Uncategorized

أهم طرق لتقليل خسائر الشحن بالسيارات الكهربائية الجزء الثاني

 

ربما يكون أكبر المساهمين في خسائر الشحن هو الأحمال المساعدة والطفيلية المتنوعة في EV ، خاصةً لتسخين أو تبريد البطارية. تميل بطاريات Li-ion إلى تحمل الشحن أثناء تسخينها جيدًا بشكل معقول ، لذلك عادةً ما يتطلب تبريد العبوة تشغيل مضخة دوران المبرد ومروحة على مبادل حراري ، والتي تكلف بضع مئات من واط ، في أسوأ الحالات. ومع ذلك ، فإن الشحن أثناء البرودة يمكن أن يكون كارثيًا تمامًا ، لأنه يمكن أن يؤدي إلى فشل يشار إليه بالعامية – ولكن بدقة – باسم “إخراج لوحة الليثيوم”. يحدث هذا عندما تخرج أيونات الليثيوم التي تشكل جزءًا من ملح الإلكتروليت (“الأيون” في أيون الليثيوم) من المحلول كمعدن عن طريق الطلاء على الأنود. عند حدوث ذلك ، تقل سعة البطارية بشكل دائم ، في أحسن الأحوال ، وفي الحالات الشديدة ستؤدي إلى قصر الخلية داخليًا (ربما يؤدي ذلك إلى حريق لا يمكن إخماده سوى حمولة شاحنة من الرمال). يتسارع المعدل الذي يحدث عنده خروج اللوحة بسرعة حيث تنخفض درجة الحرارة إلى أقل من 5 درجات مئوية أو نحو ذلك (اعتمادًا على مزيج المذيب الدقيق المستخدم في الإلكتروليت) ، خاصة عند معدلات الشحن العالية ، لذا تسخين البطارية لإبقائها فوق درجة الحرارة هذه ، عند على الأقل ، يعد هدفًا أكثر إلحاحًا (انظر ، على سبيل المثال ، مشاكل البطارية في الطقس البارد التي عانى منها الجيل الأول من نيسان ليف ، والتي لم يكن بها سخان حزمة).
لسوء الحظ ، يمكن أن يؤدي تسخين كتلة كبيرة نسبيًا غير معزولة بشكل جيد – مثل حزمة بطارية EV – إلى استهلاك طاقة أكبر بكثير من جميع الخسائر الأخرى في عملية الشحن مجتمعة ، لذلك يتعين على الشركة المصنعة للمعدات الأصلية تحقيق توازن دقيق ، في من أجل تشغيل السخان فقط طالما كان ذلك ضروريًا لمنع خروج اللوحة وليس ، على سبيل المثال ، في بعض المحاولات المضللة لتحسين أداء التفريغ أيضًا (مهم …).
عند تقليل الخسائر في وصلات منفذ الشحن ، تتمثل المشكلات الرئيسية في التآكل الناتج عن التعرض للرطوبة والملح وما إلى ذلك وفقدان ضغط التلامس ، إما بسبب التآكل بين أسطح التلامس المنزلقة أو التعب المعدني من الاستخدام المتكرر.
أخيرًا ، دعنا نفكر في مقاومات جهات الاتصال للوصلات والإنهاءات المختلفة في نظام الشحن. أكثرها وضوحًا هو قابس منفذ الشحن والمقبس (القابل للإزالة). الأقل وضوحًا – لمجرد أنها عادة ما تكون مخفية عن الأنظار – هي شريط الناقل وتوصيلات الكابلات عالية التيار (ثابتة). يعد تقليل الخسائر في الوصلات الثابتة بين قضبان الحافلات و / أو المحطات بالكامل تقريبًا من اختصاص الشركة المصنعة للمعدات الأصلية ، بينما بالنسبة لمنافذ الشحن ، تتمثل المشكلات الرئيسية في التآكل الناتج عن التعرض للرطوبة والملح وما إلى ذلك وفقدان ضغط التلامس ، إما بسبب التآكل بين أسطح التلامس المنزلقة ، أو إجهاد المعدن من الاستخدام المتكرر. من الأفضل منع التآكل في مرحلة التصميم عن طريق اختيار معادن نبيلة بدرجة كافية لجهات الاتصال في المقام الأول (مثل النحاس والنيكل والطلاء بالنيكل ، الفولاذ المقاوم للصدأ ، وما إلى ذلك) ، ولكن يمكن منعها بدرجات متفاوتة من النجاح من خلال وضع طبقة واقية مثل الشحوم العازلة للكهرباء على ملامسات الوعاء. من الأفضل أيضًا معالجة التعب المعدني – الذي يُفقد فيه الربيع بمرور الوقت من الثني المتكرر – في مرحلة التصميم عن طريق اختيار دبابيس دائرية للقابس وما يسمى بـ “hyperboloid” (المعروف أكثر بالألوان باسم “مصيدة الإصبع الصينية”) وعاء ، حيث تتطلب هذه المجموعة قوة إدخال منخفضة نسبيًا ، وتضمن وجود نقاط اتصال متعددة ، مما يؤدي إلى تقليل مقاومة التآكل والتلامس. إذا تم استخدام دبوس ووعاء ذو ريش – مثل منفذ NEMA 14-50 “النطاق” المذكور سابقًا – للشحن ، فقط ضع في اعتبارك أنه سيتآكل بسرعة أكبر – ربما في أقل من 100 دورة إدخال / إزالة —لذا يجب تغيير الزوج على أساس منتظم لتجنب الزيادة الكبيرة جدًا في مقاومة التلامس بمرور الوقت (كل هذا سبب إضافي للذهاب مع J1772 ، CCS ، CHAdeMO ، إلخ).
هناك شيئان غائبان بشكل واضح عن المناقشة حتى الآن وهما عدم الكفاءة في OBC والبطارية نفسها. لن تتم تغطية البطارية حقًا على الإطلاق ، نظرًا لأن معظم كيميائيات Li-ion لديها بالفعل ما يقرب من 100 ٪ من كفاءة قياس الكولوم ، وهو مصطلح رائع لنسبة الشحن في مقابل الشحن في خلية كهروكيميائية (مقارنة إلى 50-70 ٪ للكيمياء القديمة مثل حمض الرصاص و Ni-Cd). وبالتالي ، فإن البحث في تكنولوجيا البطاريات يركز بشكل أساسي على تحسين كثافة الطاقة وعمر الدورة ، بدلاً من كفاءة قياس الكولوم في حد ذاتها. ومع ذلك ، فإن OBCs جاهزة لمزيد من الابتكار.
ولمزيد من المعلومات والصور :

A closer look at minimizing AC charging losses: From the breaker to EV (Part 1)

اظهر المزيد

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى