Baterías para vehículos híbridos y eléctricos

En nuestro artículo anterior, analizamos la batería como fuente de electricidad, necesaria principalmente para arrancar un automóvil, así como para el funcionamiento a relativamente corto plazo de equipos eléctricos. Sin embargo, se imponen requisitos completamente diferentes sobre las propiedades de las baterías utilizadas en el campo de propulsión de grandes dispositivos móviles, en nuestro caso, vehículos híbridos y vehículos eléctricos. Se requiere una cantidad mucho mayor de energía almacenada para impulsar un vehículo y debe almacenarse en algún lugar. En un automóvil clásico con motor de combustión interna, se almacena en el tanque en forma de gasolina, diesel o GLP. En el caso de un vehículo eléctrico o un vehículo híbrido, se almacena en baterías, lo que puede describirse como el principal problema de un vehículo eléctrico.

Los acumuladores de corriente pueden almacenar poca energía, aunque son bastante voluminosos, pesados ​​y, al mismo tiempo, se necesitan varias horas para reponerlos al máximo (normalmente 8 o más). Por el contrario, los vehículos convencionales con motores de combustión interna pueden almacenar una gran cantidad de energía en comparación con las baterías en una caja pequeña, siempre que solo se necesite un minuto, tal vez dos, para recargarse. Desafortunadamente, el problema del almacenamiento de electricidad ha plagado a los vehículos eléctricos desde sus inicios y, a pesar del innegable progreso, la densidad de energía necesaria para alimentar un vehículo sigue siendo muy baja. En las siguientes líneas, ahorrando correo electrónico Hablaremos de la energía con más detalle e intentaremos acercar la realidad real de los coches con propulsión puramente eléctrica o híbrida. Hay muchos mitos en torno a estos "coches electrónicos", por lo que no está de más echar un vistazo más de cerca a las ventajas o desventajas de tales unidades.

Desafortunadamente, las cifras dadas por los fabricantes también son muy dudosas y son bastante teóricas. Por ejemplo, el Kia Venga contiene un motor eléctrico con una potencia de 80 kW y un par de 280 Nm. La energía es suministrada por baterías de iones de litio con una capacidad de 24 kWh, la autonomía estimada del Kia Vengy EV según el fabricante es de 180 km. La capacidad de las baterías nos dice que, completamente cargadas, pueden proporcionar un consumo del motor de 24 kW, o alimentar un consumo de 48 kW en media hora, etc. Un simple recálculo, y no seremos capaces de conducir 180 km. . Si quisiéramos pensar en tal autonomía, tendríamos que conducir una media de 60 km/h durante unas 3 horas, y la potencia del motor sería solo una décima parte del valor nominal, es decir, 8 kW. En otras palabras, con un viaje realmente cuidadoso (cuidadoso), en el que es casi seguro que usará el freno en el trabajo, tal viaje es teóricamente posible. Por supuesto, no consideramos la inclusión de varios accesorios eléctricos. Todos ya pueden imaginar qué abnegación en comparación con un automóvil clásico. Al mismo tiempo, viertes 40 litros de combustible diésel en el Venga clásico y conduces cientos y cientos de kilómetros sin restricciones. ¿Por que es esto entonces? Intentemos comparar qué cantidad de esta energía y cuánto peso puede contener un auto clásico en el tanque, y cuánto puede contener un auto eléctrico en las baterías; lea más aquí AQUÍ.

Algunos datos de la química y la física.

• poder calorífico de la gasolina: 42,7 MJ / kg,
• poder calorífico del combustible diesel: 41,9 MJ / kg,
• densidad de gasolina: 725 kg / m3,
• densidad de la nafta: 840 kg / m3,
• Julios (J) = [kg * m2 / s2],
• Watt (W) = [J / s],
• 1 MJ = 0,2778 kWh.

La energía es la capacidad de realizar un trabajo, medida en julios (J), kilovatios hora (kWh). El trabajo (mecánico) se manifiesta por un cambio de energía durante el movimiento del cuerpo, tiene las mismas unidades que la energía. La potencia expresa la cantidad de trabajo realizado por unidad de tiempo, siendo la unidad base el vatio (W).

