккумуляторного элемента C-rate bcp [h -1 ] и емкостью аккумуляторного элемента C bc [Ах].

\ [I_ {spc} = \ text {C-rate} _ {bcp} \ cdot C_ {bc} \ tag {15} \]

Пиковый ток аккумуляторной батареи I bpp [A] — это продукт между пиковым током цепочки I spc [A] и количеством цепочек аккумуляторной батареи N sb [-].

\ [I_ {bpp} = I_ {spc} \ cdot N_ {sb} \ tag {16} \]

Пиковая мощность аккумуляторного блока P bpp [Вт] — это произведение между пиковым током аккумуляторного блока I bpp [A] и напряжение аккумуляторной батареи U bp [В].

\ [P_ {bpp} = I_ {bpp} \ cdot U_ {bp} \ tag {17} \]

Непрерывный ток строки I scc [A] является произведением между непрерывной скоростью C аккумуляторная ячейка C-rate bcc [h -1 ] и емкость аккумуляторной ячейки C bc [Ач].

\ [I_ {scc} = \ text {C-rate} _ {bcc} \ cdot C_ {bc} \ tag {18} \]

Аккумулятор непрерывного тока I bpc [A] является продуктом между цепочкой постоянного тока I scc [A] и количеством цепочек аккумуляторной батареи N sb [-].

\ [I_ {bpc} = I_ {scc} \ cdot N_ {sb} \ tag {19} \]

Аккумулятор с непрерывным питанием P bpc [Вт] является продуктом между аккумуляторным блоком постоянного тока I bpc [A] и напряжение аккумуляторной батареи U bp [V].

\ [P_ {bpc} = I_ {bpc} \ cdot U_ {bp} \ tag {20} \]

Результаты уравнений (7) — (20) суммированы в таблице ниже.

Изображение: Напряжение аккумуляторного элемента

Изображение: Емкость аккумуляторного элемента

Изображение: Объемная плотность энергии аккумуляторного элемента

Изображение: Гравиметрическая плотность энергии аккумуляторного элемента

12
Производитель Panasonic A123-Systems Molicel A123-Systems Toshiba Kokam
9028 9028 [количество] ячеек 9028 9028 [количество] ячеек 9028 109 122 174 112
Энергия струны [Вт-ч] 1290 1007 1049 7851 8004 -] 32 41 39 6 6 7
Энергия BP [кВтч] 41. 29 41,27 40,89 47,10 48,02 44,03
Емкость BP [А · ч] 102,4 102,5 101,4 # Всего ячеек [-] 3584 5002 4251 732 1044 784
Масса BP [кг] * 173.8 380,2 212,6 363,1 532,4 248,5
Объем BP [л] * 63 173 753 Пиковый ток ВР [А] 102,4 2460 202,8 1170 120 327,6
Пиковая мощность ВР [кВт] 40284 468 48 131,04
BP постоянный ток [A] 102,4 1025 101,4 117 120 9010,4 9028 9028 кВт мощность ] 40,96 410 40,56 46,8 48 87,36

BP — аккумуляторный блок
* — с учетом только аккумуляторных элементов

Из данных таблицы видно, что Ячейки такого типа имеют лучшее энергосодержание и большую емкость по сравнению с цилиндрическими ячейками.

Те же результаты могут быть отображены в виде гистограмм для облегчения сравнения между различными типами аккумуляторных элементов.

Изображение: Энергия батарейного блока

Изображение: Емкость батарейного блока

Изображение: Общее количество батарей

Изображение: Масса батарейного блока (только элементы)

Изображение: Объем аккумуляторной батареи (только элементы)

Из-за малой емкости цилиндрических элементов по сравнению с ячейками мешка количество элементов, необходимых для аккумуляторного блока, значительно выше.Большое количество ячеек может вызвать дополнительные проблемы в области проводки, контроля напряжения, надежности батареи.

Масса и объем рассчитываются только на уровне ячейки с учетом размеров и массы ячейки. Аккумулятор, который будет в автомобиле, будет иметь дополнительные компоненты (провода, электронные компоненты, пайка, корпус и т. Д.), Что увеличит как конечный объем, так и массу. Тем не менее, глядя только на объем и массу клеток, мы можем оценить, какая модель будет лучше по сравнению с другой.По массе и объему нет четкого различия между цилиндрическими ячейками и ячейками мешочка. Однако кажется, что аккумулятор с ячейками-чехлами немного тяжелее и больше.

Батарейные элементы, производимые A123-Systems, имеют очень высокий максимальный непрерывный ток разряда и максимальный импульсный (пиковый) ток разряда. Что касается энергии и емкости, элементы пакетного типа имеют более высокий пиковый (непрерывный) ток и мощность, чем цилиндрические элементы.

