Аккумуляторы
Первые аккумуляторы со
свинцом,
NiFe и
NiCd были развиты в 1859-1905 году. Ёмкость этих аккумуляторов около 30-50 Wh/kg, т.е. с 100 килограмм аккумулятора имеем 3-5 kWh, при 500 кг около 15-25 kWh.
Максимальная мощность этих аккумуляторов достаточно высокая (также как и у следующих типов), 100-300 W/kg, т.е. при 100 кг 10-30kW (14-40 PS), при 500 кг 50-150 kW (68-200 PS).
Короткое описание и история
В 1992 году был представлен
NiMH-Аккумулятор, и с тех пор этот аккумулятор широко используется в разных формах (AA, AAA, Knopfzelle usw). NiMH имеет энергическую плотность 80Wh/kg, что примерно в 2 раза выше чем у NiCd. Недостатки NiMH - саморазряд (в месяц на 15–25 %), ограниченое использование при низких температурах.
Использовался например во второй серии General Motors EV1 (первая серия использовала аккумуляторы со свинцом).
С 1991 года существует
литиум-ионен-аккумулятор.
Этот тип используется в дигитальных камерах, переносных компьютерах, видеокамерах и т.д.
Ёмкость примерно 100 Wh/kg (новые до 200 Wh/kg), низкий саморазряд, мощность до 300 W/kg (как и у NiMH).
Используется например на Tesla Roadster (см. ниже)
Более новый аккумулятор:
Li-Ti фирмы
Altairnano. Ёмкость правда чуть ниже, чем на простых Li-Ion-Аккумуляторов (90Wh/kg), но зато очень высокая мощность, что так же позволяет быстро заряжать аккумуляторы (за 10 минут, все остальные до этого нужно было заряжать несколько часов). Высокая также "долгожительность" этого типа аккумуляторов: после 15 000 циклов аккумуляторы ещё имеют емкость минимум 80% первоначальной (аккумуляторы других типов выдерживают только примерно 300-1000 циклов).
Используется например на Phoenix и Lightning GT (см. ниже).
Имеются также другие типы аккумуляторов, которые также как и Altairnano используют нано-технологию для повышения скорости зарядки/разрядки а также количество циклов (например фирмы
А123)
Цена аккумуляторов сверху - примерно 330$/kWh для NiMH, 600-1000 ?/kWh (
Kokam Li-Polymer,
Zebra),
Altairnano 2000$/kWh (но цена на него упадёт наверно в два раза в следующие 18 месяцев).
Возможные аккумуляторы будущего:
- Ультра-конденсатор:
Преимущества: чрезвычайно высокая скорость зарядки и разрядки (время зарядки на подходящей "заправке" было бы меньше минуты), очень высокое количество циклов разрядки/зарядки. Недостаток сегодня: низкая ёмкость (в Wh/kg). Но возможно, что через пару лет фирма
EEStor будет производить ультра-конденсатор с ёмкостью около
300 Wh/kg.
- Алюминиум-аккумулятор фирмы
Europositron. Данные звучат
невероятно , но может быть, эти аккумуляторы действительно выйдут через 3-4 года.
Электричество для электромобилей
По данным фирмы Tesla Motors, автомобиль Tesla Roadster расходует
11 kWh на 100 км, расход Lightning GT предпологают на
меньше 10 kWh на 100 км.
При разумном концепте электромобиля, расход на 100 км будет примерно 8-15 kWh (энергическая ёмкость одного килограмма бензина или дизеля (1,2-1,35 литров) примерно
12 kWh) - см. также КПД в преимуществах электромобиля выше.
При использовании простой розетки с 3,7 kW заряжать "полный бак" 35 kWh (для 200-400 км езды например на Lightning GT) придётся 10 часов (например ночью), или например на
Park & Charge (в Германии 45),
страница электрозаправок в Австрии (уже больше 500 - из регенеративных источников).
При использовании электроэнергии для электромобилей в большом масштабе, подходящим могут быть например энергия из ветряных электростанций. Расход электричества ночью намного ниже чем с
7 до 23 часов. В 2005 году
26 500 GWh были произведены из ветряных электростанций (с однозначной тенденцией вверх).
Предположим, производство от этих электростанций ночью было примерно 10 000 GWh, т.е. миллион 10 000 kWh.
Среднему электромобилю требовалось бы примерно 4 500 kWh в год (при расходе 15 kWh на 100 км и 30 000 км в год). Т.е. той энергии сверху хватило бы примерно на 2 миллиона электромобилей, при использовании в 2005 году только ночную электроэнергию из ветряных электростанций.
Разумеется это только "grobe Abschätzung" (т.к. ветер дует не регулярно по часам и дням, и "средний водитель" заправляет не регулярно свой автомобиль), а только для оценки потенциала.
Также для сравнения - в 2006 году было зарегестрировано примерно
3,5 миллиона новых автомобилей.
Ссылки на примеры, где есть оценка потребности в электроэнергии при использовании электромобилей:
-
Mobil auch ohne Atomkraft
-
30 Millionen Elektroautos ohne neues Kraftwerk
-
10% Mehrbedarf bei 40 Millionen Elektrofahrzeugen
Примеры электромобилей сегодня и в ближайшем будующем
Tesla Roadster:
250 PS, разгон от 0-96 км/ч за 4 секунды, 55 kWh Li-Ionen-аккумулятор, расход 11 kWh на 100 км, хватает до 320 км (т.к. не полный разряд аккумуляторов, для повышения количества циклов, т.к. простые аккумуляторы для переносных компьютеров).
Начало производства в этом году.
Lightning GT:
4 электромотора (один у каждого колеса), каждый 163 PS (вместе 650 PS), разгон 0-100 км/ч за 4 секунды, 35 kWh аккумулятор фирмы Altairnano, расход до 10 kWh, хватает до 400 км.
Начало производства запланировано в следующем году.
Phoenix:
SUV и PickUp с аккумуляторами как у Lightning GT.
Производство с
2007 года
Wrightspeed X1:
Прототип, 236 PS, 25 kWh Lithium Ion аккумуляторы,
0-97 км/ч : 3.07 секунды
0-160 км/ч: 6.87 секунды
Без сцепления и коробки.
Видео (разгон вместе с Ferrari 360 и
Porsche Carrera GT),
поездка внутри.
Сообщение было изменено 23 апреля 2009 в 13:44