Beth yw'r Mecanwaith Adfer Ynni mewn Batris Lithiwm?
Mae gosodiad SEPTA 2019 yn dweud popeth wrthych chi am ble rydyn ni gyda systemau adfywio. Gollyngwyd banc ïon lithiwm 1.5 MW mewn is-orsaf, gan dynnu bron i $500,000 y flwyddyn gyntaf-hanner o gostau trydan is, hanner o farchnadoedd rheoleiddio amledd (scientificamerican.com). Nid oherwydd eu bod wedi dyfeisio rhywbeth newydd. Oherwydd bod yr electrocemeg o'r diwedd wedi cyd-fynd â'r hyn y mae peirianwyr cludo wedi'i ddymuno ers y 1920au.
Mae moduron trydan yn rhedeg tuag yn ôl. Dyna fe. Pan fydd eich EV yn arafu, mae'r modur yn dod yn generadur. Mae egni cinetig yn trosi i gerrynt, cerrynt yn llifo i mewn i'r pecyn, ailgodi celloedd. Rydym yn ei alw'n frecio adfywiol, ond does dim byd egsotig am y ffiseg-dim ond bod technoleg batri wedi treulio degawdau yn rhy araf, yn rhy ddrud, neu'n rhy fregus i wneud iddo weithio ar raddfa fawr.
Y broblem effeithlonrwydd nad oes neb yn siarad amdani
Dyma lle mae'n dod yn ddiddorol. Mae effeithlonrwydd moduro fel y generadur yn rhedeg 85-92%, yn dibynnu ar eich cyflymder a'ch llwyth. Mae gwrthdröydd yn cymryd toriad arall, tua 95% os yw wedi'i ddylunio'n iawn. Batri codi tâl ei hun? 90-95% o dan amodau da. Pwyswch ef gyda'ch gilydd ac rydych chi ar 60-70% o effeithlonrwydd adfywiol cyffredinol.
Mae'n swnio'n ofnadwy nes i chi gofio mai'r dewis arall yw padiau ffrithiant yn troi popeth yn wres gwastraff. 60% o rywbeth yn curo 0% o ddim byd.
Yr hyn sy'n cyfyngu ar y system gyfan mewn gwirionedd yw derbyn tâl. Mae'n rhaid i ïonau lithiwm fudo o gatod trwy electrolyt, gan ymdoddi i anod graffit. Mae honno'n broses sy'n gyfyngedig o ran gwasgariad. Grymwch y cerrynt i mewn yn gyflymach nag y gall yr ïonau ymdoddi a byddwch yn cael dyddodion metelaidd platio lithiwm ar yr anod yn lle rhyngosod cywir. Lladd capasiti, sbwriel bywyd beicio, achos gwaethaf yn creu siorts mewnol.
Mae cyfradd C yn dweud wrthych pa mor gyflym y gall cell godi tâl. 1C yn golygu tâl llawn mewn awr. Dolenni cemeg LFP 1C parhaus heb broblemau. Mae tebygrwydd NMC, yn amrywio gyda chynnwys nicel. LTO yw'r outlier-10C cynnal oherwydd bod y cemeg anod sylfaenol ochr y mater platio. Dyna pam rydych chi'n gweld LTO mewn cymwysiadau sydd â gofynion adfywiol creulon, er bod y dwysedd ynni yn boblogaidd.
Rheoli batri yw lle mae'r arian yn byw
Nid yw'r BMS yn monitro-mae'n gwneud hollt-ail benderfyniadau ynghylch derbyniad cyfredol a dosbarthiad ar draws grwpiau cell. Pecyn yn agosau? Mae uchdwr ar gyfer cerrynt adfywiol yn diflannu. Mae'r rhan fwyaf o systemau'n dechrau cyfyngu ar gyflwr tâl o 90-95%, gan analluogi'n llwyr ger y foltedd uchaf. Os ydych chi wedi gyrru EV, rydych chi'n gwybod hyn: gadewch eich dreif gyda batri llawn ac mae regen yn teimlo'n wan am yr ychydig filltiroedd cyntaf.
Tymheredd yw'r cyfyngiad arall nad oes neb eisiau delio ag ef. O dan 10 gradd, mae symudedd ïonig yn yr electrolyte yn disgyn. Mae systemau'n cyfyngu ar gerrynt regen i atal platio. Ewch yn ddigon oer ac mae regen yn cau i lawr yn gyfan gwbl nes bod y pecyn yn cynhesu.
Mae gweithredwyr hinsawdd oer yn gwybod hyn - 15 i 20 munud o yrru cyn i allu adfywio llawn ddychwelyd. Mae AIR6897 SAE yn cwmpasu ochr awyrofod hyn, ond mae'r egwyddorion sy'n ymwneud â rheoli gwefr a rheolaeth thermol yn trosi'n uniongyrchol i gerbydau daear.
Lle mae'r cyfraddau adennill yn bwysig
EVs teithwyr trefol? 15-25% adferiad. Gweddus. Bysiau trydan yn gweithredu llwybrau sefydlog? Dyna lle mae'n dod yn real. Bysiau BYD yn Antelope Valley Transit Authority-37.3% adferiad ar fodelau safonol 40-troedfedd, 40.2% ar 60-troedfedd cymalog. Mae'r cylch dyletswydd hwnnw'n berffaith ar gyfer regen: arafiad aml o gyflymder cyson.
Mae cymwysiadau diwydiannol yn rhedeg mathemateg wahanol. Fforch godi yn gwneud lifft parhaus-cylchoedd is, tryciau mwyngloddio yn disgyn o ymyl y pwll i'r man prosesu gyda llwythi llawn. Gall y trawsnewid ynni posibl yn yr achosion hynny fod yn enfawr.
Mae Robin Zeng yn CATL yn fframio hyn yn well na'r mwyafrif: cost fesul cylch, nid pris ymlaen llaw (rolandberger.com). Faint o ynni mae'r batri yn ei gario, pa mor bell mae'n gyrru, sut mae'n perfformio dros y cylch bywyd. Dyna sy'n bwysig ar gyfer rhaglenni regen-a yw'r celloedd yn gallu ymdrin â chodlysiau gwefr aml heb ddiraddio.
Mae'r gromlin ddiraddio yn synnu pobl
Byddech yn meddwl y byddai corbys regen cyfredol uchel yn cyflymu heneiddio. Mae data yn dweud fel arall. Mae dwysedd brecio atgynhyrchiol uwch mewn gwirionedd yn cyfateb i lai o ddiraddio. Y mecanwaith yw dyfnder rhyddhau-pan fydd regen yn dal mwy o egni arafu, mae'r batri yn rhedeg cylchoedd basach, llai o feicio dwfn. Gan fod gollyngiadau dwfn yn gyrru cynhwysedd yn pylu mewn celloedd ïon lithiwm, gall adfywiad ymosodol ymestyn oes.
Mae tymheredd yn ystod adfywio yn dal i fod yn bwysig. Batri oer yn hafal i intercalation swrth, tebygolrwydd platio uwch. Mae batri poeth yn cyflymu adweithiau ochr yn y rhyngwyneb electrolyt electrod. Mae modelau thermol BMS yn addasu cerrynt adfywiol a ganiateir yn seiliedig ar dymereddau celloedd a ragwelir, ond mae cywirdeb model yn dibynnu'n fawr ar leoliad synhwyrydd a soffistigedigrwydd algorithm. Dyna lle rydych chi'n gweld y gwahaniaeth rhwng gweithrediadau rhad a rhai da.
