Устройство батарей Nissan Leaf, Tesla Model S и Chevy Bolt – чей аккумулятор лучше.

Устройство батарей Nissan Leaf, Tesla Model S и Chevy Bolt – чей аккумулятор лучше.

батарея Ниссан Лиф - вид изнутри

Прежде всего, следует рассмотреть различные формы батарей. Так, у Nissan Leaf аккумулятор не является плоским, он размещается от переднего сиденья до заднего, скрытый под полом автомобиля. Для того, чтобы было удобно сидеть сзади, батарея имеет своеобразное углубление для пола перед задним сиденьем.

Аккумулятор у Chevy Volt имеет Т-образную форму. В центре пола перед задним сиденьем есть узкое возвышение — это самая узкая часть батареи. Основной массив батареи расположен под задним сиденьем.

Инженеры Tesla используют плоскую батарею под всем днищем электромобиля, так называемый ‘скейтборд’.

батарея электромобиля Tesla Model S

Собственно, почему такие разные формы? Для этого необходимо посмотреть внутрь батареи. Блок питания, (батарея или аккумулятор), состоит из меньших аккумуляторных элементов (более известное название — батарейка, еще их называют элементом питания или ячейкой).

Существуют три основных типа литий-ионных элементов питания: цилиндрические, призматические и пакетные (гелиополимерные аккумуляторы в корпусе из, как правило, алюминиевой фольги). Обычная батарейка для фонарика является цилиндрической. Tesla использует именно такие стандартные цилиндрические батарейки, имеющие маркировку 18650, что означает ее габариты – 18 х 65 мм, причем она применяет их как в батареях для электрокаров, так и в бытовых системах хранения энергии (как устроен домашний аккумулятор «Тесла» можно узнать из этой статьи).

Типы литий-ионных аккумуляторов

Призматические элементы имеют большие габариты и являются более тяжелыми. Их можно сравнить с автомобильными аккумуляторами, однако они несколько легче, поскольку не содержат свинца. В свою очередь, пакетные батареи — это листы катода и анода с перегородкой посередине и с тонкой оберткой вокруг. Большинство элементов питания этого типа имеют размеры 21 на 27 см и обернуты металлической оболочкой.

Во всех подобных аккумуляторах тонкие слои катодов и анодов, разделены перегородками и напоминают кипы бумаги. Разница заключается в том, что пакетные батареи можно складировать одну на одну в высоту только в один или два ряда. Также пакетные не имеют оболочки и, следовательно, нуждаются во внешней защите. Цилиндрические батарейки послойно складывают в цилиндр. Призматические батарейки, чтобы поместить в прямоугольные пакеты, необходимо укладывать штабелями.

Во время зарядки все литиевые элементы питания имеют свойство расширяться и нагреваться. Батарейки призматической формы должны быть механически прижаты, чтобы не менять свою форму. Опять же, металлическая оболочка в цилиндрических батарейках не позволяет им расширяться. Зато пакетные батарейки, которые порой напоминают пачки офисной бумаги, нуждаются во внешней упаковке.

Читайте также  Украинская энергетика и стандарты Евросоюза: получится ли?

В аккумуляторах Tesla цилиндрические батарейки складываются вертикально. Их можно было бы вместить еще больше, однако свободные промежутки были оставлены для вентиляции. Батарея достаточно плоская и может незаметно спрятаться снизу практически большинства автомобилей.

Электромобили «Лиф» и «Вольт» используют пакетные батареи. Литий-ионные элементы питания в Chevrolet Volt уложены вертикально в ряд, в связи с чем батарея имеет продолговатую прямоугольную форму, также она может иметь Т-образную форму (такая батарея размещается между сиденьями)

Аккумуляторный блок Nissan Leaf включает ориентированные горизонтально пакетные батарейки, сложенные как почта в ящике. Элементы аккуратно размещаются под сиденьями, а также в центре пространства для ног перед задним сиденьем. Надо сказать, что все очень эргономично и не мешает пассажирам. Более подробно об устройстве батареи электрокара ‘Лиф’ здесь.

У Chevy Volt все несколько по-другому: по центру пространства перед задними сиденьями имеется возвышение из-за Т-образной батареи. Концепт Т-образной батареи был впервые разработан Дженерал Моторс для своего EV-1.

