W portalu ScienceDirect pojawił się ciekawy artykuł na temat szybkiego ładowania baterii litowo-jonowych. Naukowcy twierdzą, że udało im się dokonać przełomu, który pozwoli na skrócenie czasu ładowania elektryków nawet pięciokrotnie! Bez wnikania w chemię ogniw elektrycznych – wystarczyły sensory sprawdzające stan elektrod i temperaturę ogniwa.
Szybkie ładowanie baterii – jaki problem trzeba rozwiązać?
Spis treści
Współczesne baterie w samochodach elektrycznych ładowane są z mocami 50-120 kilowatów. Ładowarki są w stanie obsłużyć więcej, ale zbyt duża moc przyłożona do ogniw powoduje, że zaczynają się one nagrzewać i gwałtownie przyspiesza proces ich degradacji (czyli wzrost dendrytów).
Żeby więc ładować baterie szybko i bezpiecznie, powinniśmy monitorować temperaturę każdego z ogniw osobno oraz zachowanie się elektrod w zależności od przyłożonego napięcia – i obniżać moc ładowania w przypadku przekroczenia któregoś z krytycznych parametrów, na przykład temperatury.
> Test: Nissan Leaf (2018) w rękach Bjorna Nylanda [YouTube]
Niestety, pomiar obu parametrów wewnątrz ogniwa jest niewykonalny bez zaburzania jego funkcjonowania. Dlatego producenci obniżają parametry ładowania do bezpiecznych, uśrednionych wartości. Czyli właśnie do 50-120 kilowatów w wypadku baterii samochodowych o pojemnościach 15-100 kWh.
Jest przełom? +350 kilometrów w 10 minut?
Naukowcom udało się jednak przeprowadzić precyzyjne pomiary dla komercyjnie dostępnych ogniw 18650 (paluszków) podczas ładowania. Okazało się, że maksymalne napięcie ładowania w niektórych ogniwach może zostać podniesione nawet 6,7 raza ponad to, co deklaruje producent.
Opracowany przez badaczy zestaw sensorów i dopasowany do niego protokół komunikacji sprawił, że czas ładowania skrócono pięciokrotnie, wyciskając z ogniw wszystko to, co było możliwe – ale bez przekraczania granicy bezpieczeństwa.
> Nissan Leaf vs Volkswagen e-Golf [FORUM] – co wybrać, który samochód lepszy?
Jak interpretować te dane? Otóż jeśli samochód elektryczny Tesla Model S 60 ładuje się z mocą 90 kilowatów i zyskuje w ten sposób 71 kilometrów zasięgu po 10 minutach ładowania, to przy zastosowaniu powyższej metody w tym samym czasie zyskałby około 350 kilometrów zasięgu!
Na ilustracji: porównanie czasów ładowania Tesla Model S na różnych ładowarkach (c) Bjorn Nyland / YouTube
Warto przeczytać: Understanding the limits of rapid charging using instrumented commercial 18650 high-energy Li-ion cells
|REKLAMA|
|/REKLAMA|
