Elektro-Fahrzeug-Batterie

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Februar 28, 2016 Hannah Hut E 0 47

Ein Elektrofahrzeug Batterie oder Traktionsbatterie kann entweder eine Primärbatterie oder eine sekundäre wiederaufladbare Batterie für den Antrieb von Batterie-Elektrofahrzeuge verwendet wird. Antriebsbatterien werden in Gabelstapler, elektrische Golfwagen verwendet, Reiten Scheuersaugmaschinen, Elektro-Motorräder, Full-Size-Elektroautos, Lastwagen und Transporter, und andere Elektrofahrzeuge.

Elektrofahrzeuge Batterien unterscheiden sich ab, Beleuchtung und Zündung Batterien, weil sie dazu bestimmt sind, die Macht über längere Zeiträume zu geben. Zyklenfesten Batterien anstelle von SLI-Batterien für diese Anwendungen verwendet. Antriebsbatterien müssen mit einer hohen Amperestundenkapazität ausgelegt werden. Batterien für Elektrofahrzeuge sind durch ihre relativ hohe Leistungsgewicht gekennzeichnet, dass zur Energieverhältnis und Energiedichte zu gewichten; kleinere, leichtere Batterien reduzieren das Gewicht des Fahrzeugs und seine Leistung verbessern. Im Vergleich zu flüssigen Brennstoffen, haben die meisten aktuellen Akku-Technologien viel niedrigeren spezifischen Energie; und dies oft Auswirkungen der maximale rein elektrischen Reichweite der Fahrzeuge. Jedoch Metall-Luft-Batterien haben eine hohe spezifische Energie, weil die Kathode durch den umgebenden Luftsauerstoff vorgesehen ist.

Wiederaufladbare Batterien sind in der Regel die teuerste Komponente des BEV, wobei etwa die Hälfte des Einzelhandels Kosten für das Auto. Die Kosten für die Batterieherstellung ist beträchtlich, aber steigende Erträge zu geringeren Kosten zu skalieren. Seit den späten 1990er Jahren haben Fortschritte in der Akku-Technologien durch die Nachfrage nach Laptop-Computer und Mobiltelefone vertrieben worden, mit Nachfrage der Verbraucher nach mehr Funktionen, größere, hellere Displays und eine längere Akkulaufzeit Antrieb Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet. Das BEV Markt hat die Vorteile dieser Verbesserungen geerntet, aber die Kosten sind zu hoch und zusammen mit begrenzten Bereich, bieten ein Schlüssel Hindernis für die Verwendung von wiederaufladbaren Batterien in Elektro vehicles.We kann aber erwarten, dass die Kosten weiter sinken. Die Kosten für die Batterien für Elektrofahrzeuge ist um mehr als 35% seit 2008 reduziert worden.

Wiederaufladbare Traktionsbatterien werden routinemäßig verwendet werden, den ganzen Tag, und schnell aufgeladen ganze Nacht. Gabelstapler, zum Beispiel, sind in der Regel entladen und wieder aufgeladen alle 24 Stunden der Arbeitswoche.

Die vorhergesagte Markt für Automobilantriebsbatterien ist über 37 Milliarden US $ im Jahr 2020.

Auf einer Energiebasis, ist der Strompreis um einen EV laufen ein kleiner Bruchteil der Kosten von flüssigem Brennstoff benötigt wird, um eine äquivalente Menge von Energie zu produzieren. Die Kosten für den Austausch der Batterien dominiert die Betriebskosten.

Batterietypen

Blei-Säure-

Flooded Bleibatterien sind die billigsten und am häufigsten Traktionsbatterien zur Verfügung. Es gibt im Wesentlichen zwei Arten von Blei-Säure-Batterien: Automotorstarterbatterien und zyklenfeste Batterien. Automobil-Wechselstromgeneratoren sind für Starterbatterien hoher Ladungsraten für schnelle Entgelte und während zyklenfesten Batterien für Elektrofahrzeuge wie Gabelstapler oder Golfwagen verwendet, und als Hilfshausbatterien in Wohnmobile, erfordern unterschiedliche mehrstufigen Aufladung. Nein Bleibatterie sollte unter 50% ihrer Kapazität entladen werden, da sie die Lebensdauer der Batterie verkürzt. Flooded Batterien erfordern Inspektion der Elektrolytstand und gelegentliche Austausch von Wasser, das Gase während des normalen Ladezyklus entfernt.

Traditionell haben die meisten Elektrofahrzeuge Bleibatterien durch ihre ausgereifte Technik, hohe Verfügbarkeit und niedrige Kosten Wie alle Akkus verwendet, müssen diese eine Umweltverträglichkeitsprüfung durch ihre Konstruktion, Nutzung, Entsorgung und Wiederverwertung. Auf der anderen Seite, Fahrzeugbatterie Recyclingquoten top 95% in den Vereinigten Staaten. Deep-Cycle-Bleibatterien sind teuer und haben eine kürzere Lebensdauer als das Fahrzeug selbst, in der Regel als Ersatz benötigen alle 3 Jahre.

Blei-Säure-Batterien in EV-Anwendungen am Ende wird ein erheblicher Teil des endgültigen Fahrzeugmasse. Wie alle Batterien haben sie deutlich geringere Energiedichte als Heizöl in diesem Fall 30-40 Wh / kg. Während der Unterschied ist nicht so extrem, wie es zunächst scheint aufgrund der leichteren Antriebsstrang in einem EV, sind in der Regel auch die besten Batterien, um zu höheren Massen zu führen, wenn die Fahrzeuge mit einem normalen Bereich angewendet. Die Effizienz und die Speicherkapazität der aktuellen Generation der Common zyklenfeste Blei-Akkus nimmt mit niedrigeren Temperaturen und Umleitung Leistung zu laufen eine Heizschlange senkt die Effizienz und Reichweite um bis zu 40%. Jüngste Fortschritte in der Batterieeffizienz, Kapazität, Materialien, Sicherheit, Toxizität und Haltbarkeit sind wahrscheinlich, damit diese überlegenen Eigenschaften im Auto-Größe EVs angewendet werden.