Nid yw dewis cemeg yn un-maint-ffitio-i bawb. Mae LFP yn rhoi bywyd beicio ardderchog a sefydlogrwydd thermol i chi ar gyfraddau tâl cymedrol-mae cymwysiadau fflyd wrth eu bodd. Mae NMC yn masnachu rhywfaint o hynny ar gyfer dwysedd ynni uwch lle mae pwysau a chyfaint yn gyfyngedig. Mae LTO yn aberthu dwysedd ynni yn gyfan gwbl ond yn rhoi derbyniad tâl i chi na all unrhyw beth arall gyfateb. Bysiau tramwy trefol gyda-arosfannau arafiad uchel, cerbydau perfformiad gyda thrac-brecio diwrnod-dyna diriogaeth LTO.
Mae integreiddio system yn anoddach nag y mae'n edrych
Rheolydd modur, gwrthdröydd, BMS, uned rheoli cerbydau-mae'n rhaid i bob un ohonynt gydgysylltu. Gyrrwr yn codi oddi ar y cyflymydd, sy'n cynhyrchu cais trorym. Yn cael ei gyfieithu i orchymyn cerrynt modur. Mae gwrthdröydd yn rheoli llif pŵer o fodur i fatri. Mae BMS yn cadarnhau y gall y batri dderbyn y cerrynt hwnnw heb dorri terfynau amddiffyn. Mae unrhyw gydran yn taro cyfyngiad ac rydych chi'n cyfuno brecio ffrithiant i gynnal y gyfradd arafu.
Mae'r trawsnewidiad rhwng regen a ffrithiant yn ddi-dor o sedd y gyrrwr, ond mae'r algorithmau rheoli y tu ôl i hynny yn soffistigedig. Mae'n rhaid i chi hefyd wylio foltedd cyfatebol-regen maint y cerrynt yn dibynnu ar y gwahaniaeth rhwng cefn modur-EMF a foltedd pecyn batri. Mae cyflymder cerbyd uchel yn golygu cefn uwch-EMF, a allai fod yn uwch na foltedd gwefru uchaf y batri. Rhaid i'r cam dylunio roi cyfrif am y pwyntiau gweithredu hynny.
Mae systemau brecio cymysg yn safonol nawr mewn cerbydau cynhyrchu. Cymesuredd yn awtomatig rhwng adfywiad a ffrithiant, mwyhau adferiad tra'n cadw ymddygiad cerbyd rhagweladwy. Mae'r soffistigedigrwydd yno wedi gwella'n sylweddol dros y degawd diwethaf.
Beth mae hyn yn ei olygu yn ymarferol
Mae datblygiadau mewn effeithlonrwydd echddygol, dylunio gwrthdröydd, cemeg batri, rheolaeth thermol, algorithmau rheoli-unrhyw un o'r rhain yn symud y nodwydd ar effeithiolrwydd adfywio cyffredinol. Gweithrediad cydgysylltiedig y system lawn yw'r hyn sy'n sicrhau'r adferiad ynni.
Gyrru ar y briffordd? Ychydig iawn o gyfle adfywiol. Llwybrau gyda disgyniadau estynedig neu arosfannau aml? Adfer ynni sylweddol. Mae gweithredwyr fflyd hefyd yn gweld hyd oes cydrannau brêc yn ymestyn tair i bum gwaith o gymharu â cherbydau confensiynol-brêcs ffrithiant mewn cerbydau trydan sydd wedi'u dylunio'n dda-Prin y byddan nhw'n cael eu defnyddio mewn gyrru trefol.
Mae'r hyn a ddechreuodd fel budd eilaidd ddau ddegawd yn ôl bellach yn sylfaenol i'r cynnig gwerth. Nid yw'r ffiseg wedi newid. Mae'r dechnoleg batri sydd ei hangen i fanteisio ar y ffiseg honno'n effeithiol wedi aeddfedu. Dyna'r gwahaniaeth. SEPTA yn cynhyrchu hanner miliwn yn flynyddol o un gosodiad is-orsaf-nid yw hynny'n ymwneud ag arloesi rheilffyrdd, mae'n ymwneud â- systemau ïon lithiwm yn ddigon da o'r diwedd i ddal yr hyn a oedd yno bob amser.
