इलेक्ट्रिक वाहनों को 10 मिनट में चार्ज करें। और लंबी बैटरी लाइफ...हीटिंग के लिए धन्यवाद। टेस्ला के पास यह दो साल से था, अब वैज्ञानिक इसे लेकर आए हैं

आधुनिक लिथियम-आयन कोशिकाओं को कमरे के तापमान पर सबसे अच्छा प्रदर्शन करने वाला माना जाता है, क्योंकि वे चार्जिंग गति और सेल गिरावट के बीच उचित समझौता करने की अनुमति देते हैं। हालाँकि, यह पता चला है कि चार्ज करने से पहले उन्हें गर्म करने से आप चार्जिंग पावर बढ़ा सकते हैं और बैटरी की खपत पर कोई खास प्रभाव नहीं पड़ता है।

लेख-सूची

• वैज्ञानिक अनुसंधान के साथ टेस्ला से गियर
  • लिथियम आयन कोशिकाओं के साथ सबसे बड़ी समस्या फंसी हुई लिथियम है। या तो एसईआई या ग्रेफाइट में। और कम लिथियम = कम क्षमता
  • थोड़े समय के लिए उच्च तापमान = अधिक शक्ति के साथ सुरक्षित चार्जिंग
  • परिणाम? आपकी उंगलियों पर: 200-500 किलोवाट चार्जिंग और 20-50 साल की बैटरी लाइफ

2017 में, टेस्ला ने अपने वाहनों में बैटरी प्रीहीटिंग मैकेनिज्म जोड़ा। कम तापमान पर. यह माना गया कि इससे सर्दियों में उड़ान की सीमा बढ़ जाएगी और ठंढ के दौरान चार्जिंग में तेजी आएगी। हालाँकि, गर्म करना और ठंडा करना अपने आप में कोई बड़ी बात नहीं है, कई निर्माता सक्रिय रूप से ठंडा/गर्म सेल या बंडल बैटरी पैक का उपयोग करते हैं।

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चाबी निकली इस तरह गर्म करना कि कोशिकाओं को नुकसान पहुंचाए बिना चार्जिंग प्रक्रिया तेज हो जाए।. ऐसा लगता है कि अपडेट के बाद यह पता चल गया कि चार्जर के डाउनटाइम को कम करने के लिए तापमान क्या होना चाहिए। सुपरचार्जर से कनेक्ट करने से पहले बैटरी को गर्म करने का कार्य (प्रीहीटिंग, अंततः 2019 में: चलते-फिरते बैटरी को गर्म करना) मार्च 3 में सुपरचार्जर v2019 के प्रीमियर के बाद से सॉफ्टवेयर में स्थायी रूप से शामिल किया गया है:

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पेंसिल्वेनिया स्टेट यूनिवर्सिटी के सेंटर फॉर इलेक्ट्रोकेमिकल मोटर्स के वैज्ञानिकों ने टेस्ला को सही साबित कर दिया है। और उसका अर्थ यह निकलता है इलेक्ट्रिक कारें 10 मिनट में चार्ज हो जाती हैं z कई सौ किलोवाट i बैटरी क्षमता में गिरावट के बारे में चिंता न करें दशकों तक, जब तक कोशिकाओं को जिस तापमान पर गर्म किया जाता है उसका सटीक चयन नहीं किया जाता है।

लेकिन आइए शुरू से शुरू करें:

लिथियम आयन कोशिकाओं के साथ सबसे बड़ी समस्या फंसी हुई लिथियम है। या तो एसईआई या ग्रेफाइट में। और कम लिथियम = कम क्षमता

ऐसा माना जाता है कि लिथियम आयन कोशिकाओं के लिए इष्टतम ऑपरेटिंग तापमान कमरे का तापमान है. इसलिए, सक्रिय बैटरी शीतलन तंत्र यह सुनिश्चित करते हैं कि कोशिकाएं बहुत अधिक गर्म न हों (आखिरकार, नाममात्र 20 डिग्री सेल्सियस को बनाए रखना हमेशा संभव नहीं होता है)।

कमरे का तापमान आपको निष्क्रिय परत के विकास को रोकने की अनुमति देता है - इलेक्ट्रोलाइट का ठोस अंश, जो इलेक्ट्रोड पर जमा होता है और लिथियम आयनों को बांधता है; एसईआई - और ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड में लिथियम आयनों का कारावास। तापमान में वृद्धि का मतलब है कि दोनों प्रक्रियाएं तेज हो जाती हैं। शुरुआती परीक्षणों के बाद आप इसे देख सकते हैं।

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सेंटर फॉर इलेक्ट्रोकेमिकल इंजन के वैज्ञानिकों ने इसकी पुष्टि की है इलेक्ट्रिक वाहनों में उपयोग किए जाने वाले लिथियम-आयन सेल 50°C पर केवल 6 चार्ज तक ही टिकते हैं। (अर्थात सेल की क्षमता का 6 गुना, उदाहरण के लिए 0,2 kWh सेल को 1,2 kW स्रोत द्वारा चार्ज किया जाता है, आदि)।

तुलना के लिए, वही लिंक:

• वे आसानी से पहुंच गये 2C पर 500 चार्ज (40 kWh बैटरी वाली कार के लिए यह 40 kW है, 80 kWh बैटरी वाली कार के लिए यह 80 kW है, आदि)।
• वे पहले ही चल चुके हैं 200C पर केवल 4 चार्ज.