На основании расчетных данных и выводов мы можем выбрать, какие аккумуляторные элементы подходят для аккумуляторной батареи нашего электромобиля.Из наших примеров кажется, что элементы Kokam имеют лучший компромисс между массой, объемом и плотностью энергии / мощности.

Все параметры, уравнения, результаты и графики реализованы в файле Scilab (* . sce). Для скачивания подпишитесь на страницу Patreon.

Вы также можете проверить свои результаты, используя калькулятор ниже.

Калькулятор батареи EV (он-лайн)

Ссылки:

[1] Моой, Роберт и Айдемир, Мухаммед и Селигер, Гюнтер. (2017). Сравнительная оценка различных форм литий-ионных аккумуляторных элементов.Процедуры Производство. 8. 104–111. 10.1016 / j.promfg.2017.02.013.
[2] Бернардини, Анналиа и Барреро, Рикардо и Махарис, Кэти и Ван Мирло, Джоэри. (2015). Технологические решения, направленные на рекуперацию энергии торможения в метро: пример многокритериального анализа. BDC — Bollettino del Centro Calza Bini — Università degli Studi di Napoli Federico II. 14. 301-325. 10.6092 / 2284-4732 / 2929.
[3] Том Дентон, Автомобильные электрические и электронные системы, Третье издание. Эльзевир Баттерворт-Хайнеманн, 2004 г., стр. 129.
[4] https://industrial.panasonic.com/
[5] http://www.a123systems.com/
[6] http://www.molicel.com/
[7] http: // www.a123systems.com/
[8] http://www.toshiba.com/
[9] http://www.kokam.com/

Наноразмерный дизайн, вдохновленный гранатом, для литиевой батареи с заменой большого объема аноды

  • 1

    Armand, M. & Tarascon, JM. Строим лучшие батареи. Природа 451 , 652–657 (2008).

    CAS Статья Google ученый

  • 2

    Арико, А.С., Брюс, П., Скросати, Б., Тараскон, Дж.М. и ван Шалквейк, В. Наноструктурированные материалы для передовых устройств преобразования и хранения энергии. Nature Mater. 4 , 366–377 (2005).

    CAS Статья Google ученый

  • 3

    Брюс П.Г., Фрейнбергер С.А., Хардвик Л.Дж. и Тараскон Дж.М. Li – O2 и Li – S аккумуляторы с высоким накопителем энергии. Nature Mater. 11 , 19–29 (2012).

    CAS Статья Google ученый

  • 4

    Болье, Л. Ю., Эберман, К. В., Тернер, Р. Л., Краузе, Л. Дж. И Дан, Дж. Р. Колоссальные обратимые изменения объема в литиевых сплавах. Electrochem. Solid-State Lett. 4 , A137 – A140 (2001).

    CAS Статья Google ученый

  • 5

    Обровац, М. Н. и Кристенсен, Л. Структурные изменения кремниевых анодов во время введения / извлечения лития. Electrochem. Solid-State Lett. 7 , A93 – A96 (2004).

    CAS Статья Google ученый

  • 6

    Обровац, М. Н., Кристенсен, Л., Ле, Д. Б. и Дан, Дж. Р. Конструкция сплава для анодов литий-ионных аккумуляторов. J. Electrochem. Soc. 154 , A849 – A855 (2007).

    CAS Статья Google ученый

  • 7

    Ларчер, Д.и другие. Последние открытия и перспективы в области чистых металлов в качестве отрицательных электродов для литий-ионных аккумуляторов. J. Mater. Chem. 17 , 3759–3772 (2007).

    CAS Статья Google ученый

  • 8

    Чан, К. К. и др. Высокопроизводительные аноды литиевых батарей с использованием кремниевых нанопроволок. Nature Nanotech. 3 , 31–35 (2008).

    CAS Статья Google ученый

  • 9

    Wu, H.& Cui, Y. Разработка наноструктурированных кремниевых анодов для литий-ионных батарей высокой энергии. Нано сегодня 7 , 414–429 (2012).

    CAS Статья Google ученый

  • 10

    Парк, М-Н. и другие. Аноды батарей с кремниевыми нанотрубками. Nano Lett. 9 , 3844–3847 (2009).

    CAS Статья Google ученый

  • 11

    Магасинский, А.и другие. Высокоэффективные литий-ионные аноды с использованием иерархического восходящего подхода. Nature Mater. 9 , 353–358 (2010).

    CAS Статья Google ученый

  • 12

    Deshpande, R., Cheng, Y-T. И Вербрюгге, М. В. Моделирование напряжения, вызванного диффузией, в структурах электродов из нанопроволоки. J. Источники энергии 195 , 5081–5088 (2010).

    CAS Статья Google ученый

  • 13

    Лю Г.и другие. Полимеры с специальной электронной структурой для электродов литиевых батарей большой емкости. Adv. Матер. 23 , 4679–4683 (2011).

    CAS Статья Google ученый

  • 14

    Ли, С. В., МакДауэлл, М. Т., Берла, Л. А., Никс, В. Д. и Куи, Ю. Разрушение наностолбиков кристаллического кремния во время электрохимической вставки лития. Proc. Natl Acad. Sci. США 109 , 4080–4085 (2012).

    CAS Статья Google ученый

  • 15

    Хван, Т. Х., Ли, Ю. М., Конг, Б.С., Сео, Дж.С. И Чой, Дж. У. Электроспряденные волокна ядро ​​– оболочка для надежных анодов литий-ионных аккумуляторов на основе кремниевых наночастиц. Nano Lett. 12 , 802–807 (2012).

    CAS Статья Google ученый

  • 16

    Йи, Р., Дай, Ф., Гордин, М. Л., Чен, С. и Ван, Д.Микроразмерный композит Si – C с соединенными между собой наноразмерными строительными блоками в качестве высокоэффективных анодов для практического применения в литий-ионных батареях. Adv. Energy Mater. 3 , 295–300 (2013).

    CAS Статья Google ученый

  • 17

    Aurbach, D. Обзор выбранных взаимодействий электрод-раствор, которые определяют производительность литий-ионных и литий-ионных аккумуляторов. J. Источники энергии 89 , 206–218 (2000).

    CAS Статья Google ученый

  • 18

    Чан, К. К., Руффо, Р., Хонг, С. и Цуй, Ю. Химия поверхности и морфология межфазной границы твердого электролита на анодах литий-ионных аккумуляторов с кремниевой нанопроволокой. J. Источники энергии 189 , 1132–1140 (2009).

    CAS Статья Google ученый

  • 19

    Verma, P., Maire, P. & Novák, P.Обзор особенностей и анализов межфазной границы твердого электролита в литий-ионных батареях. Электрохим. Acta 55 , 6332–6341 (2010).

    CAS Статья Google ученый

  • 20

    Wu, H. et al. Стабильное переключение анодов батарей с двойными стенками из кремниевых нанотрубок благодаря контролю межфазной границы твердого электролита. Nature Nanotech. 7 , 310–315 (2012).

    CAS Статья Google ученый

  • 21

    Лю Н.и другие. Конструкция в виде желточной оболочки для стабилизированных и масштабируемых анодов из сплава литий-ионных аккумуляторов. Nano Lett. 12 , 3315–3321 (2012).

    CAS Статья Google ученый

  • 22

    Li, X. et al. Пористые нанокомпозиты Si – C со структурой полое ядро ​​– оболочка для анодов литий-ионных аккумуляторов. J. Mater. Chem. 22 , 11014–11017 (2012).

    CAS Статья Google ученый

  • 23

    Чен, С.и другие. Нанокомпозиты кремниевое ядро ​​– полая углеродная оболочка с настраиваемыми буферными пустотами для анодов большой емкости литий-ионных аккумуляторов. Phys. Chem. Chem. Phys. 14 , 12741–12745 (2012).

    CAS Статья Google ученый

  • 24

    Park, Y. et al. Инкапсулирующие кремний полые углеродные электроды методом химического травления литий-ионных аккумуляторов. Adv. Energy Mater. 3 , 206–212 (2012).

    Артикул Google ученый

  • 25

    Wang, B. et al. Сконструированные контактным способом наногибриды кремния / углерода с пустотами в качестве анодов литий-ионных аккумуляторов. Adv. Матер. 25 , 3560–3565 (2013).

    CAS Статья Google ученый

  • 26

    Чо, Ю.С., Йи, Г.-Р., Ким, С.-Х., Пайн, Д. Дж. И Янг, С.М. Коллоидные кластеры микросфер из эмульсий вода в масле. Chem. Матер. 17 , 5006–5013 (2005).

    CAS Статья Google ученый

  • 27

    Инь, И-Х., Синь, С., Ван, Л-Дж., Ли, Си-Дж. & Го, YG. Электрораспылительный синтез кремний / углеродных нанопористых микросфер в качестве улучшенных анодных материалов для литий-ионных аккумуляторов. J. Phys. Chem. С 115 , 14148–14154 (2011).

    CAS Статья Google ученый

  • 28

    Юнг Д.С., Хван, Т. Х., Парк, С. Б. и Чой, Дж. У. Метод распылительной сушки для крупногабаритных и высокопроизводительных кремниевых отрицательных электродов в литий-ионных батареях. Nano Lett. 13 , 2092–2097 (2013).