Ladung und Betrieb von Batterien führt typischerweise zur Emission von Wasserstoff, Sauerstoff und Schwefel, die natürlich vorkommen und in der Regel unschädlich, wenn sie richtig entlüftet. Frühe Citicar Besitzer entdeckt, dass, wenn sie nicht richtig entlüftet, unangenehmen Schwefel Gerüche würden in die Kabine unmittelbar nach dem Laden auslaufen.

Blei-Säure-Batterien mit Strom versorgt wie frühmodernen EVs wie die ursprünglichen Versionen der EV1 und dem RAV4EV.

Nickel-Metallhydrid-

Nickel-Metallhydrid-Batterien gelten heute als eine relativ ausgereifte Technologie. Während beim Laden und Entladen als auch Blei-Säure weniger effizient, bieten sie eine Energiedichte von 30 bis 80 Wh / kg, weit höher als Blei-Säure. Wenn sie richtig verwendet wird, kann Nickel-Metallhydrid-Akkus außergewöhnlich lange Leben haben, wie in ihrer Verwendung in Hybridautos und überlebenden NiMH RAV4EVs, die noch lange nach 100.000 Meilen und mehr als einem Jahrzehnt der Service-Betrieb demonstriert. Nachteile sind die geringe Effizienz, hohe Selbstentladung, sehr pingelig Ladezyklen und eine schlechte Leistung bei kaltem Wetter.

GM Ovonic produzierte die in der zweiten Generation EV-1 verwendet, NiMH-Akku und Cobasys macht eine nahezu identische Batterie. Das funktionierte sehr gut in der EV-1. Patent Belastung hat die Verwendung dieser Batterien in den letzten Jahren beschränkt.

Zebra

Die Natrium- oder "Zebra" Batterie verwendet eine geschmolzene Chloroaluminat Natrium als Elektrolyt. Diese Chemie wird gelegentlich auch als "hot Salz" bezeichnet. Ein relativ ausgereifte Technologie, bietet die Zebra-Batterie eine Energiedichte von 120Wh / kg und zumutbar Serienwiderstand. Da muss die Batterie für den Einsatz aufgeheizt werden, wird die Kälte nicht stark beeinflussen den Betrieb mit Ausnahme der Erhöhung der Heizkosten. Sie sind in mehreren EVs verwendet. Zebras können für ein paar tausend Ladezyklen dauern und sind nicht toxisch. Die Nachteile des Zebra-Batterie sind schlechte Leistungsdichte und das Erfordernis, den Elektrolyten bis etwa 270 ° C, die etwas Energie verschwendet und präsentiert Schwierigkeiten bei der langfristigen Lagerung von Ladung zu erwärmen.

Zebra-Batterien haben in der Modec Nutzfahrzeug verwendet worden, da es im Jahr 2006 in Produktion.

Lithium-Ionen-

Lithium-Ionen-Batterien, die weithin durch ihren Einsatz in Laptops und Unterhaltungselektronik bekannt, dominieren die jüngste Gruppe von EVs in der Entwicklung. Die traditionelle Lithium-Ionen-Chemie beinhaltet ein Lithiumkobaltoxid Kathode und einer Grafitanode. Daraus ergibt sich Zellen mit einer beeindruckenden 200 + Wh / kg Energiedichte und eine gute Leistungsdichte, und 80 bis 90% Ladung / Entladung Effizienz. Die Nachteile der herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien sind kurze Zyklusleben und erhebliche Verschlechterung mit dem Alter. Die Kathode ist auch etwas toxisch. Außerdem können herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien eine Brandsicherheitsrisiko darstellen, wenn durchstochen oder nicht ordnungsgemäß geladen. Diese Laptop-Zellen nicht in der Kälte zu akzeptieren oder Versorgungsladung, und so Heizungen können notwendig in einigen Klimazonen sein, um sie zu wärmen. Die Laufzeit dieser Technologie ist moderat. Der Tesla Roadster nutzt "Klingen" der traditionellen Lithium-Ionen "Laptop-Batterie" Zellen, die individuell nach Bedarf ausgetauscht werden kann.

Die meisten anderen Elektrofahrzeugen sind unter Verwendung neuer Variationen über Lithium-Ionen-Chemie, die Energie- und Leistungsdichte zu opfern, um Feuerbeständigkeit, Umweltfreundlichkeit, sehr schnelle Ladungen, und sehr lange Lebensdauer bieten. Diese Varianten haben gezeigt, dass eine viel längere Lebensdauer haben, mit A123 erwarten ihr Lithium-Eisenphosphat-Batterien für mindestens 10 Jahre und 7000+ Ladezyklen dauern, und LG Chem erwarten ihr Lithium-Mangan-Spinell-Batterien halten bis zu 40 Jahren .

Viel Arbeit wird auf Lithium-Ionen-Batterien im Labor durchgeführt. Lithiumvanadiumoxid hat bereits seinen Weg gemacht in die Subaru-Prototyp G4e verdoppelte Energiedichte. Silizium-Nanodrähten, Silizium-Nanopartikel und Zinn-Nanopartikel versprechen mehrfach die Energiedichte in der Anode, während die Verbundwerkstoff und Supergitterkathoden versprechen ebenfalls signifikante Verbesserungen Dichte.

Batteriekosten und Parität

Die Kosten für die Batterie, wenn über die Lebensdauer des Fahrzeugs verteilt kann leicht mehr als die Kosten der Elektrizität. Dies ist wegen der hohen Anschaffungskosten relativ zur Lebensdauer der Batterien. Unter Verwendung des 7000-Zyklus oder 10 Jahre Leben im vorherigen Abschnitt angegeben, würde 365 Zyklen pro Jahr nehmen 19 Jahre, um die 7000-Zyklen erreichen. Unter Verwendung des unteren Schätzwertes eines 10 Jahre Leben gibt 3650 Zyklen mehr als zehn Jahren gibt 146.000 Gesamt Meilen gefahren. Bei $ 500 pro kWh ein 8 kWh-Batterie kostet $ 4000, was zu $ ​​4000/146000 Meilen oder $ 0,027 pro Meile. In der Realität würde eine größere Packung verwendet werden, um zu vermeiden, betonte die Batterie durch die Vermeidung von Tiefentladung oder 100% kostenlos. Hinzufügen von 2 kWh Batteriekapazität fügt $ 1000 zu den Kosten, was zu $ ​​5.000 / 146.000 Meilen oder 0,034 $ / Meile.

Wissenschaftler an der Technischen Universität von Dänemark bezahlt $ 10.000 USD für einen zertifizierten EV-Batterie mit 25kWh Kapazität, ohne Rabatte oder over. Zwei von 15 Batteriehersteller konnte die erforderlichen technischen Unterlagen über Qualität und Brandschutz zu liefern. Geschätzte Zeit ist 10 Jahre vor dem Batteriepreis kommt auf 1/3 der Gegenwart. Battery Professor Poul Norby, dass Lithium-Batterien müssen ihre Energiedichte zu verdoppeln und bringen den Preis von $ 500 bis $ 100 pro kWh Kapazität, um einen Einfluss auf die Benzinfahrzeuge zu machen.

Die LiFePO4 Technologie-Batterien, die eine höhere Meilen / $ über die Lebensdauer der Packungen müssen ergab aber sie erfordern ein komplexes Steuersystem. Die Herstellung der Batterien noch in der Entwicklung und ist keine zuverlässige Quelle.

Einige Akkus können geleast oder gemietet statt gekauft werden.

Toyota Prius 2012 Plug-in-offizielle Seite erklären, 21 Kilometer von Autonomie und einer Akku-Kapazität von 5,2 kWh mit einem Verhältnis von 4 km / kWh.

Ein Artikel gibt an, dass 10 kWh Batterieenergie bietet eine Reihe von etwa 20 Meilen in einem Toyota Prius, aber dies ist nicht eine primäre Quelle, und nicht mit Schätzungen zu passen an anderer Stelle von etwa 5 Meilen / kWh. Der Chevrolet Volt wird erwartet, dass 50 MPG beim Laufen auf der Hilfsantriebseinheit zu erzielen - bei 33% thermodynamischen Wirkungsgrad, der für 50 Meilen oder etwa 240 Wattstunden pro Meile bedeuten würde 12 kWh. Für Preise von 1 kWh Ladung mit verschiedenen Batterietechnologien finden Sie in der Spalte "Energie / Consumer Price" im Abschnitt "Tabelle der Akku-Technologien" in der Akku-Artikel.

Wiederaufladbare Batterien in Elektrofahrzeugen verwendet werden, umfassen Blei-Säure, NiCd, Nickel-Metallhydrid-, Lithium-Ionen-, Lithium-Ionen-Polymer und, seltener, Zink-Luft-und Salzschmelze-Batterien. Die Menge an Elektrizität in Batterien gespeichert wird in Amperestunden oder in Coulomb gemessen, wobei die Gesamtenergie oft in Wattstunden gemessen.

Battery Kalkulation Vergleich

Battery Langlebigkeit Schätzung Vergleich

EV-Parität

Kostenparität

Die Parität bedeutet, dass ein Elektrofahrzeug nicht mehr in den Ausstellungsräumen kosten als ein ähnliches Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor. Nach Kammen et al., 2008, würde neue PEVs kosteneffizient für die Verbraucher werden, wenn Batteriepreise würden von 1.300 $ / kWh auf etwa $ 500 / kWh sinken.

Der Nissan Leaf Batteriepaket wird zu einem Preis von 18.000 $ verkauft werden. Nissan anfängliche Preis ist bei $ 750 pro Kilowattstunde, die Produktionskosten in den ersten zwei Jahren überschreiten darf.

Bereich Parität

Driving Range in der Parität bedeutet, als das Elektrofahrzeug hat den gleichen Bereich als eine durchschnittliche All-Kraftfahrzeug, mit 1+ kWh / kg Batterien.

Japanischen und europäischen Union Beamten sind in Gesprächen zur gemeinsamen Entwicklung von fortschrittlichen Batterien für Elektroautos, um zu helfen Völker zu reduzieren Treibhausgas-Emissionen. Die Entwicklung einer Batterie, die ein Elektrofahrzeug anzutreiben können 500 Kilometer mit einer Ladung möglich ist, die japanischen Batteriehersteller GS Yuasa Corp. Sharp Corp und GS Yuasa gehören japanische Solarstromzelle und Batteriehersteller, die von der Zusammenarbeit profitieren kann.

  • Die Lithium-Ionen-Batterie in der AC Propulsion tzero bietet 400 bis 500 km Reichweite pro Ladung. Der Listenpreis des Fahrzeugs, wenn es wurde im Jahr 2003 veröffentlicht wurde $ 220.000.
  • Ohne Nachladen 1.003 Kilometer: Fahren in einem Daihatsu Mira mit 74 kWh Lithium-Ionen-Batterien ausgestattet, die Japan EV Club einen Weltrekord für ein Elektroauto erreicht.
  • Zonda Bus, in Jiangsu, China bietet den Zonda Bus New Energy mit einem 500-Kilometer-nur-elektrische Reichweite.

Besonderheiten

Interne Komponenten

Akkupack Designs für Elektrofahrzeuge sind komplex und sehr unterschiedlich von Hersteller und spezifische Anwendung. Aber sie alle enthalten eine Kombination aus mehreren einfachen mechanischen und elektrischen Komponenten-Systeme, die die Grundfunktionen erforderlichen der Packung durchzuführen.

Die tatsächliche Akkuzellen können unterschiedliche Chemie, Physikalische Formen und Größen haben, wie durch verschiedene Packung Hersteller bevorzugt. Der Akku wird immer enthalten viele einzelne Zellen in Reihe geschaltet sind und parallel zu den gesamten Spannungs- und Stromanforderungen der Packung zu erzielen. Batteriepacks für alle elektrischen Antriebs EVs kann mehrere hundert Einzelzellen enthalten.

Um in der Fertigung und Montage zu unterstützen, wird die großen Stapel von Zellen typischerweise in kleinere Stapel genannt Modulen zusammengefasst. Einige dieser Module werden in einer einzigen Packung platziert werden. In jedem Modul die Zellen werden zusammengeschweißt, um den elektrischen Pfad für den Stromfluss zu beenden. Module können auch integrieren Kühlmechanismen, die Temperatur überwacht, und anderen Geräten. In den meisten Fällen auch Module zum Überwachen der von jedem Batteriezelle in dem Stapel durch das Batteriemanagementsystem erzeugte Spannung zu ermöglichen.

Die Batteriezellenstapel weist eine Hauptsicherung, die den Strom der Packung unter einer Kurzschlußbedingung begrenzt. A "Servicestecker" oder "Service-disconnect" kann entfernt werden, um die Batterie-Stack in zwei galvanisch getrennte Hälften geteilt werden. Mit entfernt der Service-Stecker, die freiliegenden Haupt Anschlüsse der Batterie stellen keine hohen Potenzial elektrische Gefahr für Servicetechniker.

Der Akku enthält auch Relais oder Schütze, die die Verteilung der elektrischen Leistung des Akkus an die Ausgangsanschlüsse kontrollieren. In den meisten Fällen wird es ein Minimum von zwei Relais, die den Batteriezellenstapel zu den wichtigsten positiven und negativen Ausgangsanschlüssen der Packung zu verbinden, Versorgung von Hochstrom zum elektrischen Antriebsmotor sein. Einige Pack Designs werden alternative Strompfade zum Vorladen des Antriebssystems durch eine Vorladewiderstand oder zur Versorgung eines Hilfs Buss, die auch ihre eigenen zugeordneten Steuerrelais schließen. Aus offensichtlichen Sicherheitsgründen diese Relais sind normalerweise offen.

Der Batteriesatz enthält auch eine Vielzahl von Temperatur, Spannungs- und Stromsensoren. Sammlung von Daten aus der Packung Sensoren und Aktivierung der Packung Relais werden durch das Pack 's Batterieüberwachungseinheit oder Battery Management System durchgeführt. Die BMS ist auch für die Kommunikation mit der Außenwelt des Akkus verantwortlich.

Lade

Batterien in BEVs müssen regelmäßig aufgeladen werden. BEVs am häufigsten verlangen vom Stromnetz, die wiederum aus einer Vielzahl von inländischen Ressourcen wie Kohle, Wasserkraft, Kernenergie und anderen erzeugt wird. Startseite Leistung, wie beispielsweise Dachphotovoltaiksolarzellenpaneele, microhydro oder Wind können auch verwendet werden und sind aufgrund von Bedenken in Bezug auf die globale Erwärmung begünstigt.

Ladezeit wird im wesentlichen durch die Kapazität des Netzanschlusses begrenzt. Eine normale Haushaltssteckdose liefert 1,5 Kilowatt und 3 Kilowatt. Viele europäische Länder zu ernähren Haushaltskunden mit einem 3-Phasen-System bei 16-25 amp was eine theoretische Kapazität rund 11-17 kW fusioniert. Jedoch ist diese Kapazität auch erforderlich, um den Rest der Lage zuzuführen und kann daher praktisch nicht verwendet werden und wird auch nicht durch das Verteilungsnetzwerk unterstützt werden "en masse". Zu dieser erhöhten Stromlade sogar eine kleine, 7 Kilowattstunde Pack, würde wahrscheinlich eine Stunde. Dies ist im Vergleich zu der Wirkleistung Fördermenge eines durchschnittlichen Zapfsäule etwa 5.000 Kilowatt. Auch wenn die Versorgungsleistung erhöht werden, die meisten Batterien nicht akzeptieren Ladung bei größer als ihre Laderate, weil hohe Laderate hat negative Auswirkungen auf die Entladungskapazitäten der Batterien.

1995 einige Ladestationen aufgeladen BEVs in einer Stunde. Im November 1997 kaufte Ford einen von AeroVironment hergestellt Schnellladesystem namens "PosiCharge" zum Testen ihrer Flotten von Ranger EVs, die ihre Blei-Säure-Batterien in sechs bis 15 Minuten berechnet. Im Februar 1998 kündigte General Motors eine Version seines Systems "Magne Charge", die NiMH-Akkus in etwa zehn Minuten wieder aufladen konnte, die eine Reihe von 60 bis 100 Meilen.

Im Jahr 2005 wurden Handheld-Gerät Batterie Designs von Toshiba behauptet, in der Lage, eine 80% Ladung in weniger als 60 Sekunden zu akzeptieren. Skalierung dieses spezifischen Leistungskennlinie bis zu der gleichen 7 Kilowattstunde EV Paket würde die Notwendigkeit für einen Spitzenwert von 340 Kilowatt Leistung von einer Quelle für jene 60 Sekunden führen. Es ist nicht klar, dass solche Batterien werden direkt in BEVs als Wärmeentwicklung arbeiten, kann sie unsicher machen.

Die meisten Menschen wissen nicht immer erfordern schnelle Wiederaufladung, weil sie genug Zeit haben, sechs bis acht Stunden, während der Arbeit Tag oder über Nacht zum Aufladen. Da der Ladevorgang nicht Aufmerksamkeit erfordern es dauert ein paar Sekunden für einen Eigentümer zu stecken und ziehen Sie ihr Fahrzeug. Viele BEV Fahrer bevorzugen Tanken zu Hause, die Vermeidung der Unannehmlichkeiten der Besuch einer Tankstelle. Einige Arbeitsplätze bieten spezielle Parkplätze für Elektrofahrzeuge mit Ladeeinrichtungen zur Verfügung gestellt.

Steckverbinder

Die Ladeleistung kann, um das Auto auf zwei Arten angeschlossen werden. Die erste ist eine direkte elektrische Verbindung als leitende Kopplung bekannt. Dies könnte so einfach sein wie ein Netzkabel mit einem wetterfesten Sockel durch spezielle Hochleistungskabel mit Steckern, um den Benutzer vor hohen Spannungen zu schützen. Die modernen Standard für die Plug-in-Fahrzeug-Lade ist die SAE 1772 leitender Verbinder in den USA. Der ACEA hat die VDE-AR-E 2623-2-2 für den Einsatz in Europa, die, ohne einen Zwischenspeicher, bedeutet unnötige zusätzliche Leistungsanforderungen für den Verriegelungsmechanismus entschieden.

Der zweite Ansatz ist als induktive Lade bekannt. Eine spezielle "Paddel" in einen Schlitz auf dem Auto eingesetzt. Das Paddel eine Wicklung eines Transformators, während der andere in das Fahrzeug eingebaut. Wenn das Paddel eingesetzt, die es vervollständigt einen Magnetkreis, der die Stromversorgung des Akkupack bietet. In einem induktiven Ladesystem, eine Wicklung an der Unterseite des Wagens, und der andere bleibt auf dem Boden der Garage befestigt. Der Vorteil des induktiven Ansatz ist, dass es keine Möglichkeit eines Stromschlags, da es keine freiliegenden Leitern, obwohl Verriegelungen, spezielle Konnektoren und Erdschluss-Detektoren können leitfähige Kopplungs annähernd so sicher zu machen. Induktives Laden kann auch verringern Fahrzeuggewicht, indem mehr Lade Baugruppen Offboard. Ein induktiver Lade Befürworter von Toyota behauptet, im Jahr 1998 die Gesamtkosten Unterschiede waren minimal, während eine leitende Lade Befürworter von Ford behauptet, dass leitende Lade war kostengünstiger.

Aufladen Spots

In Frankreich, Electricité de France und Toyota installieren Aufladen Punkte für PHEVs auf Straßen und Parkplätzen. EDF ist auch die Partnerschaft mit Elektromotive, Ltd. zu 250 neue Ladestationen über sechs Monate ab Oktober 2007 in London und anderswo in Großbritannien zu installieren. Aufladen Punkte können auch für spezielle Anwendungen installiert werden, wie in der Taxistände. Öffentliche Ladevorgang so teuer, unhandlich und ressourcenintensiv beschrieben.

Reisen Bereich vor dem Aufladen und Anhänger

Die Reichweite eines BEV hängt von der Anzahl und dem Typ der verwendeten Batterien. Das Gewicht und die Art des Fahrzeugs als auch Gelände, Wetter, und die Leistung des Fahrers wirken sich auch, so wie sie von der Laufleistung von herkömmlichen Fahrzeugen zu tun. Elektrofahrzeug-Umwandlungsleistung ist abhängig von einer Reihe von Faktoren, einschließlich der Batteriechemie:

  • Blei-Säure-Batterien sind die meisten verfügbaren und preiswert. Entsprechende Umwandlungen haben im allgemeinen einen Bereich von 30 bis 80 km. Produktions EVs mit Blei-Säure-Batterien sind in der Lage bis zu 130 km pro Ladung.
  • NiMH-Akkus haben eine höhere Energiedichte als Blei-Säure; Prototyp EVs liefern bis zu 200 km Reichweite.
  • Neue Lithium-Ionen-Akku ausgestattet EVs bieten 320-480 km Reichweite pro Ladung. Lithium ist auch weniger teuer als Nickel.
  • Nickel-Zink-Batterie sind billiger und leichter als Nickel-Cadmium-Batterien. Sie sind auch billiger als Lithium-Ionen-Batterien.

Das Finden der wirtschaftliche Gleichgewicht Bereich gegenüber Leistung, Akku-Kapazität im Vergleich zu Gewicht und Akkutyp im Vergleich zu den Kosten bestreitet jedes EV-Hersteller.

Mit einem Wechselstromsystem oder Gleichstromsysteme Erweiterte regeneratives Bremsen können Bereich um bis zu 50% unter extremen Verkehrsbedingungen ohne vollständige Anhalten zu verlängern. Andernfalls wird der Bereich von etwa 10 bis 15% im Stadtverkehr verlängert und nur unwesentlich in Autobahnfahrt, je nach Gelände.

BEVs kann auch Aggregat Anhänger und Schubanhänger verwenden, um ihre Reichweite zu verlängern, wenn während des normalen Kurzstrecken Gebrauch ohne das zusätzliche Gewicht gewünscht. Entladen baset Anhänger können durch aufgeladene diejenigen in einem Routenpunkt ersetzt werden. Wenn gemietet dann Wartungskosten können an die Agentur aufgeschoben werden.

Solche BEVs können Hybrid-Fahrzeuge, abhängig von den Anhänger und Auto Arten von Energie und Antriebsstrang werden.

Austauschen und Entfernen

Eine Alternative zum Wiederaufladen ist entleert oder nahezu entladene Batterien bei vollständig aufgeladenen Akkus auszutauschen. Dies wird als Batteriewechsel und wird in Wechselstationen durchgeführt.

Auf der anderen Seite hat sich MIRA einen Nachrüst Hybrid-Umbausatz, der auswechselbaren Akku Packs, die in eine Steckdose zum Aufladen stecken Sie bietet angekündigt. Auch XP Fahrzeuge verwendet Verlängerungsschnur freien Lade Hot-Swap-Batterie.

Features von Swap-Stationen sind:

  • Der Verbraucher wird nicht mehr mit Batterie Kapitalkosten, Lebenszyklus, Technik, Wartung oder Garantiefragen tangiert;
  • Swapping ist weit schneller als Lade: Batteriewechselanlagen von der Firma Better Place hat automatisierte Swaps in weniger als 60 Sekunden gezeigt gebaut;
  • Swap Stationen erhöhen die Möglichkeit der verteilten Energiespeicher über das Stromnetz;

Die Besorgnis über Swap-Stationen sind:

  • Potenzial für Betrug
  • Hersteller sind nicht bereit, Batteriezugang / Implementierungsdetails zu standardisieren
  • Sicherheits-Bedenken

Nachfüllen

Zink-Brom-Flow-Batterien können wieder aufgefüllt werden, unter Verwendung einer Flüssigkeit, anstatt aufgeladen durch Verbinder, das spart Zeit.

Leasing

Drei Unternehmen sind auf Batterieleasingplänen arbeiten. Greenstop hat Studien der ENVI-Gitternetz die Verbraucher leicht zu überwachen und tanken Elektrofahrzeug-Batterien ermöglicht vollendet. Denken Sie Auto USA plant, um die Batterien für seine Stadt Elektroautos in den Verkauf gehen im nächsten Jahr zu verpachten. Better Place ist die Schaffung eines Systems für die Verbraucher zu "abonnieren", um einen Dienst, der Ladestationen und Batterieaustausch bietet.

Stromversorgungsunternehmen erwägen Pläne, die umfassen würde die Bereitstellung von Elektrofahrzeugen, um Benutzer und erhalten ihren Gewinn aus dem Verkauf der Energie.

V2G und Nachnutzung

Smart Grid ermöglicht BEVs um Strom in das Netz jederzeit Auskunft geben, vor allem:

  • In Spitzenlastzeiten, wenn der Verkaufspreis der Elektrizität kann sehr hoch sein. Diese Fahrzeuge können dann außerhalb der Spitzenzeiten zu günstigeren Preisen wieder aufgeladen werden und hilft, überschüssige Nacht Generation zu absorbieren. Hier werden die Fahrzeuge dienen als verteiltes Batteriespeichersystem an die Macht zu puffern.
  • Bei Stromausfall, als Backup.

Pacific Gas and Electric Company hat vorgeschlagen, dass Versorgungsunternehmen verwendet werden könnten, Batterien für Datensicherung und Lastausgleich Zwecke zu erwerben. Sie erklären, dass, während diese gebrauchte Batterien dürfen nicht mehr in Fahrzeugen nutzbar sein, hat seine Restkapazität immer noch erheblichen Wert.

Lebensdauer

Einzelbatterien werden in der Regel in großen Akkus verschiedener Spannung und Amperestunden Kapazität Produkte angeordnet, um die erforderliche Energiekapazität zu geben. Batterielebensdauer sollte bei der Berechnung der erweiterten Betriebskosten, da alle Batterien schließlich ab und müssen ersetzt werden. Die Rate, bei der sie abläuft, hängt von einer Reihe von Faktoren ab.

Die Tiefe der Entladung ist die empfohlene Anteil des insgesamt zur Verfügung stehenden Energiespeicher für den diese Batterie die Nennzyklen zu erreichen. Zyklen Blei-Säure-Batterien sind in der Regel nicht unter 20% der Gesamtkapazität entladen. Mehr moderne Formulierungen können tiefere Zyklen überleben.

In der realen Welt Verwendung, einige Flotten Toyota RAV4 EVs, mit NiMH-Akkus haben 100.000 Meilen mit wenig Verschlechterung in ihrem täglichen Bereich überschritten. Zitiert abschließende Beurteilung, dass der Bericht:

Lithiumionenbatterien sind vergänglich zu einem gewissen Grad; sie verlieren etwas von ihrer maximalen Speicherkapazität pro Jahr, auch wenn sie nicht benutzt werden. Nickel-Metallhydrid-Akkus verlieren viel weniger Kapazität und sind günstiger für die Speicherkapazität sie geben, aber eine geringere Gesamtkapazität zunächst für das gleiche Gewicht.

Jay Leno 1909 Baker Elektro noch arbeitet auf seine ursprüngliche Edison Zellen. Batteriewechsel Kosten BEVs teilweise oder vollständig durch den Mangel an regelmäßiger Wartung wie ICEVs erforderlichen Öl- und Filterwechsel aufgrund ihrer weniger beweglichen Teilen ausgeglichen werden und durch die größere Zuverlässigkeit der BEVs. Sie tun auch weg mit vielen anderen Teilen, die normalerweise Instandhaltung und Wartung in ein normales Auto, wie zum Beispiel auf dem Getriebe, Kühlsystem und Motor-Tuning. Und durch die Zeit zu tun Batterien schließlich brauchen definitive Ersatz, können sie mit denen spätere Generation, die bessere Leistungseigenschaften bieten kann, in der gleichen Weise, wie Sie alte Batterien mit verbesserten ersetzen könnte von einer Digitalkamera ersetzt werden.

Sicherheit

Bei der Entwicklung von Elektrofahrzeugen, ist es wichtig, alle elektrischen, chemischen und mechanischen Sicherheitsaspekte zu beachten. Die Entwicklung von sicheren, Hochspannungsbatterien wird als große Herausforderung angesehen. Es ist noch kein Anhängsel, die sicherheitsrelevanten Aspekte der elektrischen Antriebs- und Speichersysteme befasst. Als Ergebnis ist es eine ziemliche Herausforderung, um durch die Widersprüche und Lücken in den technischen Normen und gesetzlichen Anforderungen zu navigieren.

Die Fragen der Sicherheit der Batterie-Elektrofahrzeuge sind weitgehend von der internationalen Norm ISO 6469. Dieses Dokument ist in drei Teile, die sich mit bestimmten Themen unterteilt behandelt:

  • On-Board-Speicherung elektrischer Energie, dh die Batterie
  • Funktionale Sicherheit Hilfe und Schutz gegen Ausfälle
  • Schutz von Personen gegen elektrische Gefahren.

Feuerwehrleute und Rettungskräfte besonders geschult, um mit den höheren Spannungen und Chemikalien, die in Elektro- und Hybridfahrzeugunfällen auftreten umzugehen. Während BEV Unfälle können ungewöhnliche Probleme, wie Feuer und Rauch aus schnellen Entladung der Batterie entstehende präsentieren, viele Experten sind sich einig, dass BEV-Batterien sind sicher in handelsüblichen Fahrzeugen und in Auffahrunfälle, sind sicherer als Benzin fahrenden Autos mit Heckbenzintanks.

In der Regel beinhaltet Batterieleistungstests die Bestimmung von:

  • Ladezustand
  • Gesundheitszustand
  • Energieeffizienz

Performance-Tests simuliert die Fahrzyklen für die Antriebsstränge von Batterie-Elektrofahrzeuge, Hybridfahrzeuge und Plug-in Hybridfahrzeuge gemäß den erforderlichen Spezifikationen der Automobilhersteller. DurRing diese Fahrzyklen können kontrollierte Kühlung der Batterie durchgeführt werden, die Simulation der thermischen Bedingungen im Auto.

Darüber hinaus Klimakammern gewährleisten konstanten Umgebungsbedingungen während der Charakterisierung und ermöglichen die Simulation für den vollständigen Automobiltemperaturbereich abdeckt klimatischen Bedingungen durchgeführt werden.

Patente

Patente dazu verwendet werden, die Entwicklung oder die Anwendung dieser Technologie zu unterdrücken. So wurden beispielsweise mit Bezug auf die Verwendung von Nickel-Metallhydrid-Zellen in Autos Patenten durch ein Ableger der Chevron Corporation, ein Mineralölunternehmen, die ein Vetorecht über den Verkauf oder die Lizenzierung von NiMH-Technologie gepflegt gehalten.

Forschung, Entwicklung und Innovation

R & amp; D Magazine den renommierten R & amp; D 100 Awards auch als "Oscars der Erfindung" für das Jahr 2008:

  • Einer sehr zuverlässig und äußerst sicheres Gerät, das leichter, kompakter, leistungsfähiger und länger haltbar als die Nickel-Metallhydrid-- Argonne National Laboratory hat eine Auszeichnung für EnerDel / Argonne Hochleistungs-Lithium-Ionen-Akku für Hybridfahrzeuge erhalten Batterien, die in der heutigen Hybrid-Elektrofahrzeugen zu finden sind.
  • Lawrence Berkeley National Laboratory: Nanostrukturierte Polymerelektrolyt für wiederaufladbare Lithium-Batterien - eine Polymer-Elektrolyt, die die Entwicklung von wiederaufladbaren Lithium-Metall-Batterien mit einer Energiedichte, die hoch genug ", um elektrische batteriebetriebenen Verkehrstechnik ermöglichen" ist erlaubt.

Kohlenstoff-Nanoröhrchen-Batterie

Next-Alternative ist die Entwicklung einer Kohlenstoff-Nanoröhren-Blei-Säure-Akku, der, nach Angaben des Unternehmens, liefern 380 Meilen Reichweite und kann in weniger als 10 Minuten aufgeladen werden wird. Sie planen, aktuelle Akkulaufzeiten 4-fach mit dieser Technologie zu erweitern.

Zukunft

Laut US-Energieminister Chu, werden die Kosten für eine 40 Meile Reichweite Batterie aus einem Preis im Jahr 2008 von $ 12K auf $ 3.600 im Jahr 2015 und weiter sinken zu $ ​​1.500 im Jahr 2020 Li-Ion, Li-Poly, Aluminium-Luft-Batterien und Zink- Luft-Batterien sind Energiedichten hoch genug, um Reichweite und Ladezeiten zu herkömmlichen Fahrzeugen liefern vergleichbare demonstriert.

