Naidheachdan

Tha grunn theicneòlasan bataraidh is cosgais ann air am feumar beachdachadh nuair a ghluaiseas tu gu electromobility ann am mèinnearachd fon talamh.

Tha carbadan mèinnearachd le cumhachd bataraidh air leth freagarrach airson mèinnearachd fon talamh.Leis nach eil iad a’ cuir a-mach gasaichean fuadain, bidh iad a’ lughdachadh riatanasan fuarachaidh is fionnarachaidh, a’ gearradh sgaoilidhean gasa taigh-glainne (GHG) agus cosgaisean cumail suas, agus a’ leasachadh suidheachadh obrach.

Tha cha mhòr a h-uile inneal mèinn fon talamh an-diugh air a stiùireadh le dìosail agus a 'cruthachadh ceò fuadain.Bidh seo a’ stiùireadh an fheum air siostaman fionnarachaidh farsaing gus sàbhailteachd luchd-obrach a chumail suas.A bharrachd air an sin, leis gu bheil luchd-obrachaidh mèinnean an latha an-diugh a’ cladhach cho domhainn ri 4 km (13,123.4 tr.) gus faighinn gu tasgaidhean mèinn, tha na siostaman sin a’ fàs nas motha gu mòr.Tha sin gan dèanamh nas cosgaile an stàladh agus an ruith agus barrachd lùth acrach.

Aig an aon àm, tha a 'mhargaidh ag atharrachadh.Tha riaghaltasan a’ suidheachadh thargaidean àrainneachd agus tha luchd-cleachdaidh a’ sìor fhàs deònach pàigheadh ​​​​prìs airson toraidhean deireannach as urrainn lorg carboin nas ìsle a nochdadh.Tha sin a’ cruthachadh barrachd ùidh ann a bhith a’ dì-charbonachadh mhèinnean.

Tha innealan luchdachadh, slaodadh is dumpadh (LHD) nan deagh chothrom airson seo a dhèanamh.Tha iad a’ riochdachadh mu 80% den iarrtas lùth airson mèinnearachd fon talamh agus iad a’ gluasad dhaoine agus uidheamachd tron ​​mhèinn.

Faodaidh atharrachadh gu carbadan le cumhachd bataraidh mèinneadh a dhì-charbonachadh agus siostaman fionnarachaidh a dhèanamh nas sìmplidhe.

Feumaidh seo bataraidhean le cumhachd àrd agus fad-ùine - dleastanas a bha nas fhaide na comasan teicneòlais roimhe.Ach, tha rannsachadh agus leasachadh thar nam beagan bhliadhnaichean a dh’ fhalbh air gnè ùr de bataraidhean lithium-ion (Li-ion) a chruthachadh leis an ìre cheart de choileanadh, sàbhailteachd, prìs reusanta agus earbsachd.

An dùil còig bliadhna

Nuair a cheannaicheas gnìomhaichean innealan LHD, bidh iad a’ dùileachadh beatha 5-bliadhna aig a’ char as motha air sgàth nan suidheachaidhean duilich.Feumaidh innealan luchdan troma a ghiùlan 24 uair san latha ann an suidheachaidhean neo-chòmhnard le taiseachd, duslach agus creagan, clisgeadh meacanaigeach agus crith.

Nuair a thig e gu cumhachd, feumaidh gnìomhaichean siostaman bataraidh a tha a rèir beatha an inneil.Feumaidh na bataraidhean cuideachd seasamh an aghaidh cuairtean tric is domhainn agus cuairtean sgaoilidh.Feumaidh iad cuideachd a bhith comasach air cosgais luath gus an ìre as àirde a ghabhas fhaighinn den charbad.Tha seo a’ ciallachadh 4 uairean de sheirbheis aig an aon àm, a’ freagairt ris a’ phàtran shift leth-latha.

Atharrachadh bataraidh an aghaidh cosgais luath

Nochd atharrachadh bataraidh agus cosgais luath mar an dà roghainn airson seo a choileanadh.Feumaidh atharrachadh bataraidh dà sheata bataraidh co-ionann - aon a 'toirt cumhachd don charbad agus aon air cosgais.Às deidh gluasad 4-uair, thèid fear ùr a chuir na àite a ’bhataraidh caithte.

Is e a’ bhuannachd a th’ ann nach fheum seo cosgais àrd cumhachd agus mar as trice faodar taic a thoirt dha leis a’ bhun-structar dealain a th’ aig a’ mhèinn.Ach, tha feum air togail is làimhseachadh airson an atharrachaidh, rud a chruthaicheas gnìomh a bharrachd.