    CAS Статья Google ученый

  • 29

    Huang, J. Y. et al. In situ наблюдение электрохимического литирования одиночного электрода с нанопроволокой SnO2. Наука 330 , 1515–1520 (2010).

    CAS Статья Google ученый

  • 30

    McDowell, M. T. et al. In situ ПЭМ двухфазного литирования наносфер аморфного кремния. Nano Lett. 13 , 758–764 (2013).

    CAS Статья Google ученый

  • 31

    Де Волдер, М. Ф. Л., Тауфик, С. Х., Боуман, Р. Х. и Харт, А. Дж. Углеродные нанотрубки: настоящее и будущее коммерческое применение. Наука 339 , 535–539 (2013).

    CAS Статья Google ученый

  • 32

    Лю Н., Ху Л., МакДауэлл М. Т., Джексон А. и Цуй Ю. Предварительно литиированные кремниевые нанопроволоки в качестве анода для литий-ионных аккумуляторов. ACS Nano 5 , 6487–6493 (2011).

    CAS Статья Google ученый

  • 33

    Li, N. et al. Золь-гель покрытие неорганических наноструктур резорцино-формальдегидной смолой. Chem. Commun. 49 , 5135–5137 (2013).

    CAS Статья Google ученый

  • Двухканальная система тестирования увеличения емкости аккумулятора с ноутбуком и программным обеспечением


    В наличии

    Номер позиции: BST5UBA-VE

    BST-UBA5-VE — идеальное решение для измерения изменения объема / толщины материалов электродов аккумуляторной батареи во время циклов заряда / разряда.Такой пакет состоит из компактного двухканального циклического устройства для аккумуляторов, креплений силовой рамы с точными микрометрами и лабораторной поверхности с установленным программным обеспечением для тестирования на основе Labview.

    ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:

    Требования к электрооборудованию
    • 100 ~ 240 В переменного тока, 50/60 Гц, адаптер переменного тока в постоянный включен
    Рабочее напряжение Циклера батареи

    • Диапазон напряжения: 1-15 В
    • Точность ± 0.2% показания ± 10 мВ
    • Разрешение: 1 мВ
    Battery Cycler Ток зарядки и разрядки
    • Заряд при 1 мА — 2000 мА на канал
    • Разряд при 12 мА — 3000 мА на канал
    • Точность ± 0,5% показания ± 2 мА
    • Разрешение 1 мА
    • Источник питания с универсальным входом 100 ~ 240 В переменного тока и выходом 15 В постоянного тока для тестера батарей
    Каналы тестирования
    • Два независимых канала тестирования.Каждый канал может работать в разных режимах для циклического цикла батареи от 1 мА до 2000 мА, до 15 В.
    Ограничение мощности
    Выборка данных
    Нагрузочная рама и микрометр
    • Рабочее пространство рамы 90 мм Д x 70 мм x 150 мм В
    • Вы можете добавить собственный вес на верхнюю пластину или использовать динамометрический ключ, чтобы затянуть крепежные винты, чтобы определить критическое давление, необходимое для ограничения расширения объема батареи.
    • Цифровой микрометр: 1 микрон (0.001мм) разрешение
    • Диапазон: 0-12,7 мм
    • Точность: 0,004 мм
    • Источник питания: литий-ионный аккумулятор CR2032 3 В
    • Рабочая температура: 0-40 ° C
    • Экспорт данных доступен с программным обеспечением для тестирования батарей. Он поддерживает регистрацию, экспорт и статистический анализ данных, что идеально подходит для отслеживания увеличения объема батареи в течение нескольких циклов зарядки-разрядки.
    Испытательная ячейка (опция)
    • Испытательная ячейка (ячейка-пакет) площадью до 80×60 мм будет размещена внутри силовой рамы.
    • Дополнительные раздельные монетоприемники и раздельный мешочек доступны при нажатии на картинку ниже
    • Тестовые ячейки НЕ входят в стандартную комплектацию.
    • Датчик силы можно заменить микрометром для измерения кривой давления в зависимости от заряда / разряда
    Программное обеспечение и ноутбук
    • В комплект входит новый ноутбук с программным обеспечением для тестирования на основе Labview (поддерживает Windows 7, 8 и 10, 64 бит).
    • Программное обеспечение может выполнять различные рабочие режимы (заряд / разряд при постоянном токе и циклическое переключение) для оценки емкости и жизненного цикла элементов для всех типов аккумуляторных батарей.
    • Графики и кривые испытаний могут быть созданы с помощью программного обеспечения, такого как изменение толщины электрода напряжение-ток-электрод в той же временной области
    • Ограниченные пороговые условия включают остановочные напряжения и время
    • Благодаря окнам мониторинга в реальном времени и интегрированным графикам / данным процесс тестирования можно наблюдать более прямо и эффективно.
    • Сохраняет все результаты в формате электронной таблицы промышленного стандарта (для просмотра данных должна быть установлена ​​копия MS Excel. Пользователь может легко анализировать работу батарей, протестированных в каналах, как визуально, так и статистически).
    Разное
    • Вход для батареи: разъемы типа «банан» (две пары кабелей с зажимами «крокодил»).
    • Порты для аксессуаров Два. Допускает расширение за счет аналоговых входов и цифровых выходных линий.
    Соответствие
    • Соответствие стандартам CE и FCC, RoHS и WEEE.
    Гарантия
    • Два года на запасные части и ремонт при дефектных материалах и дефектах изготовления.
    Руководство по эксплуатации и видео
    Размеры и вес
    • Тестер батарей: 130 мм x 170 мм x 75 мм (ШxДxВ), 820 г
    Дополнительно за дополнительную плату
    • Температурные датчики (0–100 ° C) для контроля температуры аккумулятора и прекращения заряда).(Рис.1. 75 $ / шт.)
    • Wi-Fi адаптер, который позволяет беспроводное управление анализатором по существующей сети Wi-Fi. (Рис 2. 198 $)
    • Доступна сильноточная версия UBA5 с максимальным током нагрузки 10 А или 20 А на канал. Он предназначен для тестирования одно- или двухэлементных литий-ионных аккумуляторов. (Рис.3). Доступна сильноточная версия UBA5 с напряжением 44 В, 60 или 70 В на канал (Рис. 4)
    Рис. 1 Рис.2 Рис. 3 Рис. 4

