ハイブリッド車および電気自動車用バッテリー

前回の記事では、主に自動車の始動に必要な電力源としてのバッテリーと、電気機器の比較的短期間の操作について説明しました。 ただし、大型モバイルデバイス（この場合はハイブリッド車と電気自動車）の推進分野で使用されるバッテリーの特性には、まったく異なる要件が課せられます。 車両に電力を供給するためには、はるかに大量の蓄積エネルギーが必要であり、どこかに貯蔵する必要があります。 内燃エンジンを搭載したクラシックカーでは、ガソリン、ディーゼル、LPGの形でタンクに貯蔵されます。 電気自動車やハイブリッド車の場合、バッテリーに蓄えられており、電気自動車の主な問題点と言えます。

現在のアキュムレータはほとんどエネルギーを蓄えられませんが、かなりかさばり、重く、同時に最大の補充には数時間（通常は8時間以上）かかります。 対照的に、内燃機関を搭載した従来の車両は、充電にXNUMX分、場合によってはXNUMX分しかかからないという条件で、小さなケースのバッテリーに比べて大量のエネルギーを蓄えることができます。 残念ながら、電気の貯蔵の問題は、電気自動車の誕生以来悩まされてきました。そして、否定できない進歩にもかかわらず、自動車に電力を供給するために必要なエネルギー密度はまだ非常に低いです。 次の行では、電子メールを節約します。エネルギーについてさらに詳しく説明し、純粋な電気またはハイブリッドドライブを搭載した自動車の現実に近づけようとします。 これらの「電子自動車」には多くの神​​話があるので、そのようなドライブの長所と短所を詳しく調べても問題はありません。

残念ながら、製造業者が示した数値も非常に疑わしく、かなり理論的なものです。 たとえば、Kia Venga には、出力 80 kW、トルク 280 Nm の電気モーターが搭載されています。 電力は容量24kWhのリチウムイオン電池から供給され、メーカーによるKia Vengy EVの推定航続距離は180km。 バッテリーの容量は、完全に充電された場合、24 kW のエンジン消費を提供できるか、48 分で 180 kW の消費を供給できることを示しています。単純な再計算では、60 km を運転することはできません。 . そのような範囲について考えたい場合、約 3 時間、平均 8 km/h で走行する必要があり、エンジン出力は公称値の 40 分の XNUMX、つまり XNUMX kW になります。 言い換えれば、ほぼ確実に仕事でブレーキを使用する、非常に注意深い (注意深い) 乗り方であれば、そのような乗り方は理論的には可能です。 もちろん、さまざまな電装品を含めることは考慮していません。 クラシックカーと比較して自己否定することは誰でもすでに想像できます。 同時に、クラシックなベンガに XNUMX リットルのディーゼル燃料を注ぎ、制限なしで何百キロも走ります。 なぜそうなのですか？ このエネルギーの量とクラシックカーがタンクに保持できる重量と、電気自動車がバッテリーに保持できる量を比較してみましょう - 詳細はこちらをご覧ください.

化学と物理学からのいくつかの事実

• ガソリンの発熱量：42,7 MJ / kg、
• ディーゼル燃料の発熱量：41,9 MJ / kg、
• ガソリン密度：725 kg / m3、
• 油密度：840 kg / m3、
• ジュール（J）= [kg * m2 / s2]、
• ワット（W）= [J / s]、
• 1 MJ = 0,2778kWh。

エネルギーは仕事をする能力であり、ジュール (J)、キロワット時 (kWh) で測定されます。 仕事（機械的）は、体の運動中のエネルギーの変化によって現れ、エネルギーと同じ単位を持っています。 電力は、単位時間あたりの仕事の量を表し、基本単位はワット (W) です。

エネルギー源の比出力

エネルギー資源	発熱量/ kg密度	発熱量/ lエネルギー/ l	エネルギー/ kg
ガソリン	42,7 MJ / kg 725 kg / m3	30,96 MJ / l 8,60 kWh / l	11,86 kWh / kg
油	41,9 MJ / kg 840 kg / m3	35,20 MJ / l 9,78 kWh / l	11,64 kWh / kg
リチウムイオン電池（アウディR8 e-tron）	42 kWh 470 kg		0,0893 kWh / kg