Is e an dòigh eile a bhith a’ cleachdadh bataraidh singilte a tha comasach air cosgais luath a dhèanamh taobh a-staigh timcheall air 10 mionaidean aig amannan fois, fois agus atharrachaidhean gluasaid.Bidh seo a’ cur às don fheum air bataraidhean atharrachadh, a’ dèanamh beatha nas sìmplidhe.

Ach, tha cosgais luath an urra ri ceangal clèithe àrd-chumhachd agus is dòcha gum feum luchd-obrachaidh nam mèinnean am bun-structar dealain aca ùrachadh no stòradh lùtha ri taobh an rathaid a chuir a-steach, gu sònraichte dha cabhlaichean nas motha a dh’ fheumas cosgais a dhèanamh aig an aon àm.

Ceimigeachd Li-ion airson atharrachadh bataraidh

Tha an roghainn eadar suaipeadh agus cosgais luath ag innse dè an seòrsa ceimigeachd bataraidh a bu chòir a chleachdadh.

Is e teirm coitcheann a th’ ann an Li-ion a tha a’ còmhdach raon farsaing de electrochemistries.Faodar iad sin a chleachdadh leotha fhèin no measgachadh gus am beatha rothaireachd riatanach, beatha mìosachain, dùmhlachd lùtha, cosgais luath, agus sàbhailteachd a lìbhrigeadh.

Tha a’ mhòr-chuid de bhataraidhean Li-ion air an dèanamh le grafait mar an dealan àicheil agus tha stuthan eadar-dhealaichte aca mar an electrode adhartach, leithid lithium nickel-manganese-cobalt oxide (NMC), lithium nicil-cobalt aluminium oxide (NCA) agus lithium iarann ​​phosphate (LFP). ).

Dhiubh sin, tha NMC agus LFP le chèile a’ toirt seachad deagh shusbaint lùtha le coileanadh cosgais gu leòr.Tha seo a’ fàgail aon seach aon dhiubh sin air leth freagarrach airson atharrachadh bataraidh.

An ceimigeachd airson luchdadh a-nuas gu luath

Airson cosgais luath, tha roghainn eile tarraingeach air nochdadh.Is e seo lithium titanate oxide (LTO), aig a bheil electrode dearbhach air a dhèanamh bho NMC.An àite grafait, tha an dealan àicheil aige stèidhichte air LTO.

Bheir seo ìomhaigh coileanaidh eadar-dhealaichte dha bataraidhean LTO.Gabhaidh iad ri cosgais cumhachd fìor àrd gus am bi an ùine cosgais cho beag ri 10 mionaidean.Faodaidh iad cuideachd taic a thoirt do thrì gu còig tursan nas motha de chuairtean cosgais is fuasglaidh na seòrsaichean eile de cheimigeachd Li-ion.Bidh seo ag eadar-theangachadh gu beatha mìosachain nas fhaide.

A bharrachd air an sin, tha sàbhailteachd gnèitheach fìor àrd aig LTO oir faodaidh e seasamh an aghaidh mì-ghnàthachadh dealain leithid sgaoileadh domhainn no cuairtean goirid, a bharrachd air milleadh meacanaigeach.

Riaghladh bataraidh

Is e feart dealbhaidh cudromach eile airson OEMn sgrùdadh agus smachd dealanach.Feumaidh iad an carbad fhilleadh a-steach le siostam riaghlaidh bataraidh (BMS) a bhios a’ riaghladh coileanadh fhad ‘s a tha iad a’ dìon sàbhailteachd air feadh an t-siostam gu lèir.

Bidh smachd aig BMS math cuideachd air cosgais agus sgaoileadh cheallan fa leth gus teòthachd seasmhach a chumail suas.Bidh seo a’ dèanamh cinnteach à coileanadh cunbhalach agus a’ meudachadh beatha bataraidh.Bheir e cuideachd fios air ais air staid cosgais (SOC) agus staid slàinte (SOH).Tha iad sin nan comharran cudromach de bheatha bataraidh, le SOC a’ sealltainn dè cho fada ‘s as urrainn don ghnìomhaiche an carbad a ruith aig àm gluasad, agus SOH mar chomharradh air a’ bheatha mìosachain a tha air fhàgail.

