Создание энергетических установок на базе ТАБ
Одной из основных проблем в развитии ЭМ остается создание тяговых источников тока с улучшенными техническими параметрами.
Значительные работы по созданию энергетических установок на базе только электрических батарей проводятся во многих странах; в таблицах 4.1, 4.2, 4.3 приводятся материалы по преимуществам и недостаткам ТАБ различных конструкций; типы и характеристики бортовых основных проблем в развитии ЭМ остается создание тяговых источников и некоторые программы работ по ним.
Таблица 4.1
Преимущества и недостатки ТАБ различных конструкций
| Типы батарей | Удельная энергия | Сравнение свойств | Преимущества | Недостатки | |||||
| весовая (Вт∙ч/кг) | объемная (Вт∙ч/л) | Уд. энергия | Долговечность | Стои- м ость | Безопасность | Доступность материалов | |||
| Свинцово - кислотные (с вентиляционными отверстиями) | × | ▲ | ● | ● | ■ | - относительная дешевизна - сбалансированные свойства - высокая надежность - незначительный эффект памяти - минимальный саморазряд | - низкая уд. энергия - малое число циклов - необходимость доливки воды при вентиляционных отверстиях | ||
| Свинцово-кислотные (с вентиляционными клапанами) | |||||||||
| Никель-кадмиевые | ■ | ■ | ▲ | ■ | × | - высокая уд. энергия (примерно в 1,3 раза по сравнению со свинцов.) - большая допустимая глубина разрядки - широкий диапазон рабочих температур - емкость батареи легко восстанавливается после длительного периода в разряженном состоянии - допускает перезаряд и перераэряд | - дороговизна - эффект памяти - поскольку кадмий вреден, необходима система утилизации | ||
| Никель-металлгидридные | и более | и более | ■ | ■ | ▲ | ■ | ▲ | - высокая уд. энергия (примерно в 1,7 раза по сравнению со свинцов.) - высокая долговечность - высокая степень допустимой разрядки | - дороговизна - слабая зарядка при высоких температурах - саморазряд при выских температурах |
| Литий-ионные | и более | и более | ● | ■ | × | ▲ | ▲ | - высокий ЭДС одного элемента (3,6 В) и ысокая уд. энергия (примерно в 3 раза по сравнению со свинцов.) - высокая долговечность - незначительный эффект памяти - минимальный саморазряд | -дороговизна - требуется повысить безопасность - склонность к перезаряду и к переразряду - плохие низкотемпературные характеристики - дефицитность и дороговизна кобальта |
× - плохо, ▲- удовлетворительно, ■ - хорошо, ● - отлично
Список сокращений к таблице 4.2
Продолжаются работы и по суперконденсаторам, которые имеют высокие параметры по пиковой мощности (Вт/кг), что можно использовать при совместной их работе с тяговым источником тока (батарея аккумуляторов) или электрохимическим генератором на топливных элементах.
Использование аккумуляторов и суперконденсаторов в электротранспорте выдвигает определенные требования к ним: большая удельная энергоемкость; высокий показатель ресурса; достаточно низкая стоимость. В рамках этих требований рассматриваются основные производимые типы аккумуляторов и суперконденсаторы. Свинцово-кислотные аккумуляторы
Стартерные батареи. Для них характерна работа с большими пиковыми нагрузками (запуск двигателя внутреннего сгорания), с последующей подзарядкой. Данные батареи плохо переносят длительный разряд на величину более 25% от общей емкости батареи, имеют малый ресурс работы особенно при больших токах нагрузки. Эти недостатки делают использование стартерных батарей не целесообразным в электротранспорте.
Свинцово-щелочные тяговые батареи предназначены для работы в циклическом режиме − достаточно длительный по времени разряд с последующим зарядом. В основном данные батареи используются на электротранспорте и для устройств с автономным питанием. Обычно технологический цикл работы представляет собой использование батареи в течение дня, после чего ночью батарея подзаряжается.
Параметры:
- Удельная энергоёмкость (Вт∙ч/кг): 30-45.
- ЭДС заряжённого аккумулятора = 2,11 - 2,17 В, рабочее напряжение = 2 В (3 или 6 секций в итоге дают стандартные 6 В или 12 В).
- Напряжение полностью разряженного аккумулятора = 1,75 - 1,8 В (из расчета на 1 секцию). Ниже этого уровня разряжать их нельзя.
- Рабочая температура: от -40 °С до +40 °С.
- КПД: порядка 80-90 %
Преимущества:
- Широкая распространенность технологии − такие батареи достаточно легко купить за приемлемые деньги (где-то в районе 1000-1500 USD за 8кВт∙ч аккумуляторную батарею), и этот параметр часто перевешивает все минусы свинцово-кислотных аккумуляторов.
- Низкий саморазряд батареи − в 5-8 раз меньше, чем у никель-кадмиевых батарей.
- Относительная дружественность к окружающей среде – вторичная переработка свинцово-кислотных аккумуляторов хорошо отработана.
Недостатки:
- Низкая плотность энергии в аккумуляторе и вес батареи выше, чем у большинства других батарей.
- Проблема толерантности к глубокому разряду − при разряде свыше 80% резко снижается продолжительность жизни батареи. Рекомендуемые 60% разряда (при которых достигается до 1500 циклов разряда-заряда) еще больше усиливают проблему низкой плотности энергии.
- Проблема обслуживания для PzS и PzB батарей − требуется постоянный контроль уровня электролита, зарядка в специальном хорошо проветриваемом помещении.
- При заряде теряется до 30% затраченной электроэнергии.
- Нельзя оставлять сильно разряженную батарею на морозе.
- Трудно прогнозировать выход из строя аккумулятора.
Дата добавления: 2014-12-24; просмотров: 855;