上記のことから、たとえば、発熱量が42,7 MJ / kg、密度が725 kg / m3の場合、ガソリンは8,60リットルあたり11,86kWhまたは0,1キログラムあたり0,1kWhのエネルギーを提供することが明らかです。 現在電気自動車に搭載されている現在のバッテリー、たとえばリチウムイオンを構築する場合、その容量は31キログラムあたり2,6 kWh未満です（簡単にするために、3,5 kWhと見なします）。 従来の燃料は、同じ重量でXNUMX倍以上のエネルギーを供給します。 これが大きな違いであることを理解できます。 たとえば、小さなものに分解すると、XNUMX kWhのバッテリーを搭載したシボレークルーズは、XNUMX kg未満のガソリン、または必要に応じて約XNUMXリットルのガソリンに収まるエネルギーを運びます。

電気自動車がまったく始動する可能性があり、100kmを超えるエネルギーが残っているとは限りません。 理由は簡単です。 電気モーターは、蓄積されたエネルギーを機械的エネルギーに変換するという点ではるかに効率的です。 通常、効率は90％である必要がありますが、内燃エンジンの効率はガソリンエンジンで約30％、ディーゼルエンジンで35％です。 したがって、電気モーターに同じ電力を供給するには、はるかに少ないエネルギー予備力で十分です。

個々のドライブの使いやすさ

単純化した計算を評価した後、ガソリン 2,58 リットルから約 3,42 kWh、ディーゼル燃料 0,09 リットルから 8 kWh、470 キログラムのリチウムイオン電池から 16,3 kWh の機械的エネルギーを得ることができると想定されます。 その差は 12,3 倍以下で、約 4 倍にすぎません。 これは最高の数字ですが、まだピンク色ではありません。 たとえば、スポーティーなアウディ R3,0 を考えてみましょう。 フル充電されたバッテリーの重量は 62 kg で、エネルギー量はガソリン 2350 リットルまたはディーゼル燃料 2 リットルに相当します。 または、タンク容量が 20 リットルのディーゼル燃料を搭載した Audi A1 XNUMX TDI があり、純粋なバッテリー駆動で同じ航続距離を維持したい場合、約 XNUMX kg のバッテリーが必要になります。 これまでのところ、この事実は電気自動車に非常に明るい未来を与えるものではありません. しかし、そのような「電気自動車」を開発する圧力は、冷酷なグリーンロビーによって取り除かれるので、ライ麦に散弾銃を投げる必要はありません. . 」。 純粋な電気駆動の明確な代替手段は、内燃エンジンと電気モーターを組み合わせた、いわゆるハイブリッドです。 現在最もよく知られているのは、たとえば、トヨタのプリウス (同じハイブリッド技術を搭載したオーリス HSD) やホンダのインサイドです。 ただし、純粋に電気的な範囲は依然としてばかげています。 最初のケースでは約XNUMX km（プラグインの最新バージョンでは「XNUMX km」に増加）、XNUMX番目のケースでは、ホンダは純粋な電気駆動装置をノックすることさえありません。 これまでのところ、実際に得られた効果は、大衆広告が示唆するほど奇跡的ではありません. 現実は、ほとんどが従来のテクノロジーを使用して、青色の動き (経済) でそれらを色付けできることを示しています。 ハイブリッド発電所の利点は、主に市街地走行時の燃費にあります。 アウディは最近、一部のブランドが車にハイブリッドシステムを搭載することによって達成するのと同じ燃費を平均して達成するために、現時点では車体の軽量化だけが必要であると述べました。 一部の車の新しいモデルも、これが暗闇への悲鳴ではないことを証明しています。 たとえば、最近導入された第 XNUMX 世代のフォルクスワーゲン ゴルフは、より軽量なコンポーネントを使用して学習し、実際には以前よりも少ない燃料を使用しています。 日本の自動車メーカー、マツダも同様の方向に進んでいます。 これらの主張にもかかわらず、「長距離」ハイブリッドドライブの開発は続いています。 例として、オペル アンペラと、逆説的に、アウディ AXNUMX e-tron のモデルについて言及します。