साथ ही, "सहन" से हमारा तात्पर्य मूल शक्ति के 20 प्रतिशत की हानि से है, क्योंकि ऑटोमोटिव उद्योग में इस शब्द को इसी तरह समझा जाता है।

लिथियम-आयन सेल शोधकर्ता इलेक्ट्रोलाइट्स की संरचना को बदलकर या लिथियम आयनों को पकड़ने से रोकने के लिए विभिन्न सामग्रियों के साथ इलेक्ट्रोड को कोटिंग करके वर्षों से इस समस्या को हल करने की कोशिश कर रहे हैं। क्योंकि बैटरी में घूमने वाले लिथियम आयन ही इसकी क्षमता के लिए जिम्मेदार होते हैं।

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काफी अप्रत्याशित रूप से, यह पता चला कि समस्या को बहुत आसानी से हल किया जा सकता है। लिथियम आयन फंसने की समस्या को कम करने के लिए यह सेल को गर्म करने के लिए पर्याप्त है। दुर्भाग्य से, उच्च तापमान के कारण सेल कैपेसिटेंस वैसे भी कम हो गया: जब इलेक्ट्रोड में लिथियम एनकैप्सुलेशन सीमित था, तो निष्क्रिय परत (एसईआई) विकास समस्या हल नहीं हुई थी।

डंडे से नहीं, डंडे से.

के लिए उच्च तापमान थोडा समय = अधिक शक्ति के साथ सुरक्षित चार्जिंग

हालाँकि, उल्लिखित अनुसंधान केंद्र के वैज्ञानिक बीच का रास्ता निकालने में कामयाब रहे। उन्होंने उसे बुलाया असममित तापमान मॉड्यूलेशन विधि. वे सेल को 30 सेकंड के लिए 48 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करते हैं और फिर इसे 10 मिनट के लिए चार्ज करते हैं ताकि सिस्टम अंततः चालू हो जाए और तापमान गिर जाए।

इसे चार्ज होने में केवल 10 मिनट ही क्यों लगते हैं? खैर, 6 C पर बैटरी को उसकी क्षमता के 80 प्रतिशत तक चार्ज करने के लिए यह पर्याप्त समय है। 6 सी का मतलब है बिजली की आपूर्ति:

• निसान लीफ II के लिए 240 किलोवाट
• हुंडई कोना इलेक्ट्रिक 400 kWh के लिए 64 किलोवाट,
• टेस्ला मॉडल 480 के लिए 3 किलोवाट।

0 से 80 प्रतिशत तक चार्ज करने पर, इस उच्च शक्ति के लिए चार्जर को 10 मिनट के निष्क्रिय समय की आवश्यकता होती है। हालाँकि, यदि बैटरी डिस्चार्ज दर कम है (10 प्रतिशत, 15 प्रतिशत,...), ऊर्जा पुनःपूर्ति प्रक्रिया में 10 मिनट से भी कम समय लगता है!

बैटरी कूलिंग तंत्र को केवल यह सुनिश्चित करना होता है कि बैटरी का तापमान 50 डिग्री (शोधकर्ताओं का कहना है कि 53 डिग्री सेल्सियस) से ऊपर न बढ़े ताकि निष्क्रियता परत बनने की दर को सीमित किया जा सके। साथ ही, कम चार्जिंग समय विकास अवधि को कम कर देता है।

परिणाम? आपकी उंगलियों पर: 200-500 किलोवाट चार्जिंग और 20-50 साल की बैटरी लाइफ

वैज्ञानिक यह साबित करने में सक्षम थे कि इस तरह से इलाज किए गए NMC622 सेल 1 C की शक्ति के साथ 700 चार्ज का सामना करने में सक्षम हैं और 6 प्रतिशत तक की क्षमता का नुकसान होता है। 20 चार्ज बहुत प्रभावशाली नहीं हैं, लेकिन अगर हम साल में 1 किमी ड्राइव करते हैं और बैटरी की क्षमता 700 kWh है, तो यह है परिणाम 23 वर्षों के संचालन में बदल गया है.

जोड़ने के लिए, इलेक्ट्रिक वाहनों की बैटरी और रेंज बढ़ रही है, और पोल आमतौर पर प्रति वर्ष 20-80 किलोमीटर से कम ड्राइव करते हैं, जिसका मतलब है कि लगभग 30-50 वर्षों में बैटरी की क्षमता XNUMX प्रतिशत तक गिर जानी चाहिए।

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वार्टो पॉज़िटैक: लिथियम-आयन बैटरी की अल्ट्रा-फास्ट चार्जिंग के लिए असममित तापमान मॉड्यूलेशन

प्रारंभिक फोटो: सेल के तापमान के आधार पर इलेक्ट्रोड की इलेक्ट्रोप्लेटिंग (लिथियम कोटिंग) (सी) इलेक्ट्रोकेमिकल इंजन का केंद्र

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