Самая важная и дорогая часть электромобиля – аккумуляторная батарея (АБ). О том, какие батареи используются в авто, поговорим ниже.
Виды автомобильных аккумуляторов
В большинстве электромобилей используют свинцово-кислотные батареи. Они дешевы, но их быстрая подзарядка стоит дорого. Аккумуляторы, охлаждаемые водой, требуют замены жидкости и проверки уровня электролита. АБ «глубокого цикла» меняют каждые 3 года, а уровень их обеспечения «электротопливом» – 35 Вт/кг. При низких температурах эффективность электромотора снижается на 20%. Процессы производства, использования и утилизации батарей вредны окружающей среде.
Никель-металлгидридные АБ используют давно. Их эффективность на 65% ниже, чем у свинцово-кислотных, но энергетическая плотность велика: 30-80 Вт/кг. Правильный режим зарядки продлевает срок службы АБ, в гибридном авто NiMH RAV4EV заряда хватило на 1000 миль. Батареи не эффективны при низких температурах, их сложно подзаряжать.
Солевая натриевая, или «зебра» батарея, в качестве электролита использует расплавленный хлороалюминат натрия и впервые испытана в автомобиле Modec в 2006 году. Она имеет плотность энергии 120 Вт/кг и большое последовательное сопротивление. Перед использованием нагревается, тем самым не страшась морозов. Материалы не токсичны, но АБ способна выдержать лишь несколько перезарядок.
Ионно-литиевые батареи традиционно содержат анод графита и катод оксида кобальта. Энергетическая плотность достигает 200 Вт/кг, а эффективность зарядки-разрядки – 90%. К недостаткам, по сравнению с предыдущими, относится небольшой срок службы и токсичность катода. При неправильной эксплуатации АБ может воспламениться.
Инновационные аккумуляторы для авто
Исследователями института MIT (Massachusetts Institute of Technology) разработаны легкие и дешевые батареи для электромобилей. Проект уже собрал более 16 млн.$ инвестиций. Технология позволяет снизить время зарядки до нескольких секунд, и основана на использовании проточной полутвердой ячейки, в которой твердые частицы задерживаются в жидкости и «прокачиваются» через систему. Активными компонентами батареи являются положительные и отрицательные электроды, которые входят в состав частиц. Две суспензии проходят через систему, разделенную тонкой пористой мембраной-фильтром. Сохранение и расходование заряда происходит в разных резервуарах, что позволяет творчески разместить их в электромобиле. Аккумулятор легко перезаряжается (жидкость выкачивается из бачка и заменяется новой суспензией) и утилизируется.
Японская компания SUI (Sumitomo Electric Studies) создала инновационную технологию, по которой сверхлегкий пористый алюминий (Aluminum-Celmet) будет интегрирован в ионно-литиевые АБ. По мнению производителя SEI, заряд увеличится в 3 раза благодаря трехмерной структуре взаимосвязанных сферических пор. Массовый выпуск Aluminum-Celmet планируется на заводе Osaka Works.