батарея Chevy-Bolt

Элементы питания Nissan Leaf укомплектованы в блоки с напряжением около 400 В. Такое значение электрического напряжения выбрано с тем, чтобы, с одной стороны, этой величины вольтажа было достаточно, для маломощных моторов, с другой стороны, при такой компоновке расходы на преодоление сопротивления являются низкими. Литиевые батарейки имеют напряжение от 3,6 до 4 В, следовательно, если соединить последовательно 100 батареек можно получить 400 В.

аккумулятор Nissan Leaf

Батарея Лифа просто крепится к днищу электромобиля болтами

У метода, который применила компания Tesla с цилиндрическими батарейками есть свои преимущества. Электромобиль параллельно использует несколько блоков батарей, то есть, если один из элементов выйдет из строя, весь аккумулятор будет продолжать работать. Для сравнения в «Вольте» от Дженерал Моторс и в «Ниссане Лиф», ячейки подключены последовательно, подобно новогодней гирлянде, то есть, если одно звено выйдет из строя, то перестанет работать вся батарея. Слабой стороной всех этих методов является то, что трудно обнаружить неработающий элемент.

Читайте также  Nissan представил электромобиль для «цифрового поколения», концепт молодежного авто Teatro for Dayz (фото)

В новом Chevy Volt используется 192 батарейки, разделенных на два блока по 96 штук в каждом. Поскольку аккумулятор может произвести электроэнергии 18,4 кВт*ч, мы можем вычислить приблизительное напряжение и емкость элемента. Литиевые ячейки выдают примерно 3,8 В, следовательно, в целом батарея будет иметь 365 В. Электрическая емкость батареи (А*ч), будет вдвое выше электрической емкости блока, поскольку блоки являются параллельными. Таким образом, параметры батареи — 18,4 кВт*ч, или 50,4 А*ч.

Это значение несколько ниже особенностей батареек Nissan Leaf, а именно — 33,1 А*ч в одной ячейке. Оригинальный аккумулятор для «Вольта» весит примерно 180 кг. В батареи использованы кисетного батарейки, а не призматические. В общем, батареи в Вольте и Лифе имеют много схожих особенностей.

Аккумулятор для «Лифа» состоит из 48 модулей по 4 батарейки в каждом модуле. Каждая ячейка имеет, в среднем, такие параметры — 3,8 В и 33,1 А*ч. На представленных видео можно увидеть «внутренности» батареи Nissan Leaf, узнать, как они устроены и как их можно разобрать (если сильно захочется).

Все три типа аккумуляторов имеют свои преимущества и недостатки. В Nissan Leaf блоки размещены во всем доступном пространстве под сиденьями и полом, однако имеют недостаточное охлаждение. Блок «Вольта» хорошо защищен, в месте с тем, Т-образная форма уменьшает количество свободного пространства перед задними сиденьями, но охлаждение в нем имеется. Аккумулятор «Теслы» сохраняет большое количество внутреннего пространства автомобиля, а размещение батареи снизу, делает ее потенциально уязвимой перед возможными ударами, но при этом он хорошо охлаждается.

Автопроизводители еще окончательно не определились с выбором между цилиндрическими и пакетными элементами, однако некоторые эксперты утверждают, что пакетные батареи все же дешевле. Таким образом, можно сделать вывод, что пока нет единого мнения о том, каким должен быть «лучший» аккумулятор. С другой стороны, поскольку различные подходы и технологические решения конкурируют между собой, можно надеяться на довольно быстрый прогресс в технологиях аккумуляции энергии.

Утепление труб отопления и водопровода. Делаем под... Еще не один отопительный сезон должен пройти прежде чем потребители смогут привыкнуть к суммам в платежках за отопление. Многих спасают субсидии, но ...
«Зелёный» офис – здоровый офис: реально ли это для... Слышали ли Вы, что такое «зеленый офис», и знаете ли преимущества его внедрения? Первое, что приходит в голову, - это просто зеленые насаждения возле...
Все что вам нужно знать о гравитационных волнах (в... 12 февраля 2016 года американская обсерватория объявила, что обнаружила доказательства гравитационных волн, о которых почти 100 лет назад говорил Аль...
Все об электромобиле Tesla Model 3: характеристики... Во время презентации самого доступного электрокара Tesla компания поведала лишь ключевую информацию о новом автомобиле. Так, базовая версия Model ...

Сохрани, чтобы не потерять