Poder específico de las fuentes de energía

Fuente de energia	Valor calorífico / kg densidad	Valor calorífico / l Energía / l	Energía / kg
gasolina	42,7 MJ / kg 725 kg / m3	30,96 MJ / l 8,60 kWh / l	11,86 kWh / kg
Petróleo	41,9 MJ / kg 840 kg / m3	35,20 MJ / l 9,78 kWh / l	11,64 kWh / kg
Batería de iones de litio (Audi R8 e-tron)	42 kWh 470 kg		0,0893 kWh / kg

De lo anterior se desprende que, por ejemplo, con un poder calorífico de 42,7 MJ / kg y una densidad de 725 kg / m3, la gasolina ofrece una energía de 8,60 kWh por litro o 11,86 kWh por kilogramo. Si construimos las baterías actuales que ahora se instalan en los vehículos eléctricos, por ejemplo, de iones de litio, su capacidad es inferior a 0,1 kWh por kilogramo (por simplicidad, consideraremos 0,1 kWh). Los combustibles convencionales proporcionan más de cien veces más energía por el mismo peso. Comprenderá que esta es una gran diferencia. Si lo desglosamos en pequeños, por ejemplo, un Chevrolet Cruze con una batería de 31 kWh lleva una energía que puede caber en menos de 2,6 kg de gasolina o, si lo prefieres, unos 3,5 litros de gasolina.

Se puede decir cómo es posible que un coche eléctrico arranque en absoluto, y no que todavía tenga más de 100 km de energía. La razón es simple. El motor eléctrico es mucho más eficiente en términos de convertir la energía almacenada en energía mecánica. Por lo general, debe tener una eficiencia del 90%, mientras que la eficiencia de un motor de combustión interna es aproximadamente del 30% para un motor de gasolina y del 35% para un motor diesel. Por tanto, para proporcionar la misma potencia al motor eléctrico, basta con una reserva de energía mucho menor.

Facilidad de uso de accionamientos individuales

Después de evaluar el cálculo simplificado, se supone que podemos obtener aproximadamente 2,58 kWh de energía mecánica de un litro de gasolina, 3,42 kWh de un litro de combustible diésel y 0,09 kWh de un kilogramo de una batería de iones de litio. Así que la diferencia no es más de cien veces, sino sólo unas treinta veces. Este es el mejor número, pero todavía no es realmente rosa. Por ejemplo, considere el deportivo Audi R8. Sus baterías completamente cargadas, con un peso de 470 kg, tienen un equivalente energético de 16,3 litros de gasolina o solo 12,3 litros de gasóleo. O bien, si tuviéramos un Audi A4 3,0 TDI con una capacidad de depósito de 62 litros de gasóleo y quisiéramos tener la misma autonomía con un accionamiento de batería puro, necesitaríamos aproximadamente 2350 kg de baterías. De momento, este hecho no le da un futuro muy brillante al coche eléctrico. Sin embargo, no hay necesidad de tirar una escopeta al centeno, ya que el despiadado lobby verde eliminará la presión para desarrollar tales "autos electrónicos", por lo que les guste o no a los fabricantes de automóviles, deben producir algo "verde". . “. Un reemplazo definitivo para un propulsor puramente eléctrico son los llamados híbridos, que combinan un motor de combustión interna con un motor eléctrico. Actualmente los más conocidos son, por ejemplo, el Toyota Prius (Auris HSD con la misma tecnología híbrida) o el Honda Inside. Sin embargo, su rango puramente eléctrico sigue siendo risible. En el primer caso, unos 2 km (en la última versión de Plug In se aumenta “a” 20 km), y en el segundo, Honda ni siquiera llama a la propulsión puramente eléctrica. Hasta ahora, la eficacia resultante en la práctica no es tan milagrosa como sugiere la publicidad masiva. La realidad ha demostrado que pueden colorearlos con cualquier movimiento azul (economía) en su mayoría con tecnología convencional. La ventaja de la planta de energía híbrida radica principalmente en la economía de combustible cuando se conduce en la ciudad. Audi dijo recientemente que actualmente solo es necesario reducir el peso corporal para lograr, en promedio, la misma economía de combustible que algunas marcas logran al instalar un sistema híbrido en un automóvil. Los nuevos modelos de algunos autos también prueban que esto no es un grito en la oscuridad. Por ejemplo, el Volkswagen Golf de séptima generación presentado recientemente utiliza componentes más livianos para aprender y, en la práctica, en realidad usa menos combustible que antes. El fabricante de automóviles japonés Mazda ha tomado una dirección similar. A pesar de estas afirmaciones, continúa el desarrollo de una unidad híbrida de "largo alcance". Como ejemplo mencionaré el Opel Ampera y, paradójicamente, el modelo del Audi A1 e-tron.