Batteriebetriebene Fahrzeuge werden voraussichtlich einen Jahresumsatz im Jahr 2020 von 100.000 Einheiten in den USA und 1,3 Millionen weltweit 1,8 Prozent der 71 Millionen Fahrzeuge erwartet, im Jahr 2020. Weitere 3,9 Millionen Plug-Ins und Hybriden verkauft haben wird weltweit verkauft werden, bringen die gesamte elektrische und Hybrid-Markt auf etwa 7 Prozent aller im Jahr 2020 verkauften Autos.

Bolloré ein Französisch Automobilteile-Gruppe ein Konzept entwickelt, das Auto mit Lithium-Metall-Polymer-Batterien mit einer Tochtergesellschaft Batscap entwickelt "Bluecar". Es hatte eine Reichweite von 250 km und die Höchstgeschwindigkeit von 125 km / h.

Ultrakondensatoren

Elektrische Doppelschichtkondensatoren werden in einigen Elektrofahrzeuge, wie AFS Trinity Konzept Prototyp verwendet, um schnell verfügbare Energie mit ihrer hohen Leistungsdichte zu speichern, um Batterien innerhalb sicherer Widerstandsheizung Grenzen zu halten und die Batterielebensdauer verlängern.

Da handelsüblichen Ultrakondensatoren haben eine geringe Energiedichte keine Produktionselektroautos nutzen Ultrakondensatoren exklusiv.

Beförderung

US-Präsident Barack Obama hat 48 neue fortschrittliche Batterie und Elektroantrieb Projekte, die $ 2,4 Milliarden in der Finanzierung im Rahmen des American Recovery and Reinvestment Act zu erhalten bekannt gegeben. Diese Projekte werden die Entwicklung der US-Produktionskapazitäten für Batterien und elektrische Antriebskomponenten sowie den Einsatz der Elektrofahrzeuge zu beschleunigen und helfen, die amerikanische Führungsrolle bei der Schaffung der nächsten Generation von fortschrittlichen Fahrzeugen etablieren.

Die Ankündigung markiert die größte Einzelinvestition in fortschrittliche Batterietechnik für Hybrid- und Elektroantrieb Fahrzeuge je gemacht habe. Industrie Beamten erwarten, dass diese 2,4 Mrd. $ Investitionen, verbunden mit der Kostenanteil von den Preisträgern ein anderes $ 2,4 Milliarden, direkt in die Schaffung Zehntausende Arbeitsplätze in der Produktion in den USA Batterie und Autoindustrie führen wird.

Die neue Auszeichnungen decken 1,5 Milliarden $ in Form von Zuschüssen zu USA ansässige Hersteller von Batterien und deren Komponenten zu produzieren und zu erweitern Batterie-Recycling-Fähigkeit.

Joe Biden kündigte in Detroit mehr als $ 1 Milliarde Zuschüsse an Unternehmen und Universitäten in Michigan. Reflektierende Führung des Staates in saubere Energie Herstellung werden Michigan Unternehmen und Institutionen empfangen den größten Anteil der Zuschussfinanzierung eines Staates. Zwei Unternehmen, A123 und Johnson Controls, werden insgesamt ca. 550 Mio. US $ erhalten, um eine Produktionsbasis in den Staat für fortschrittliche Batterien zu etablieren, und zwei andere, Compact Power und Dow Kokam, werden insgesamt mehr als 300 Millionen US $ für die Herstellung von Batteriezellen zu empfangen und Materialien. Große Automobilhersteller mit Sitz in Michigan, einschließlich GM, Chrysler und Ford, werden insgesamt mehr als 400 Millionen $ erhalten, um Batterien und elektrischen Antriebskomponenten herzustellen. Und drei Bildungseinrichtungen in Michigan der University of Michigan, der Wayne State University in Detroit und Michigan Technological University in Houghton, in der oberen Halbinsel wird insgesamt mehr als 10 Millionen $ für Bildung und Personaltrainingsprogramme, um Forscher, Techniker schulen zu empfangen und Dienstleistern und die Verbraucherforschung zu betreiben, um den Übergang in Richtung fortschrittliche Fahrzeuge und Batterien zu beschleunigen.

Energieminister Steven Chu besucht Celgard, in Charlotte, North Carolina, um einen $ 49 Millionen Zuschuss für das Unternehmen bekannt zu geben, um ihre Trennproduktionskapazität, um die erwartete steigende Nachfrage nach Lithium-Ionen-Batterien von Produktionsstätten in den Vereinigten Staaten zu dienen zu erweitern. Celgard wird den Ausbau der Fertigungskapazitäten in Charlotte, North Carolina, und in der Nähe von Concord, NC, und das Unternehmen erwartet, dass die neue Trennproduktions online geschaltet werden im Jahr 2010 davon aus, dass etwa Celgard Hunderte von Arbeitsplätzen geschaffen werden könnte, mit dem ersten dieser Arbeitsplätze beginnen so früh wie im Herbst 2009.

EPA-Administrator Lisa Jackson war in St. Petersburg, Florida, um einen Zuschuss für Saft America, Inc. 95,5 Mio. $ bekannt zu geben, um ein neues Werk in Jacksonville auf dem Gelände des ehemaligen Cecil Feld Militärbasis errichten, um Lithium-Ionen-Zellen herzustellen, Module und Akkupacks für militärische, industrielle und landwirtschaftliche Fahrzeuge.

Stellvertretender Sekretär des Department of Transporta John Porcari besuchten East Penn Manufacturing Co, in Lyon Station, Pennsylvania, über die Vergabe des Unternehmens eine 32.500.000 $ Zuschuss an die Produktionskapazität für die ventilgesteuerten Blei-Säure-Batterien und dem UltraBattery zu erhöhen, eine Blei-Säure-Batterie kombiniert mit einem Kohlenstoffsuperkondensator, für Mikro- und Mild-Hybrid-Anwendungen.

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