    Ваша корзина пуста.

    Пожалуйста, очистите историю просмотров перед заказом продукта. В противном случае доступность и цена не гарантируются.
    Спонсорская поддержка MTI:
    MTI Спонсоры Семинар по термоэлектричеству

    MTI- 9010 9010 9010 MTI-9080 9010 9010 9010 9010 9010 9010 9010 9080 VISTEC Cylindrical Cell Pilot Line

    MTI спонсирует Postdoctoral Awards

    Предстоящие выставки:



    За кулисами Цены на литий-ионные батареи

    Логан Голди-Скот
    Начальник отдела хранения энергии
    BloombergNEF

    Автопроизводители и политики все чаще заявляют о своей уверенности в том, что легковые автомобили будущего будут приводиться (частично или полностью) в действие электричеством.Однако по-прежнему отсутствует консенсус относительно сроков и скорости перехода, в значительной степени из-за различных мнений о текущих и будущих затратах и ​​характеристиках литий-ионных аккумуляторов. Распространение электромобилей также вынуждает автопроизводителей пересмотреть свою роль в цепочке поставок автомобилей, например, путем привлечения дополнительных экспертных знаний в области аккумуляторов. Это противоречит одной из основных тенденций последних 30 лет, когда автопроизводители отказались от своих цепочек поставок. Устранение неправильных представлений о литий-ионных батареях становится как никогда важным.

    В декабре 2018 года агентство BloombergNEF опубликовало результаты своего девятого исследования цен на аккумуляторы, серию, которая началась в 2012 году, опираясь на данные еще за 2010 год. Ежегодный обзор цен стал важным ориентиром в отрасли, и падение цен привело к был просто замечательным: средневзвешенная по объему аккумуляторная батарея упала на 85% в период с 2010 по 18 год, достигнув в среднем 176 долларов за кВтч.

    Интерес наших клиентов — и в социальных сетях — растет с каждым годом, когда мы публикуем опрос, и 2018 год не стал исключением.Среди множества вопросов и комментариев, которые мы получили, выделяются несколько широких тем, на которые стоит обратить внимание. Часто дьявол кроется в деталях и требует более глубокого анализа, чем можно втиснуть в 280 символов. Вот некоторые из областей, по которым у нас есть вопросы, и наши мысли по каждой из них:

    «Текущие цены намного ниже, чем на самом деле». Отчасти это правда. Есть множество примеров, когда цены на пакеты ниже средних. На рынке представлен широкий спектр типов батарей, и анекдоты не попадают на рынок.Многие из них, такие как публично заявленные цены Tesla, фактически соответствуют нашему среднему значению. Затем они взвешиваются на основе проданных объемов. Включение цены Tesla имеет важное значение из-за больших объемов, которые компания поставила. У других компаний могут быть более низкие цены, но в среднем меньшее влияние из-за меньших объемов. В других случаях люди неправильно сравнивают стоимость ячейки и упаковки.

    В целом, мы получаем отзывы о том, что заявленное нами число является как слишком низким, так и слишком высоким, и это дает мне некоторую уверенность в том, что оно отражает рыночную реальность.В конце концов, это средний показатель. Мы также публикуем полный спектр представленных материалов в более широком отчете для клиентов BNEF.

    «Текущие цены намного выше, чем на самом деле». Подобно предыдущему, здесь есть знакомый комментарий от частных лиц или компаний, находящихся на полпути к их собственному процессу закупки аккумуляторов. Они часто недоверчиво вздыхают, поскольку не могут обеспечить цены, которые мы раскрыли. К сожалению, они не обладают влиянием Volkswagen или Nissan, когда дело касается переговоров.Есть также веские причины, по которым они могут столкнуться с более высокими ценами: тип транспортного средства, конструкция и тип охлаждения будут иметь большое значение. Например, требования к аккумулятору в автомобиле большой грузоподъемности, вероятно, будут сильно отличаться от требований к аккумулятору небольшого пассажирского электромобиля, даже если между ними есть много общего. Производители могут быть готовы платить больше за батареи с определенными характеристиками. Хорошая новость заключается в том, что общий средний показатель по отрасли падает, что в конечном итоге пойдет им на пользу.

    «Батареи разряжаются намного быстрее, чем вы прогнозируете». Ключевым фактором, определяющим наш прогноз, является соотношение между ценой и объемом. Исходя из наблюдаемых исторических значений, мы рассчитываем, что скорость обучения составляет около 18%. Это означает, что при каждом удвоении совокупного объема мы наблюдаем снижение цены на 18%. Основываясь на этом наблюдении и нашем прогнозе спроса на аккумуляторные батареи, мы ожидаем, что цена среднего аккумуляторного блока составит около 94 долларов за кВтч к 2024 году и 62 доллара за киловатт-час к 2030 году.Здесь необходимо подчеркнуть, что это ожидаемая средняя цена . Конечно, некоторые компании будут недооценены и скорее выйдут на рынок с более низкими ценами. Остальные будут выше. Различные конструкции элементов и блоков, широкий ассортимент предлагаемых катодов, экономия на масштабе и региональные различия обеспечат широкий диапазон на рынке. Ключевым фактором снижения даже более низких средних цен могут быть объемы, превышающие прогнозируемые. Это очень важно, и в BloombergNEF мы постоянно оцениваем рынок на предмет новых значимых сегментов спроса.Обратите внимание на электронные грузовики в нашем обзоре по электромобилям на 2019 год, который выйдет в мае.

    «Цены на аккумуляторы растут, а не падают». Два основных аргумента в пользу роста цен на аккумуляторы основаны на чувствительности к ценам на металлы и желании производителей аккумуляторов увеличить свою маржу. Давайте сначала займемся металлами. В зависимости от химического состава литий-ионные аккумуляторы чувствительны к ценам на литий, никель, кобальт и алюминий. Инструмент BloombergNEF «Чувствительность к цене батарей» позволяет нашим клиентам оценивать чувствительность на основе еженедельных изменений базовой цены на сырьевые товары для различных химикатов батарей.Чувствительность цен на аккумуляторные батареи к ценам на сырьевые товары намного ниже, чем принято считать. Повышение цен на литий на 50% приведет, например, к увеличению стоимости аккумуляторной батареи никель-марганцево-кобальтовой (NMC) 811 менее чем на 4%. Аналогичным образом, удвоение цен на кобальт приведет к увеличению общей цены упаковки на 3%. Да, контракты могут колебаться в зависимости от цены базового товара, но не так сильно, как вы думаете.

    Второй аргумент недавно пришел от самих производителей аккумуляторов.Из-за отсутствия прозрачности в отношении маржи в Обзоре цен на батареи мы в настоящее время используем цену в качестве прокси для стоимости. Это не обязательно всегда будет оставаться так, поскольку производители корректируют свою маржу и когда мы получаем большую известность. Если верить новостным сообщениям в Корее, Samsung SDI и LG Chem ведут переговоры с рядом своих автомобильных клиентов о повышении цен на батареи примерно на 10% в предстоящих соглашениях о поставках. Попытки любого производителя поднять цены, по-видимому, игнорируют надвигающуюся конкуренцию со стороны конкурентов.Эти компании могут пытаться защитить ценовую надбавку, которая может быть необоснованной. Они могут либо потерпеть неудачу, либо преуспеть и в результате потерять долю рынка. Более скоординированный толчок производителей к повышению цен, напротив, выглядел бы как картельное поведение — и это очень маловероятно с учетом нынешней ситуации.

    Последний вопрос, который часто возникает, — это «Что будет после литий-ионных?» Даже когда производители аккумуляторов пытаются увеличить производство и идти в ногу с быстро растущим спросом, автопроизводители и инвесторы изучают технологии, которые могут улучшить или заменить существующие продукты.Вероятно, наиболее часто упоминаемые из них — это твердотельные устройства, хотя графеновые аноды и сверхбыстрая зарядка находятся там с точки зрения частоты и ажиотажа новостных статей. Игнорируя их, нас иногда обвиняют в том, что мы попадаем в ловушку предвзятости, связанной с занимаемой должностью, и в том, что у нас слишком линейный взгляд на технологический прогресс.

    Во-первых, необходимо поставить сроки внедрения технологий. Заявление компании о прорыве «после получения финансирования» явно преждевременно. Люди также не должны недооценивать время, необходимое для полной коммерциализации новой технологии в автомобильном секторе.На разработку новой модели автомобиля исторически уходило 4-5 лет. Переход к электрификации сокращает эти сроки, но безопасно проехать менее 3 лет действительно сложно, и это после того, как батарея уже была проверена в ходе строгого цикла испытаний. Мы не ожидаем, что твердотельные батареи внесут значительный вклад в мировой рынок электромобилей не раньше конца 2020-х годов.

    Существует также законная дискуссия о том, действительно ли кривые опыта отражают технологические ступенчатые изменения.Проще говоря, то, что сегодня выглядит как будущий прорыв, может оказаться просто еще одной точкой кривой к тому времени, когда оно будет разработано и спроектировано в жизнеспособный продукт и выйдет на рынок через десятилетие.

    Взгляд в будущее

    Переход в автомобильной промышленности от автомобилей с двигателями внутреннего сгорания и на рынках электроэнергии от ископаемого топлива идет полным ходом. Обе смены полагаются на литий-ионные аккумуляторы, которые улучшают расходы, удельную энергию и срок службы.Аккумуляторный бизнес — это мрачный мир, в котором много заблуждений. Разобраться в этих заблуждениях будет ключом к успешному управлению обоими переходами.

    Сбор и переработка использованных аккумуляторов, том 10

    Заголовки глав. Избранные статьи. Оценка воздействия аккумуляторных систем на окружающую среду и здоровье человека (Х. Морроу). Абстрактный. Производство аккумуляторного сырья. Утилизация отработанных батарей. Анализ срока службы аккумуляторных систем.

    Портативные аккумуляторные батареи в Европе: продажа, использование, накопление, сбор и переработка
    (J.-П. Вио). Аккумуляторы в твердых бытовых отходах (ТБО). Сбор отработанных аккумуляторных батарей. Эффективность сбора и скорость рециркуляции.

    Сбор и переработка аккумуляторов в Японии (К. Фудзимото). Обработка отработанных первичных сухих ячеек. Переработка отработанных свинцово-кислотных аккумуляторов.

    Программы сбора и переработки никель-кадмиевых аккумуляторов в США и Канаде (Северная Англия, и др., ). Экологические проблемы. Проблема утилизации никель-кадмиевых аккумуляторов.

    Экологически безопасная переработка никель-кадмиевых аккумуляторов
    (N.Англия). Природа и последствия распространения перезаряжаемых никель-кадмиевых батарей. Программа RBRC — Канада и США

    Никель-кадмиевые и никель-металло-гибридные батареи для обработки батареи (Дж. Дэвид). Обработка никель-кадмиевых аккумуляторов. 1) Типы процесса. 2) Особые процессы обработки никель-кадмиевых аккумуляторов. Современные компании по переработке аккумуляторов. 1) Европа. 2) США 3) Корея. 4) Япония.

    Утилизация первичных батарей в Европе (Н. Уотсон).Определение батареи. Сбор аккумуляторов. Утилизация аккумуляторов.

    Свинцово-кислотные батареи (A. Pescetelli et al .). Воздействие на окружающую среду и здоровье. Экономические аспекты. Структура свинцового аккумулятора.

    Утилизация литиевой батареи (Д. Г. Миллер, В. Маклафлин). Экологические проблемы утилизации литиевых батарей. Технологии утилизации литиевых батарей. Предпосылки и метод обработки Toxco.

    Утилизация аккумуляторов электромобилей (R.Г. Юнгст). Общие вопросы утилизации и драйверы. Оптимизированные процессы утилизации передовых аккумуляторов. Перспективы переработки перспективных аккумуляторных батарей. Наиболее распространенные типы коммерческих аккумуляторов . Основное законодательство по отходам аккумуляторных батарей в США и ЕС Предметный указатель.

    Объем производства многослойных твердотельных аккумуляторных батарей

    , сообщил генеральный директор

    Джагдип Сингх, соучредитель и главный исполнительный директор QuantumScape.

