Будущее электромобилей- аккумуляторы


Ситуация с электромобилями стала очень простой. Все компоненты разработаны до приличного уровня. Осталось два главных вопроса:
1 - Рекуперация энергии при торможении.
2 - Эффективность и устойчивость аккумуляторов.

Первый вопрос эффективно решается только через централизованный привод. Колесо-мотор экономически и механически не эффективное решение. Именно с точки зрения рекуперации энергии торможения. И электромобиль с рекуперацией энергии давно уже на голову эффективней обычных в городском цикле.
Второй вопрос легко решается чисто расчетным способом.
Скажем, чтобы сравниться с бензиновым (мах кпд- около 20%, а среднее- около 12-15%)- будем считать без рекуперации. Просто по длине пробега:
с одним баком - (50 литров) - до 700 км (при экономичной скорости ~ 110 км/час) на трассе. Для электромобиля - нужна мощность более 17 квт на подобной скорости. Т,е.: мы имеем 6,3 часа потребной энергии. или нужна зарядная емкость около 107квт*ч. Разряжать любой аккумулятор до 0 это уничтожить его за несколько перезарядок. значит.. нужен запас миниум около 25% - 134 квт*час. Скажем, мы имеем аккумулятор с удельной энергией около 0,25 квт*ч (при теоретической более 1 квт*ч/кг) - 536 кг груза.. - сравним с 50 кг бензина..
Самое главное- оценка проблем при аварии - ведь авто с бензином хоть и опасно, но , ему для горения нужен воздух, а вот для аккумулятора..  Всё, и окислитель и восстановитель рядом - в микронах расстояния.. Это и главная причина тяжёлых аварий электромобилей. Оценим что произойдёт с 536 кг при внезапном выделении энергии при аварии, средняя теплоёмкость материалов аккумулятора около 1,3 кдж/(кг*град). Получим около 370 градусов. ( так при температуре около 30 С - конечная температура будет около 400 С .. А это очень неприятно.. растворители, мембраны из пластика - разрушаются, выделятся горючие газы и начинают сами гореть. При этом разрушение большого аккумулятора идёт, практически, взрывным процессом - именно из-за такой большой плотности энергии.
Получается, что ограничение для аккумулятора - чисто конструкторское. Нет проблем поднять плотность энергии скажем раза в два. - это произойдёт ,частично и за счёт толщины защитных мембран из пластика. Тогда, температура аварийного разрушения аккумулятора поднимется до около 750 С ?!
Газовыделение резко усилится, деструкция полимеров и электролитов будет более полной. При этом начавшийся процесс в маленьком объеме будет фатальным для всего аккумулятора- он весь взорвётся.
Другое дело: физическое разделение окислителя и восстановителя аккумулятора. Этого явления уже не будет. И вес такой системы энергонакопления - аккумуляции будет примерно в 2-4 раза ниже чем заявленная - 536 кг..

Теперь, учитывая аспекты аварийноустойчивости, безопасности, можно предсказать, что развитие этого направления аккумуляции, для электромобилей,  будет выходить на первый план. 






Рейтинг работы: 0
Количество рецензий: 0
Количество сообщений: 0
Количество просмотров: 20
© 14.04.2018 Астсергей
Свидетельство о публикации: izba-2018-2250136

Метки: Будущее, электромобиль, рекуперация, аккумулятор, безопасность,
Рубрика произведения: Проза -> Статья












1