個々のドライブの使いやすさ

エネルギー資源	エンジン効率	有効エネルギー/ l	有効エネルギー/ kg
ガソリン	0,30	2,58 kWh / l	3,56 kWh / kg
油	0,35	3,42 kWh / l	4,07 kWh / kg
リチウムイオン電池	0,90	–	わかった。 0,1 kWh / kg

オペルAmpera

オペルアンペラは電気自動車として提示されることがよくありますが、実際にはハイブリッド車です。 アンペアは、電気モーターに加えて、1,4リッターの63kW内燃エンジンも使用しています。 ただし、このガソリンエンジンは直接車輪を駆動するのではなく、バッテリーの電力がなくなった場合の発電機として機能します。 エネルギー。 電気部品は、出力111 kW（150 hp）、トルク370Nmの電気モーターで表されます。 電源は220個のT字型リチウム電池で駆動され、総電力は16 kWh、重量は180kgです。 この電気自動車は、純粋な電気自動車で40〜80km走行できます。 多くの場合、この距離は終日の市街地走行に十分であり、燃焼機関の場合、市街地の交通にはかなりの燃料消費が必要になるため、運用コストが大幅に削減されます。 バッテリーは標準のコンセントから充電することもでき、内燃エンジンと組み合わせると、アンペラの航続距離は非常に立派なXNUMXキロメートルにまで及びます。

アウディeエレクトロンA1

技術的に非常に要求の厳しいハイブリッド ドライブよりも、より高度な技術を備えたクラシックなドライブを好むアウディは、1 年以上前に興味深い A12 e-tron ハイブリッド車を導入しました。 容量 150 kWh、重量 254 kg のリチウムイオン電池は、15 リットルのタンクに貯蔵されたガソリンの形でエネルギーを使用する発電機の一部として、ヴァンケル エンジンによって充電されます。 エンジンの容積は 45 立方メートルです。 cmで、75 kW / h elを生成します。 エネルギー。 電気モーターの出力は 0 kW で、短時間で最大 100 kW の出力を生成できます。 10 から 130 への加速は約 50 秒で、最高速度は約 12 km/h で、純粋な電気駆動で街中を約 250 km 走行できます。 eの枯渇後。 エネルギーはロータリー内燃エンジンによって控えめに活性化され、電気を充電します。 電池のエネルギー。 完全に充電されたバッテリーと 1,9 リットルのガソリンを使用した合計航続距離は約 100 km で、1450 km あたりの平均消費量は 12 リットルです。 車両の動作重量は 30 kg です。 単純な変換を見て、70 リットルのタンクにどれだけのエネルギーが隠されているかを直接比較してみましょう。 最新のヴァンケル エンジンの効率を 9% と仮定すると、その 12 kg と 31 kg (79 L) のガソリンは、バッテリーに蓄えられた 387,5 kWh のエネルギーに相当します。 したがって、1 kg のエンジンとタンク = 9 kg のバッテリー (Audi A62 e-Tron の重量で計算)。 燃料タンクを XNUMX リットル増やしたい場合、すでに XNUMX kWh のエネルギーを車に供給することができます。 だから私たちは続けることができました。 しかし、彼はXNUMXつのキャッチを持っている必要があります。 もはや「グリーン」な車ではありません。 そのため、ここでも、バッテリーに蓄えられたエネルギーの電力密度によって電気駆動が大幅に制限されることがはっきりとわかります。