Comas plug-and-play

Nuair a thig e gu bhith a 'sònrachadh siostaman bataraidh airson carbadan, tha e a' dèanamh mòran ciall modalan a chleachdadh.Tha seo an coimeas ris an dòigh eile air iarraidh air luchd-saothrachaidh bataraidh siostaman bataraidh sònraichte a leasachadh airson gach carbad.

Is e buannachd mhòr an dòigh-obrach modular gum faod OEMn àrd-ùrlar bunaiteach a leasachadh airson ioma-charbad.Faodaidh iad an uairsin modalan bataraidh a chuir ann an sreath gus sreangan a thogail a bheir seachad an bholtadh riatanach airson gach modail.Bidh seo a’ riaghladh toradh cumhachd.Faodaidh iad an uairsin na teudan sin a chur còmhla ann an co-shìnte gus an comas stòraidh lùtha a tha a dhìth a thogail agus an ùine a tha a dhìth a thoirt seachad.

Tha na luchdan troma ann am mèinnean fon talamh a’ ciallachadh gum feum carbadan cumhachd àrd a lìbhrigeadh.Tha sin ag iarraidh siostaman bataraidh le ìre 650-850V.Ged a bheireadh àrdachadh gu bholtaids nas àirde cumhachd nas àirde, bheireadh e cuideachd cosgaisean siostam nas àirde, agus mar sin thathas a’ creidsinn gum fuirich siostaman fo 1,000V san àm ri teachd.

Gus 4 uairean de dh'obair leantainneach a choileanadh, mar as trice bidh luchd-dealbhaidh a 'coimhead airson comas stòraidh lùth de 200-250 kWh, ged a dh' fheumas cuid 300 kWh no nas àirde.

Bidh an dòigh-obrach modular seo a’ cuideachadh OEMn gus smachd a chumail air cosgaisean leasachaidh agus ùine gu margaidh a lughdachadh le bhith a’ lughdachadh an fheum air deuchainn seòrsa.Le bhith mothachail air seo, leasaich Saft fuasgladh bataraidh plug-and-play a bha ri fhaighinn an dà chuid ann an electrochemistries NMC agus LTO.

Coimeas practaigeach

Gus faireachdainn fhaighinn air mar a tha na modalan a’ coimeas, is fhiach coimhead air dà shuidheachadh eile airson carbad àbhaisteach LHD stèidhichte air atharrachadh bataraidh agus cosgais luath.Anns an dà shuidheachadh, tha cuideam a’ charbaid 45 tonna gun eallach agus 60 tonna làn luchdaichte le comas luchdan 6-8 m3 (7.8-10.5 yd3).Gus coimeas coltach ri chèile a chomasachadh, sheall Saft bataraidhean den aon chuideam (3.5 tonna) agus tomhas-lìonaidh (4 m3 [5.2 yd3]).

Anns an t-suidheachadh atharrachadh bataraidh, dh’ fhaodadh am bataraidh a bhith stèidhichte air aon chuid ceimigeachd NMC no LFP agus bheireadh e taic do ghluasad LHD 6-uair bhon chèis meud is cuideam.Dh'fheumadh an dà bataraidh, le ìre 650V le comas 400 Ah, cosgais 3 uair a thìde nuair a thèid an atharrachadh far a' charbaid.Mairidh gach fear 2,500 cearcall thairis air beatha mìosachain iomlan de 3-5 bliadhna.

Airson cosgais luath, bhiodh bataraidh LTO singilte de na h-aon tomhasan air a mheas aig 800V le comas 250 Ah, a’ lìbhrigeadh 3 uairean de dh’ obair le cosgais ultra-luath 15-mionaid.Leis gum faod a’ cheimigeachd seasamh ri mòran a bharrachd chuairtean, bheireadh e seachad 20,000 cearcall, le dùil-beatha mìosail de 5-7 bliadhna.

Anns an fhìor shaoghal, dh’ fhaodadh dealbhaiche carbaid an dòigh-obrach seo a chleachdadh gus coinneachadh ri roghainnean teachdaiche.Mar eisimpleir, a 'leudachadh fad a' ghluasaid le bhith a 'meudachadh comas stòraidh lùtha.

Dealbhadh sùbailte

Aig a’ cheann thall, is e luchd-obrachaidh nam mèinnean a bhios a’ taghadh an fheàrr leotha atharrachadh bataraidh no cosgais luath.Agus faodaidh an roghainn aca atharrachadh a rèir a’ chumhachd dealain agus an àite a tha ri fhaighinn aig gach làrach aca.

Mar sin, tha e cudromach do luchd-saothrachaidh LHD sùbailteachd a thoirt dhaibh airson taghadh.