Facilidad de uso de accionamientos individuales

Fuente de energia	Eficiencia del motor	Energía efectiva / l	Energía efectiva / kg
gasolina	0,30	2,58 kWh / l	3,56 kWh / kg
Petróleo	0,35	3,42 kWh / l	4,07 kWh / kg
Baterías de ion litio	0,90	–	está bien. 0,1 kWh / kg

Opel Ampera

Aunque el Opel Ampera a menudo se presenta como un vehículo eléctrico, en realidad es un vehículo híbrido. Además del motor eléctrico, el Ampere también utiliza un motor de combustión interna de 1,4 litros y 63 kW. Sin embargo, este motor de gasolina no acciona directamente las ruedas, sino que actúa como generador en caso de que las baterías se queden sin electricidad. energía. La parte eléctrica está representada por un motor eléctrico con una potencia de 111 kW (150 CV) y un par de 370 Nm. La fuente de alimentación es alimentada por 220 pilas de litio en forma de T. Tienen una potencia total de 16 kWh y pesan 180 kg. Este coche eléctrico puede viajar de 40 a 80 km con un motor puramente eléctrico. Esta distancia suele ser suficiente para conducir en la ciudad durante todo el día y reduce significativamente los costos operativos, ya que el tráfico urbano requiere un consumo de combustible significativo en el caso de los motores de combustión. Las baterías también se pueden recargar desde una toma de corriente estándar, y cuando se combina con el motor de combustión interna, la autonomía del Ampera se extiende a unos respetables quinientos kilómetros.

Audi e-electron A1

Audi, que prefiere una conducción clásica con tecnología más avanzada que una conducción híbrida técnicamente muy exigente, presentó un interesante automóvil híbrido A1 e-tron hace más de dos años. Las baterías de iones de litio con una capacidad de 12 kWh y un peso de 150 kg son cargadas por un motor Wankel como parte de un generador que utiliza la energía en forma de gasolina almacenada en un tanque de 254 litros. El motor tiene un volumen de 15 metros cúbicos. cm y genera 45 kW/h el. energía. El motor eléctrico tiene una potencia de 75 kW y puede producir hasta 0 kW de potencia en poco tiempo. La aceleración de 100 a 10 es de unos 130 segundos y una velocidad máxima de unos 50 km/h.El coche puede recorrer unos 12 km por la ciudad con un accionamiento puramente eléctrico. Después del agotamiento de e. la energía es discretamente activada por el motor rotativo de combustión interna y recarga la electricidad. energía para baterías. La autonomía total con las baterías totalmente cargadas y 250 litros de gasolina es de unos 1,9 km con un consumo medio de 100 litros cada 1450 km. El peso operativo del vehículo es de 12 kg. Echemos un vistazo a una conversión simple para ver en comparación directa cuánta energía se esconde en un tanque de 30 litros. Suponiendo un motor Wankel moderno con una eficiencia del 70%, entonces 9 kg, junto con 12 kg (31 L) de gasolina, equivalen a 79 kWh de energía almacenada en baterías. Entonces 387,5 kg de motor y depósito = 1 kg de baterías (calculado en pesos Audi A9 e-Tron). Si quisiéramos aumentar el depósito de combustible en 62 litros, ya tendríamos XNUMX kWh de energía disponibles para alimentar el coche. Así podríamos continuar. Pero debe tener una trampa. Ya no será un coche "verde". Entonces, incluso aquí, se ve claramente que el accionamiento eléctrico está significativamente limitado por la densidad de potencia de la energía almacenada en las baterías.

En particular, el precio más alto, así como el peso elevado, han llevado al hecho de que la propulsión híbrida en Audi se ha desvanecido gradualmente en un segundo plano. Sin embargo, esto no significa que el desarrollo de coches híbridos y vehículos eléctricos en Audi se haya depreciado por completo. Recientemente ha aparecido información sobre la nueva versión del modelo A1 e-tron. En comparación con el anterior, el motor rotativo/generador ha sido reemplazado por un motor turboalimentado de tres cilindros y 1,5 litros de 94 kW. El uso de la unidad de combustión interna clásica fue forzado por Audi principalmente debido a las dificultades asociadas con esta transmisión, y el nuevo motor de tres cilindros está diseñado no solo para cargar las baterías, sino también para trabajar directamente con las ruedas motrices. Las baterías Sanyo tienen una salida idéntica de 12kWh, y el alcance del accionamiento puramente eléctrico se ha incrementado ligeramente a aproximadamente 80 km. Audi dice que el A1 e-tron actualizado debería promediar un litro cada cien kilómetros. Desafortunadamente, este gasto tiene un inconveniente. Para vehículos híbridos con autonomía eléctrica pura extendida. drive utiliza una técnica interesante para calcular el caudal final. Se ignora el llamado consumo. repostar desde la red de carga de baterías, así como el consumo final l/100 km, solo tiene en cuenta el consumo de gasolina de los últimos 20 km de conducción, cuando hay electricidad. bateria cargada. Mediante un cálculo muy sencillo, podemos calcular esto si las baterías estuvieran adecuadamente descargadas. Manejamos después de que se fue la luz. energía de baterías puramente de gasolina, como resultado, el consumo aumentará cinco veces, es decir, 5 litros de gasolina por cada 100 km.

Audi A1 e-tron II. Generacion

Problemas de almacenamiento de electricidad

El problema del almacenamiento de energía es tan antiguo como la propia ingeniería eléctrica. Las primeras fuentes de electricidad fueron las celdas galvánicas. Después de un corto tiempo, se descubrió la posibilidad de un proceso reversible de acumulación de electricidad en celdas secundarias galvánicas - baterías. Las primeras baterías usadas fueron de plomo, después de poco tiempo de níquel-hierro y un poco más tarde de níquel-cadmio, y su uso práctico duró más de cien años. También se debe agregar que, a pesar de la intensa investigación mundial en esta área, su diseño básico no ha cambiado mucho. Usando nuevas tecnologías de fabricación, mejorando las propiedades de los materiales base y utilizando nuevos materiales para los separadores de celdas y vasos, fue posible reducir ligeramente la gravedad específica, reducir la autodescarga de las celdas y aumentar la comodidad y seguridad del operador. pero eso es todo. El inconveniente más importante, es decir. Se mantuvo una relación muy desfavorable entre la cantidad de energía almacenada y el peso y volumen de las baterías. Por lo tanto, estas baterías se utilizaron principalmente en aplicaciones estáticas (fuentes de energía de respaldo en caso de que falle la fuente de alimentación principal, etc.). Las baterías se utilizaban como fuente de energía para los sistemas de tracción, especialmente en los ferrocarriles (carros de transporte), donde el peso elevado y las dimensiones importantes tampoco interferían demasiado.

Progreso del almacenamiento de energía

Sin embargo, ha aumentado la necesidad de desarrollar células con pequeñas capacidades y dimensiones en amperios hora. Por lo tanto, se formaron pilas primarias alcalinas y versiones selladas de níquel-cadmio (NiCd) y luego baterías de níquel-hidruro metálico (NiMH). Para el encapsulado de las celdas, se eligieron las mismas formas y tamaños de manguito que para las celdas de cloruro de zinc primarias convencionales hasta ahora. En particular, los parámetros alcanzados de las baterías de níquel-hidruro metálico permiten su uso, en particular, en teléfonos móviles, computadoras portátiles, dispositivos manuales de herramientas, etc. La tecnología de fabricación de estas celdas difiere de las tecnologías utilizadas para celdas con un gran capacidad en amperios-hora. La disposición laminar del sistema de electrodos de celda grande se reemplaza por la tecnología de convertir el sistema de electrodos, incluidos los separadores, en una bobina cilíndrica, que se inserta y se pone en contacto con celdas de forma regular en tamaños AAA, AA, C y D, resp. múltiplos de su tamaño. Para algunas aplicaciones especiales, se producen celdas planas especiales.

La ventaja de las celdas herméticas con electrodos en espiral es una capacidad varias veces mayor para cargar y descargar con altas corrientes y la relación entre la densidad de energía relativa y el peso y el volumen de la celda en comparación con el diseño clásico de celdas grandes. La desventaja es más autodescarga y menos ciclos de trabajo. La capacidad máxima de una sola celda de NiMH es de aproximadamente 10 Ah. Pero, al igual que ocurre con otros cilindros de mayor diámetro, no permiten cargar corrientes demasiado altas debido a la problemática disipación de calor, lo que reduce mucho el uso en vehículos eléctricos, por lo que esta fuente solo se utiliza como batería auxiliar en un sistema híbrido (Toyota Prius 1,3 kWh).

Un avance significativo en el campo del almacenamiento de energía ha sido el desarrollo de baterías de litio seguras. El litio es un elemento con un alto valor de potencial electroquímico, pero también es extremadamente reactivo en un sentido oxidativo, lo que también causa problemas cuando se usa litio metálico en la práctica. Cuando el litio entra en contacto con el oxígeno atmosférico, se produce una combustión que, dependiendo de las propiedades del medio, puede tener el carácter de una explosión. Esta propiedad desagradable se puede eliminar protegiendo cuidadosamente la superficie o usando compuestos de litio menos activos. Actualmente, las baterías de iones de litio y de polímero de litio más comunes tienen una capacidad de 2 a 4 Ah en amperios-hora. Su uso es similar al de NiMh, y con un voltaje de descarga promedio de 3,2 V, se dispone de 6 a 13 Wh de energía. En comparación con las baterías de hidruro de níquel-metal, las baterías de litio pueden almacenar de dos a cuatro veces más energía para el mismo volumen. Las baterías de iones de litio (polímero) tienen un electrolito en forma de gel o sólido y se pueden fabricar en celdas planas tan delgadas como unas pocas décimas de milímetro en prácticamente cualquier forma para adaptarse a las necesidades de la aplicación respectiva.

La propulsión eléctrica en un automóvil de pasajeros se puede hacer como la principal y única (automóvil eléctrico) o combinada, donde la propulsión eléctrica puede ser la fuente de tracción tanto dominante como auxiliar (propulsión híbrida). Dependiendo de la variante utilizada, difieren los requisitos de energía para el funcionamiento del vehículo y, por lo tanto, la capacidad de las baterías. En los vehículos eléctricos, la capacidad de la batería está entre 25 y 50 kWh, y con un propulsor híbrido, es naturalmente menor y oscila entre 1 y 10 kWh. A partir de los valores dados, se puede ver que a un voltaje de una celda (de litio) de 3,6 V, es necesario conectar las celdas en serie. Para reducir las pérdidas en los conductores de distribución, inversores y devanados de motores, se recomienda seleccionar una tensión superior a la habitual en la red de a bordo (12 V) para los accionamientos; los valores comúnmente utilizados son de 250 a 500 V. Desde hoy en día, las pilas de litio son obviamente el tipo más adecuado. Es cierto que siguen siendo muy caras, especialmente si se comparan con las baterías de plomo-ácido. Sin embargo, son mucho más difíciles.

El voltaje nominal de las celdas de batería de litio convencionales es de 3,6 V. Este valor es diferente de las celdas de hidruro metálico de níquel convencionales, respectivamente. NiCd, que tienen un voltaje nominal de 1,2 V (o plomo - 2 V), que, si se usa en la práctica, no permite la intercambiabilidad de ambos tipos. La carga de estas baterías de litio se caracteriza por la necesidad de mantener con mucha precisión el valor de la tensión máxima de carga, lo que requiere un tipo especial de cargador y, en particular, no permite el uso de sistemas de carga diseñados para otro tipo de celdas.

Características principales de las baterías de litio.

Las principales características de las baterías para vehículos eléctricos e híbridos pueden considerarse sus características de carga y descarga.

Característica de carga 

El proceso de carga requiere la regulación de la corriente de carga, el control del voltaje de la celda y el control de la temperatura actual no pueden pasarse por alto. Para las celdas de litio que se utilizan hoy en día y que utilizan LiCoO2 como electrodo catódico, el límite máximo de voltaje de carga es de 4,20 a 4,22 V por celda. Superar este valor provoca daños en las propiedades de la celda y, a la inversa, no alcanzar este valor significa no utilizar la capacidad nominal de la celda. Para la carga se utiliza la característica IU habitual, es decir, en la primera fase se carga con corriente constante hasta alcanzar una tensión de 4,20 V / celda. La corriente de carga está limitada al valor máximo permitido especificado por el fabricante de la celda, respectivamente. opciones de cargador. El tiempo de carga en la primera etapa varía de varias decenas de minutos a varias horas, dependiendo de la magnitud de la corriente de carga. El voltaje de la celda aumenta gradualmente hasta un máx. valores de 4,2 V. Como ya se mencionó, este voltaje no debe excederse debido al riesgo de daño a la celda. En la primera fase de carga, del 70 al 80% de la energía se almacena en las celdas, en la segunda fase el resto. En la segunda fase, la tensión de carga se mantiene en el valor máximo permitido y la corriente de carga disminuye gradualmente. La carga se completa cuando la corriente se ha reducido a aproximadamente un 2–3% de la corriente de descarga nominal de la celda. Dado que el valor máximo de las corrientes de carga en el caso de celdas más pequeñas también es varias veces mayor que la corriente de descarga, se puede ahorrar una parte significativa de la electricidad en la primera fase de carga. energía en un tiempo relativamente muy corto (aproximadamente ½ y 1 hora). Así, en caso de emergencia, es posible cargar las baterías de un vehículo eléctrico a una capacidad suficiente en un tiempo relativamente corto. Incluso en el caso de las pilas de litio, la electricidad acumulada disminuye después de un cierto período de almacenamiento. Sin embargo, esto solo sucede después de aproximadamente 3 meses de tiempo de inactividad.

Características de descarga

El voltaje primero cae rápidamente a 3,6–3,0 V (dependiendo de la magnitud de la corriente de descarga) y permanece casi constante durante toda la descarga. Después del agotamiento del suministro de correo electrónico. la energía también reduce el voltaje de la celda muy rápidamente. Por lo tanto, la descarga debe completarse a más tardar en el voltaje de descarga especificado por el fabricante de 2,7 a 3,0 V.

De lo contrario, la estructura del producto puede resultar dañada. El proceso de descarga es relativamente fácil de controlar. Está limitado solo por el valor de la corriente y se detiene cuando se alcanza el valor de la tensión de descarga final. El único problema es que las propiedades de las celdas individuales en una disposición secuencial nunca son las mismas. Por lo tanto, se debe tener cuidado de que el voltaje de cualquier celda no caiga por debajo del voltaje de descarga final, ya que esto puede dañarlo y causar un mal funcionamiento de toda la batería. Lo mismo debe tenerse en cuenta al cargar la batería.

El mencionado tipo de pilas de litio con un material de cátodo diferente, en las que el óxido de cobalto, níquel o manganeso es sustituido por el fosfuro Li3V2 (PO4) 3, elimina los riesgos mencionados de daño a la pila por incumplimiento. una mayor capacidad. También se declara su vida útil declarada de aproximadamente 2 ciclos de carga (al 000% de descarga) y especialmente el hecho de que cuando la celda está completamente descargada, no se dañará. La ventaja también es un voltaje nominal más alto de aproximadamente 80 cuando se carga hasta 4,2 V.

A partir de la descripción anterior, se puede indicar claramente que las baterías de litio son actualmente la única alternativa, como almacenar energía para conducir un automóvil, en comparación con la energía almacenada en el combustible fósil en un tanque de combustible. Cualquier aumento en la capacidad específica de la batería aumentará la competitividad de esta unidad ecológica. Solo podemos esperar que el desarrollo no se ralentice, sino que, por el contrario, avance varios kilómetros.

Ejemplos de vehículos que utilizan baterías híbridas y eléctricas

Toyota Prius es un híbrido clásico con una reserva de marcha baja en pura electricidad. conducir

El Toyota Prius utiliza una batería NiMH de 1,3 kWh, que se utiliza principalmente como fuente de energía para la aceleración y permite utilizar un motor eléctrico independiente para una distancia de unos 2 km como máximo. Velocidad de 50 km / h La versión Plug-In ya utiliza baterías de iones de litio con una capacidad de 5,4 kWh, lo que le permite conducir exclusivamente en un motor eléctrico por una distancia de 14-20 km a una velocidad máxima. velocidad 100 km / h.

Opel Ampere-híbrido con mayor reserva de energía en el correo electrónico puro. conducir

El vehículo eléctrico con una autonomía extendida (40-80 km), como Opel llama al Amper de cuatro plazas y cinco puertas, está propulsado por un motor eléctrico que produce 111 kW (150 CV) y 370 Nm de par. La fuente de alimentación es alimentada por 220 pilas de litio en forma de T. Tienen una potencia total de 16 kWh y pesan 180 kg. El generador es un motor de gasolina de 1,4 litros con una potencia de 63 kW.

Mitsubishi y MiEV, Citroën C-Zero, Peugeot iOn-clean el. carros

Las baterías de iones de litio con una capacidad de 16 kWh permiten que el vehículo recorra hasta 150 km sin recargar, medido de acuerdo con el estándar NEDC (New European Driving Cycle). Las baterías de alto voltaje (330 V) están ubicadas dentro del piso y también están protegidas por el marco de la base contra daños en caso de impacto. Es un producto de Lithium Energy Japan, una empresa conjunta entre Mitsubishi y GS Yuasa Corporation. Hay 88 artículos en total. La electricidad para el variador la proporciona una batería de iones de litio de 330 V, que consta de 88 celdas de 50 Ah con una capacidad total de 16 kWh. La batería se cargará desde una toma de corriente doméstica dentro de las seis horas, utilizando un cargador rápido externo (125 A, 400 V), la batería se cargará al 80% en media hora.

Yo mismo soy un gran aficionado a los vehículos eléctricos y controlo constantemente lo que sucede en esta área, pero la realidad en este momento no es tan optimista. Esto también lo confirma la información anterior, que muestra que la vida de los vehículos eléctricos puros e híbridos no es fácil y, a menudo, solo pretende ser un juego de números. Su producción sigue siendo muy exigente y costosa, y su eficacia es discutible en repetidas ocasiones. La principal desventaja de los vehículos eléctricos (híbridos) es la muy baja capacidad específica de la energía almacenada en las baterías en comparación con la energía almacenada en los combustibles convencionales (diésel, gasolina, gas licuado del petróleo, gas natural comprimido). Para acercar realmente la potencia de los vehículos eléctricos a los coches convencionales, las baterías tendrían que reducir su peso al menos una décima parte. Esto significa que el mencionado Audi R8 e-tron debía almacenar 42 kWh no en 470 kg, sino en 47 kg. Además, el tiempo de carga tendría que reducirse significativamente. Aproximadamente una hora al 70-80% de su capacidad sigue siendo mucho, y no estoy hablando de 6-8 horas en promedio con una carga completa. Tampoco hay necesidad de creer la mierda sobre la producción cero de vehículos eléctricos de CO2. Notemos inmediatamente el hecho de que La energía de nuestros enchufes también la generan las centrales térmicas, y no solo producen suficiente CO2. Por no hablar de la producción más compleja de un coche de este tipo, donde la necesidad de CO2 para la producción es mucho mayor que en un coche clásico. No debemos olvidarnos de la cantidad de componentes que contienen materiales pesados ​​y tóxicos y su problemática posterior eliminación.

Con todas las desventajas mencionadas y no mencionadas, un automóvil eléctrico (híbrido) también tiene ventajas innegables. En tráfico urbano o en distancias más cortas, su funcionamiento más económico es innegable, sólo por el principio de almacenamiento (recuperación) de energía durante el frenado, cuando en los vehículos convencionales se elimina durante el frenado en forma de calor residual al aire, para no Mencione la posibilidad de conducir unos pocos kilómetros por la ciudad para recargar económicamente desde el correo electrónico público. neto. Si comparamos un automóvil eléctrico puro y un automóvil clásico, entonces en un automóvil convencional hay un motor de combustión interna, que en sí mismo es un elemento mecánico bastante complejo. Su poder debe transferirse a las ruedas de alguna manera, y esto se hace principalmente a través de una transmisión manual o automática. Todavía hay uno o más diferenciales en el camino, a veces también un eje de transmisión y una serie de semiejes. Por supuesto, el automóvil también debe reducir la velocidad, el motor debe enfriarse y esta energía térmica se pierde inútilmente en el medio ambiente como calor residual. Un coche eléctrico es mucho más eficiente y sencillo (no se aplica a un coche híbrido, que es muy complicado). El coche eléctrico no contiene cajas de cambios, cajas de cambios, cardanes y semiejes, olvídate del motor delante, detrás o en el medio. No contiene radiador, es decir, refrigerante y motor de arranque. La ventaja de un coche eléctrico es que puede instalar motores directamente en las ruedas. Y de repente tienes el ATV perfecto que puede controlar cada rueda independientemente de las demás. Por lo tanto, con un vehículo eléctrico no será difícil controlar una sola rueda, y también es posible seleccionar y controlar la distribución óptima de la potencia para las curvas. Cada uno de los motores también puede ser un freno, nuevamente completamente independiente de las otras ruedas, que convierte al menos parte de la energía cinética nuevamente en energía eléctrica. Como resultado, los frenos convencionales estarán sujetos a mucho menos estrés. Los motores pueden producir la potencia máxima disponible en casi cualquier momento y sin demora. Su eficiencia a la hora de convertir la energía almacenada en las baterías en energía cinética es de alrededor del 90 %, que es unas tres veces la de los motores convencionales. En consecuencia, no generan tanto calor residual y no necesitan ser difíciles de enfriar. Todo lo que necesitas para esto es un buen hardware, una unidad de control y un buen programador.

Suma sumárum. Si los coches eléctricos o híbridos están aún más cerca de los coches clásicos con motores de bajo consumo, todavía tienen un camino muy difícil y difícil por delante. Solo espero que esto no se confirme con una serie de números engañosos o. presión exagerada de los funcionarios. Pero no nos desesperemos. El desarrollo de la nanotecnología realmente avanza a pasos agigantados y, quizás, nos esperan milagros en un futuro próximo.

Finalmente, agregaré una cosa más interesante. Ya existe una estación de repostaje solar.

Toyota Industries Corp (TIC) ha desarrollado una estación de carga solar para vehículos eléctricos e híbridos. La estación también está conectada a la red eléctrica, por lo que es más probable que los paneles solares de 1,9 kW sean una fuente adicional de energía. Utilizando una fuente de energía autónoma (solar), la estación de carga puede proporcionar una potencia máxima de 110 VCA / 1,5 kW, cuando está conectada a la red, ofrece un máximo de 220 VCA / 3,2 kW.

La electricidad no utilizada de los paneles solares se almacena en baterías, que pueden almacenar 8,4 kWh para su uso posterior. También es posible suministrar electricidad a la red de distribución o accesorios de la estación de suministro. Los puestos de carga utilizados en la estación tienen tecnología de comunicación incorporada capaz de identificar vehículos, respectivamente. sus propietarios utilizando tarjetas inteligentes.

Términos importantes para las baterías

• poder - indica la cantidad de carga eléctrica (cantidad de energía) almacenada en la batería. Se especifica en amperios hora (Ah) o, en el caso de dispositivos pequeños, en miliamperios hora (mAh). Una batería de 1 Ah (= 1000 mAh) es teóricamente capaz de proporcionar 1 amperio durante una hora.
• Resistencia interna - indica la capacidad de la batería para proporcionar más o menos corriente de descarga. A modo de ilustración, se pueden utilizar dos botes, uno con una salida más pequeña (resistencia interna alta) y otro con una salida más grande (resistencia interna baja). Si decidimos vaciarlos, un bote con un orificio de drenaje más pequeño se vaciará más lentamente.
• Voltaje nominal de la batería - para baterías de níquel-cadmio e hidruro de níquel-metal, es de 1,2 V, de plomo de 2 V y de litio de 3,6 a 4,2 V. Durante el funcionamiento, esta tensión varía entre 0,8 - 1,5 V para baterías de níquel-cadmio e hidruro de níquel-metal, 1,7 - 2,3 V para plomo y 3-4,2 y 3,5-4,9 para litio.
• Corriente de carga, corriente de descarga – expresado en amperios (A) o miliamperios (mA). Esta es información importante para el uso práctico de la batería en cuestión para un dispositivo en particular. También determina las condiciones para la correcta carga y descarga de la batería para que su capacidad se utilice al máximo y al mismo tiempo no se destruya.
• Carga acc. curva de descarga - muestra gráficamente el cambio de voltaje según el tiempo de carga o descarga de la batería. Cuando una batería se descarga, normalmente hay un pequeño cambio en el voltaje durante aproximadamente el 90 % del tiempo de descarga. Por lo tanto, es muy difícil determinar el estado actual de la batería a partir del voltaje medido.
• Autodescarga, autodescarga – La batería no puede mantener la electricidad todo el tiempo. energía, ya que la reacción en los electrodos es un proceso reversible. Una batería cargada se descarga gradualmente por sí sola. Este proceso puede llevar de varias semanas a meses. En el caso de las baterías de plomo-ácido, esto es del 5 al 20% por mes, para las baterías de níquel-cadmio, alrededor del 1% de la carga eléctrica por día, en el caso de las baterías de hidruro de níquel-metal, alrededor del 15-20% por mes, y el litio pierde alrededor del 60%. Capacidad para tres meses. La autodescarga depende de la temperatura ambiente, así como de la resistencia interna (las baterías con mayor resistencia interna se descargan menos) y, por supuesto, el diseño, los materiales utilizados y la mano de obra también son importantes.
•  Batería (kits) – Solo en casos excepcionales las baterías se utilizan individualmente. Por lo general, están conectados en un conjunto, casi siempre conectados en serie. La corriente máxima de dicho conjunto es igual a la corriente máxima de una celda individual, la tensión nominal es la suma de las tensiones nominales de las celdas individuales.
•  Acumulación de baterías.  Una batería nueva o sin usar debe someterse a uno, pero preferiblemente a varios (3-5) ciclos de carga completa lenta y descarga lenta. Este lento proceso establece los parámetros de la batería al nivel deseado.
•  Efecto de memoria – Esto sucede cuando la batería se carga y se descarga al mismo nivel con aproximadamente constante, no demasiada corriente, y no debe haber una carga completa o una descarga profunda de la celda. Este efecto secundario afectó a NiCd (mínimamente también a NiMH).