特に、価格の高さと重量の高さにより、アウディのハイブリッドドライブは徐々に背景に消えていきました。 しかし、これはアウディにおけるハイブリッド車と電気自動車の開発が完全に衰退したことを意味するものではありません。 A1 e-tronモデルの新しいバージョンに関する情報が最近登場しました。 先代と比べ、ロータリーエンジン/ジェネレーターは1,5kWの94リッター12気筒ターボエンジンに換装。 従来の内燃機関の使用は、主にこのトランスミッションに関連する問題のために、アウディによって強制されました。新しい 80 気筒エンジンは、バッテリーを充電するだけでなく、駆動輪にも直接作用するように設計されています。 三洋電池の出力は同じ 1kWh で、純電気駆動の航続距離はわずかに伸びて約 100km になりました。 アウディは、アップグレードされた A20 e-tron は、平均して 5 km あたり 100 リットルになるはずだと述べています。 残念ながら、この費用には問題が XNUMX つあります。 純電気の航続距離を延長したハイブリッド車向け。 ドライブは、最終的な流量を計算するための興味深い手法を使用しています。 いわゆる消費は無視されます。 から給油バッテリー充電ネットワークと最終消費量 l / XNUMX km は、電気がある場合の最後の XNUMX km の走行でのガソリンの消費のみを考慮に入れます。 バッテリーチャージ。 バッテリーが適切に放電されていれば、非常に簡単な計算でこれを計算できます。 停電後に運転しました。 純粋なガソリン電池からのエネルギー、その結果、消費量はXNUMX倍、つまりXNUMX kmあたりXNUMXリットルのガソリンになります。

アウディA1e-tronII。 世代

電力貯蔵の問題

エネルギー貯蔵の問題は、電気工学そのものと同じくらい古いものです。 最初の電源はガルバニ電池でした。 しばらくして、ガルバニ電池 - 電池 - における電気の蓄積の可逆プロセスの可能性が発見されました。 最初に使用された電池は鉛電池で、その後ニッケル鉄、少し後にニッケルカドミウム電池となり、実用化はXNUMX年以上続きました。 また、この分野での集中的な世界的な研究にもかかわらず、それらの基本的な設計はあまり変わっていないことも付け加えておく必要があります. 新しい製造技術を使用して、基材の特性を改善し、セルと容器のセパレータに新しい材料を使用することで、比重をわずかに減らし、セルの自己放電を減らし、オペレーターの快適さと安全性を高めることができました。しかし、それはそれについてです。 最も重大な欠点、すなわち。 バッテリーの重量と体積に対する蓄えられたエネルギーの量の非常に不利な比率が残っていました。 したがって、これらのバッテリーは主に静的用途 (主電源が故障した場合のバックアップ電源など) で使用されていました。 バッテリーは牽引システムのエネルギー源として使用され、特に鉄道 (輸送カート) では、重量と大きな寸法があまり干渉しませんでした。

エネルギー貯蔵の進歩

ただし、アンペア時で容量と寸法が小さいセルを開発する必要性が高まっています。 したがって、アルカリ一次電池とニッケルカドミウム（NiCd）の密封バージョン、次にニッケル水素（NiMH）電池が形成されました。 セルのカプセル化には、これまでの従来の一次塩化亜鉛セルと同じスリーブの形状とサイズが選択されました。 特に、ニッケル水素電池の達成されたパラメータは、特に携帯電話、ラップトップ、ツールの手動ドライブなどでそれらを使用することを可能にします。これらのセルの製造技術は、アンペア時間で大容量。 ラージセル電極システムのラメラ配置は、セパレーターを含む電極システムを円筒形コイルに変換する技術に置き換えられ、AAA、AA、C、Dのそれぞれのサイズの規則的な形状のセルに挿入されて接触します。 それらのサイズの倍数。 一部の特殊な用途では、特殊なフラットセルが製造されます。

スパイラル電極を備えた気密セルの利点は、高電流で充電および放電する能力が数倍高く、セルの重量および体積に対する相対エネルギー密度の比率が、従来の大型セル設計と比較して数倍高いことです。 欠点は、自己放電が多く、作業サイクルが少ないことです。 単一の NiMH セルの最大容量は約 10 Ah です。 しかし、他のより大きな直径のシリンダーと同様に、問題のある熱放散のために高すぎる電流を充電することはできず、電気自動車での使用が大幅に減少するため、この電源はハイブリッド システム (トヨタ プリウス) の補助バッテリーとしてのみ使用されます。 1,3kWh）。

エネルギー貯蔵の分野における重要な進歩は、安全なリチウム電池の開発です。 リチウムは電気化学ポテンシャル値が高い元素ですが、酸化的な意味で非常に反応性が高く、リチウム金属を実際に使用する際にも問題を引き起こします。 リチウムが大気中の酸素と接触すると燃焼が発生し、環境の特性によっては爆発の特徴を持つ可能性があります。 この不快な特性は、表面を慎重に保護するか、活性の低いリチウム化合物を使用することで解消できます。 現在、最も一般的なリチウム イオンおよびリチウム ポリマー バッテリーは、アンペア時で 2 ～ 4 Ah の容量を持っています。 用途は NiMh と同様で、平均放電電圧 3,2 V で 6 ～ 13 Wh のエネルギーを利用できます。 リチウム電池は、ニッケル水素電池と比較して、同じ容量で XNUMX ～ XNUMX 倍のエネルギーを蓄えることができます。 リチウム イオン (ポリマー) バッテリーは、ゲル状または固体状の電解質を持ち、それぞれの用途のニーズに合わせて、実質的にあらゆる形状の XNUMX 分の数ミリメートルの薄さのフラット セルで製造できます。

乗用車の電気駆動装置は、主要かつ唯一の駆動装置 (電気自動車) として作成することも、電気駆動装置を主要かつ補助的な駆動源 (ハイブリッド駆動装置) として使用することもできます。 使用するバリアントに応じて、車両の動作に必要なエネルギー要件とバッテリーの容量が異なります。 電気自動車の場合、バッテリー容量は 25 ～ 50 kWh ですが、ハイブリッド ドライブの場合は、当然それよりも低く、1 ～ 10 kWh の範囲になります。 与えられた値から、3,6つの（リチウム）セルの電圧が12 Vの場合、セルを直列に接続する必要があることがわかります。 配電導体、インバーター、モーター巻線の損失を減らすために、ドライブのオンボード ネットワーク (250 V) で通常よりも高い電圧を選択することをお勧めします - 一般的に使用される値は 500 ～ XNUMX V です。今日、リチウム電池は明らかに最も適したタイプです。 確かに、特に鉛蓄電池と比較すると、依然として非常に高価です。 ただし、それらははるかに困難です。

従来のリチウム電池セルの公称電圧は 3,6 V です。この値は、従来のニッケル水素セルとはそれぞれ異なります。 公称電圧が 1,2 V (またはリード - 2 V) の NiCd。実際に使用する場合、両方のタイプを交換することはできません。 これらのリチウム電池の充電は、最大充電電圧の値を非常に正確に維持する必要があるという特徴があります。これには、特別なタイプの充電器が必要であり、特に、他のタイプのセル用に設計された充電システムを使用することはできません。

リチウム電池の主な特徴

電気自動車やハイブリッド車のバッテリーの主な特徴は、充電と放電の特性と考えることができます。

充電特性 

充電プロセスには充電電流の調整が必要であり、セル電圧の制御と電流温度の制御を見逃すことはできません。 カソード電極としてLiCoO2を使用する現在使用されているリチウム電池の場合、最大充電電圧制限はセルあたり4,20〜4,22Vです。 この値を超えると、セルのプロパティが損傷し、逆に、この値に達しない場合は、セルの公称容量が使用されないことを意味します。 充電には、通常のIU特性が使用されます。つまり、最初のフェーズでは、4,20 V /セルの電圧に達するまで定電流で充電されます。 充電電流は、それぞれセルメーカーが指定する最大許容値に制限されています。 充電器オプション。 第一段階の充電時間は、充電電流の大きさに応じて、数十分から数時間まで変化します。 セル電圧は最大まで徐々に増加します。 4,2Vの値。すでに述べたように、セルへの損傷のリスクがあるため、この電圧を超えてはなりません。 充電の最初のフェーズでは、エネルギーの70〜80％がセルに蓄えられ、残りのフェーズでは残りがセルに蓄えられます。 第2フェーズでは、充電電圧が最大許容値に維持され、充電電流が徐々に減少します。 電流がセルの定格放電電流の約3〜1％に低下すると、充電が完了します。 セルが小さい場合の充電電流の最大値も放電電流の数倍であるため、最初の充電段階で電力のかなりの部分を節約できます。 比較的非常に短い時間（約3/XNUMX時間とXNUMX時間）でエネルギーを供給します。 したがって、緊急時には、電気自動車のバッテリーを比較的短時間で十分な容量まで充電することが可能である。 リチウム電池の場合でも、一定期間保管すると蓄積電力が減少します。 ただし、これは約XNUMXか月のダウンタイム後にのみ発生します。

放電特性

電圧は最初に3,6〜3,0 Vに急速に低下し（放電電流の大きさに応じて）、放電全体を通してほぼ一定に保たれます。 電子メールの供給が尽きた後。 エネルギーはまた、セル電圧を非常に急速に低下させます。 したがって、放電は、メーカーが指定した2,7〜3,0Vの放電電圧までに完了する必要があります。

そうしないと、製品の構造が損傷する可能性があります。 アンロードプロセスは比較的簡単に制御できます。 電流値によってのみ制限され、最終放電電圧の値に達すると停止します。 唯一の問題は、順次配置された個々のセルのプロパティが同じになることは決してないということです。 したがって、セルの電圧が最終放電電圧を下回らないように注意する必要があります。これにより、セルが損傷し、バッテリー全体が誤動作する可能性があります。 バッテリーを充電するときも同じことを考慮する必要があります。

コバルト、ニッケル、またはマンガンの酸化物がリン化物Li3V2（PO4）3に置き換えられた、異なるカソード材料を備えた前述のタイプのリチウム電池は、コンプライアンス違反によるセルへの損傷の前述のリスクを排除します。より高い容量。 また、約2充電サイクル（000％放電時）の宣言された耐用年数、特にセルが完全に放電されたときに損傷しないという事実も宣言されています。 利点は、80Vまで充電するときに約4,2の高い公称電圧でもあります。

以上のことから、現在、燃料タンク内の化石燃料に蓄えられているエネルギーと比較して、自動車を運転するためのエネルギーを蓄えるなどの代替手段はリチウム電池のみであることが明確に示されています。 バッテリー固有の容量が増えると、この環境に優しいドライブの競争力が高まります。 開発が遅くならないことを期待することしかできませんが、それどころか、数マイル前進します。

ハイブリッドおよび電気バッテリーを使用する車両の例

トヨタプリウスは、純粋な電気のパワーリザーブが低い古典的なハイブリッドです。 ドライブ

トヨタプリウスは1,3kWhのニッケル水素電池を使用しており、主に加速用の電源として使用され、最大約2kmの距離で別の電気駆動装置を使用できます。 速度50km / h。プラグインバージョンは、すでに5,4 kWhの容量のリチウムイオン電池を使用しているため、最大速度で14〜20kmの距離を電気駆動装置で独占的に運転できます。 速度100km / h。

OpelAmpere-純粋な電子メールのパワーリザーブが増加したハイブリッド。 ドライブ

オペルが40人乗りの80ドアアンペアと呼んでいるように、拡張範囲（111〜150 km）の電気自動車は、370 kW（220 hp）と16Nmのトルクを生成する電気モーターで駆動されます。 電源は180個のT字型リチウム電池で駆動され、総電力は1,4 kWh、重量は63kgです。 発電機は出力XNUMXkWのXNUMXリッターガソリンエンジン。

三菱とMiEV、シトロエンC-ゼロ、プジョーiOn-cleanel。 車

NEDC（New European Driving Cycle）規格に従って測定された、16 kWhの容量のリチウムイオン電池により、車両は再充電せずに最大150km走行できます。 高電圧バッテリー（330 V）は床の内側に配置されており、衝撃が発生した場合の損傷からクレードルフレームによって保護されています。 三菱自動車とジーエス・ユアサ株式会社の合弁会社であるリチウムエナジージャパンの製品です。 全部で88の記事があります。 ドライブの電力は、合計容量330kWhの88個の50Ahセルで構成される16Vリチウムイオンバッテリーによって供給されます。 バッテリーは、外部の急速充電器（125 A、400 V）を使用して、80時間以内に家庭用コンセントから充電され、XNUMX分でXNUMX％まで充電されます。

私自身、電気自動車の大ファンであり、この分野で何が起こっているかを常に監視していますが、現時点での現実はそれほど楽観的ではありません。 これは、純粋な電気自動車とハイブリッド車の両方の寿命が容易ではないことを示す上記の情報によっても確認され、多くの場合、数字のゲームだけがふりをしています. それらの生産は依然として非常に要求が厳しく高価であり、その有効性は繰り返し議論の余地があります. 電気自動車 (ハイブリッド) の主な欠点は、従来の燃料 (ディーゼル、ガソリン、液化石油ガス、圧縮天然ガス) に蓄えられるエネルギーと比較して、バッテリーに蓄えられるエネルギーの比容量が非常に小さいことです。 電気自動車のパワーを従来の自動車に近づけるには、バッテリーの重量を少なくとも 8 分の 42 減らす必要があります。 これは、前述の Audi R470 e-tron が 47 kg ではなく 70 kg で 80 kWh を蓄えなければならなかったことを意味します。 さらに、充電時間を大幅に短縮する必要があります。 6〜8％の容量で約2時間はまだ多く、フル充電で平均2〜2時間は話していません. COXNUMX電気自動車のゼロ生産についてのでたらめを信じる必要もありません。 という事実にすぐに注意しましょう。 私たちのソケットのエネルギーは火力発電所によっても生成され、十分な量の COXNUMX を生成するだけではありません。 そのような車のより複雑な生産は言うまでもありません。生産のための COXNUMX の必要性は、従来の車よりもはるかに大きくなります。 重くて有毒な物質を含むコンポーネントの数と、それらの問題のあるその後の廃棄を忘れてはなりません。

言及されたものと言及されていないすべてのマイナス点があるため、電気自動車（ハイブリッド）には否定できない利点もあります。 都市交通や短距離では、より経済的な操作は否定できません。これは、従来の車両では制動中に空気中への廃熱の形で取り除かれますが、制動中のエネルギー貯蔵 (回収) の原理によるものです。公共の電子メールからの安価な再充電のために、市内を数キロドライブする可能性について言及します. ネット。 純粋な電気自動車とクラシックカーを比較すると、従来の自動車には内燃エンジンがあり、それ自体がかなり複雑な機械要素です。 その動力は何らかの方法で車輪に伝達する必要があり、これは主に手動または自動変速機によって行われます。 途中でまだ 90 つまたは複数のディファレンシャルがあり、場合によってはドライブシャフトと一連のアクスル シャフトもあります。 もちろん、車も減速する必要があり、エンジンを冷却する必要があり、この熱エネルギーは余熱として環境に無用に失われます。 電気自動車ははるかに効率的でシンプルです (非常に複雑なハイブリッド ドライブには当てはまりません)。 電気自動車には、ギアボックス、ギアボックス、カルダン、ハーフシャフトが含まれていません。前、後、または中央のエンジンは忘れてください。 ラジエーター、つまりクーラントとスターターは含まれていません。 電気自動車の利点は、モーターを車輪に直接取り付けることができることです。 そして突然、各ホイールを他のホイールとは独立して制御できる完璧な ATV を手に入れることができます。 したがって、電気自動車であれば片輪だけの制御も難しくなく、コーナリングに最適な動力配分を選択して制御することも可能です。 モーターのそれぞれはまた、運動エネルギーの少なくとも一部を電気エネルギーに戻す、他の車輪から完全に独立したブレーキであってもよい。 その結果、従来のブレーキにかかるストレスが大幅に軽減されます。 エンジンは、ほぼいつでも遅延なく最大出力を発揮できます。 バッテリーに蓄えられたエネルギーを運動エネルギーに変換する効率は約XNUMX%で、従来のモーターの約XNUMX倍です。 その結果、それらはあまり余熱を生成せず、冷却が困難である必要はありません。 これに必要なのは、優れたハードウェア、制御ユニット、および優れたプログラマーだけです。

スマスマルム。 電気自動車やハイブリッド車が低燃費エンジンを搭載したクラシックカーにさらに近い場合でも、その先には非常に困難で困難な道があります。 これが多くの誤解を招く数字やによって確認されないことを願っています。 当局からの誇張された圧力。 しかし、絶望しないでください。 ナノテクノロジーの開発は飛躍的に進んでおり、おそらく、近い将来、奇跡が私たちのために本当に待ち構えています。

最後に、もうXNUMXつ興味深いものを追加します。 すでにソーラー給油所があります。

豊田自動織機（TIC）は、電気自動車およびハイブリッド車用のソーラー充電ステーションを開発しました。 ステーションは電力網にも接続されているため、1,9kWのソーラーパネルが追加のエネルギー源である可能性が高くなります。 自己完結型（ソーラー）電源を使用すると、充電ステーションは最大110 VAC / 1,5 kWの電力を供給でき、主電源に接続すると、最大220 VAC / 3,2kWを供給します。

ソーラーパネルからの未使用の電力はバッテリーに蓄えられ、後で使用するために8,4kWhを蓄えることができます。 配電網や供給ステーションの付属品に電力を供給することも可能です。 駅で使用されている充電スタンドには、それぞれ車両を識別できる通信技術が組み込まれています。 スマートカードを使用している所有者。

バッテリーに関する重要な用語

• パワー - バッテリーに蓄えられた電気量（エネルギー量）を示します。 アンペアアワー (Ah) で指定されるか、小型デバイスの場合はミリアンペアアワー (mAh) で指定されます。 1 Ah (= 1000 mAh) のバッテリーは、理論的には 1 アンペアを XNUMX 時間供給することができます。
• 内部抵抗 - 多かれ少なかれ放電電流を提供するバッテリーの能力を示します。 説明のために、XNUMX つのキャニスターを使用できます。XNUMX つは小さいアウトレット (内部抵抗が高い) で、もう XNUMX つは大きいアウトレット (内部抵抗が低い) です。 それらを空にすることにした場合、排水穴が小さいキャニスターはよりゆっくりと空になります。
• バッテリー定格電圧 - ニッケルカドミウムおよびニッケル水素電池の場合、1,2 V、鉛 2 V、およびリチウム 3,6 ～ 4,2 V です。動作中、この電圧は、ニッケルカドミウムおよびニッケル水素電池の場合、0,8 ～ 1,5 V の範囲で変化します。鉛の場合は 1,7 ～ 2,3 V、リチウムの場合は 3 ～ 4,2 および 3,5 ～ 4,9。
• 充電電流、放電電流 – アンペア (A) またはミリアンペア (mA) で表されます。 これは、特定のデバイスで問題のバッテリーを実際に使用するための重要な情報です。 また、バッテリーの正しい充電と放電の条件を決定して、その容量が最大限に使用され、同時に破壊されないようにします。
• 充電acc。 放電曲線 - バッテリーの充電時または放電時の時間に応じた電圧の変化をグラフィカルに表示します。 バッテリが放電されると、通常、放電時間の約 90% で電圧がわずかに変化します。 したがって、測定された電圧からバッテリーの現在の状態を判断することは非常に困難です。
• 自己放電、自己放電 – バッテリーは常に電気を維持できません。 これは、電極での反応が可逆プロセスであるためです。 充電されたバッテリーは、自然に徐々に放電します。 このプロセスには、数週間から数か月かかる場合があります。 鉛蓄電池の場合は月5～20％、ニッケルカドミウム電池の場合は1日あたりの電気料金の約15％、ニッケル水素電池の場合は月あたり約20～60％月、そしてリチウムは約XNUMX％を失います。 XNUMXか月の容量。 自己放電は、周囲温度と内部抵抗に依存し (内部抵抗が高いバッテリーほど放電が少なくなります)、もちろん、設計、使用される材料、および仕上がりも重要です。
•  バッテリー（キット） – 例外的な場合にのみ、バッテリーを個別に使用します。 通常、それらはセットで接続され、ほとんどの場合直列に接続されています。 このようなセットの最大電流は、個々のセルの最大電流に等しく、定格電圧は個々のセルの定格電圧の合計です。
•  電池の蓄積。  新品または未使用のバッテリーは、3回、できれば数回（5〜XNUMX）の低速フル充電および低速放電サイクルにかける必要があります。 この遅いプロセスは、バッテリーパラメータを目的のレベルに設定します。
•  メモリー効果 – これは、バッテリーがほぼ一定で同じレベルまで充電および放電され、電流が多すぎず、セルのフル充電または深放電が発生しない場合に発生します。 この副作用は NiCd に影響を与えました (最小限に NiMH にも影響を与えました)。