    Кредит: Quantumscape

    Startup QuantumScape будет производить многослойные твердотельные аккумуляторные батареи, когда он перейдет в пилотное производство, сказал генеральный директор в четверг.

    tl; dr: Тот факт, что QuantumScape будет нацеливаться на многослойные элементы для предпилотного производства вместо однослойной технологии, над которой она работала, является большим шагом на пути к коммерческому производству ее батарей.

    QuantumScape разрабатывает то, что многие считают Святым Граалем аккумуляторных батарей для электромобилей: высокоэффективные, долговечные, быстро заряжаемые аккумуляторные элементы для электромобилей с большим радиусом действия.

    При запуске аккумуляторной батареи это достигается заменой * жидкого электролита, регулирующего ток, на твердый электролит.

    Полимерный сепаратор, используемый в обычных литий-ионных батареях, заменен твердотельным керамическим сепаратором, сообщает QuantumScape. В результате менее эффективный углеродный или углерод-кремниевый анод заменяется анодом из чистого металлического лития.

    Три вещи

    QuantumScape достиг «трех важных вещей», — сказал мне в интервью в четверг Джагдип Сингх, основатель, генеральный директор и председатель QuantumScape.

    «Во-первых, он должен работать с достаточно высокой мощностью, чтобы быть полезным, иначе он бесполезен.Во-вторых, он должен работать в широком диапазоне температур. Он не может работать только при повышенных температурах. И в-третьих, он должен обеспечивать длительный срок службы », — сказал Сингх.

    «За 45 лет публикаций мы не видели никаких других разработок в области твердотельных технологий, которые бы отвечали этим трем основным требованиям», — сказал он.

    Однослойный пакет: QuantumScape впервые … [+] успешно уложила свои однослойные ячейки друг над другом, разработав 4-х слойные многослойные ячейки.

    Кредит: QuantumScape

    Производство многослойных клеток

    По словам Сингха, целью является коммерческое производство многослойных батарей.Именно этого требуют производители электромобилей, такие как Volkswagen, крупный инвестор в QuantumScape.

    Компания QuantumScape уже разработала 4-х слойные многослойные ячейки размером 30 на 30 мм. Эти элементы могут выполнять около 800 циклов при температуре, близкой к комнатной, с сохранением емкости более 90%. По словам компании, результаты практически аналогичны данным по однослойным ячейкам, опубликованным в декабре.

    Сейчас мы работаем над производством этих многослойных ячеек в их коммерческом размере — слои 70 на 85 мм.

    Чтобы расширить масштабы технологии, QuantumScape построит объект предпилотной линии в Сан-Хосе, который он называет «QS-0», который должен быть запущен в 2023 году.

    QS-0 предназначен для создания «непрерывной линии с высокой степенью автоматизации», способной создавать более 100 000 образцов инженерных ячеек в год.

    После этого крупносерийное коммерческое производство запланировано на 2024 или 2025 год, сказал Сингх.

    Этот объект будет «построен совместно с Volkswagen. Совместное предприятие.50-50 принадлежали [между Volkswagen и Quantumscape]. Мы называем это QS-1, — сказал Сингх.

    Я спросил об этом Сингха:

    «Я не думаю, что производство — это сложно, а разработка — это легко. На самом деле я думаю, что все наоборот. Развитие, это намного сложнее », — сказал он.

    «Потому что у вас должна быть работающая технология, прежде чем вы сможете думать о ее производстве», — сказал он.

    А что такое коммерчески выгодная многослойная ячейка?

    «Это будет несколько десятков [слоев]», — сказал Сингх.«Точное количество слоев зависит от автомобильного производителя. Каждый OEM-производитель имеет свой дизайн упаковки и модуля, но их будет порядка нескольких десятков таких слоев », — сказал он.

    «Мы не первые ребята, которые придумали завод по производству литий-ионных аккумуляторов. Что нового, так это технология, которую мы разрабатываем, — сказал Сингх.

    И такие компании, как VW, хотят, чтобы массовый продукт был безопасным. Твердотельные батареи более безопасны, поскольку в них нет жидкого полимера, который может воспламениться.

    «Вот почему VW так заинтересован», — сказал Сингх. В то время как Tesla продала около 500 000 автомобилей в 2020 году, «VW продает 10 миллионов автомобилей в год. В этом масштабе, если что-то может пойти не так, оно пойдет не так. Они действительно ценят преимущества безопасности. Помимо дальности действия, мощности и возможности быстрой зарядки ».

    Сравнение твердотельных аккумуляторов QuantumScape

    и обычных литий-ионных.

    Кредит: QuantumScape

    —-

    ПРИМЕЧАНИЯ:

    * Согласно Сингху: «Вы больше не удерживаете ион лития в углеродной решетке.Но как чистый металлический литий ».

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *