Быстрая зарядка аккумулятора автомобиля зарядным устройством: Быстрая зарядка автомобильного аккумулятора — Морской флот — ESR Energy — Дизельные генераторы, электростанции, цены на дизель-генераторные установки

Содержание

Быстрая зарядка автомобильного аккумулятора — Морской флот

Аккумулятор время от времени требует подзарядки. Химические процессы, происходящие в батареях, к сожалению, до сегодняшнего дня не способны набирать количество электроэнергии, способное обеспечивать работоспособность автомобиля и всех его устройств вовсе без подзарядки. Даже современные необслуживаемые источники питания иногда необходимо подзаряжать, особенно в случае забытых включенными электроприборов или освещения в машине.

Общие условия проведения процедуры и обеспечения безопасности

Очень важно соблюдать правила и технику безопасности при подзарядке аккумулятора. Как правило, для того чтобы зарядить устройство, его отключают от цепи автомобиля, вынимают из штатного места и устанавливают на ровную поверхность. Место установки не должно быть под углом, так как жидкий электролит может пролиться от наклона или при закипании. Кроме того, положение не должно быть приближено к источникам тепла или огня.

Помещение, в котором производится зарядка аккумулятора должно хорошо проветриваться, чтобы испарения электролита, содержащие кислотные пары, не скапливались. В противном случае они могут существенно навредить дыхательным путям и слизистым оболочкам человека или животного. Запрещено осуществлять процедуру в жилом помещении.

Перед началом процесса необходимо подготовить аккумулятор:

Во-первых, его нужно очистить от всевозможных загрязнений.
Во-вторых, измерить плотность электролита в банках батареи. По полученным показателям можно довольно быстро точно определить степень его заряда (показатель 1,28 г/см2 соответствует стопроцентному заряду, 1,20 – 50%. 1,10 – 10%).

Все работы с электролитом (выкручивание пробок, замер плотности, переноска аккумулятора) необходимо производить в высоких резиновых перчатках повышенной плотности. Серная кислота, содержащаяся в электролите, может нанести вред одежде, предметам и здоровью. При попадании жидкости на кожу ее необходимо смыть большим количеством воды и мылом.

В-третьих. Жесткой щеткой очистить клеммы аккумулятора от окисления и загрязнения. Для улучшения контакта можно воспользоваться наждачной бумагой.

Следует быть предельно осторожным, так как замыкание на клеммах может привести не просто к выходу батареи из строя, но и к воспламенению устройства.

В-четвертых, при подключении к зарядному устройству необходимо соблюдать полярность.

Порядок зарядки батареи

Можно найти множество способов и методов, как зарядить источник питания вашего автомобиля. Большинство из них достаточно спорны и неоднозначны. Например, есть как сторонники, так и противники подзарядки батареи без отсоединения от сети автомобиля. И те и другие приводят здравые и обоснованные аргументы. Поэтому все «неклассические» методы, не соответствующие традиционным рекомендациям, могут использоваться автолюбителями исключительно на свой страх и риск и под свою персональную ответственность.

Основными способами зарядки аккумулятора выступают:

В первом случае зарядка должна происходить под постоянным контролем человека. При этом ток должен соответствовать 1/10 части емкости аккумулятора (если аккумулятор имеет показатель в 60 А/час, чтобы его зарядить нужен ток до 6А). Необходимо следить за постоянным поддержанием такой силы тока, проверяя ее каждые 2 часа.

Современные зарядные устройства способны самостоятельно контролировать эту характеристику, подзаряжая аккумулятор.

Когда напряжение достигнет 14,4 В, ток нужно снизить вдвое, а при достижении 15 В – еще вдвое. Аккумулятор можно считать полностью заряженным, когда показатели силы тока и напряжения перестанут изменяться.

Автономный вариант не требует присмотра. Однако, необходимо точно определить необходимые величины напряжения. Несоблюдение параметра приведет к недозарядке или перезарядке аккумулятора, что одинаково плохо. Рекомендуемое напряжение 14,4 В. При достижении показателя силы тока 1 А, напряжение следует довести до 15 В.

В среднем такая зарядка занимает около 12 часов. А чтобы полностью зарядить необслуживаемый аккумулятор, может потребоваться до трех суток!

Быстрая подзарядка

Но что делать, если необходимо быстро зарядить севший аккумулятор автомобиля и нет 12 часов на обычную процедуру? Например, если аккумулятор сел, а ехать необходимо. Очевидно, что в такой ситуации поможет экстренная подзарядка, после которой батарея будет способна запустить двигатель автомобиля, остальное доделает генератор.

Чтобы произвести подзарядку быстро, аккумулятор не снимается со штатного места. Отсоединяются только клеммы. Процедура выглядит следующим образом:

Выключить зажигание автомобиля.
Снять клеммы.
Подсоединить провода зарядного устройства таким образом: «плюс» к «плюсу» аккумулятора, «минус» к «массе».
Включить зарядное устройство в сеть 220 В.
Выставить максимальное значение тока.

Через 20 (максимум 30) минут отключить устройство для зарядки. Такого времени при максимальной мощности должно хватить, чтобы зарядить аккумулятор для запуска двигателя автомобиля.

Пользоваться таким способом лучше всего лишь в случаях отсутствия возможности обычной зарядки.

Информационный сайт о накопителях энергии

Каждый автомобилист хоть раз в жизни сталкивался с проблемой – нужно ехать, а аккумулятор разрядился. Причины могут быть разными, результат один. Как можно быстро зарядить автомобильный аккумулятор? Достаточно обеспечить пуск двигателя, в дальнейшем аккумулятор получит энергию через генератор от работающего мотора.

Как быстро зарядить автомобильный аккумулятор

Случилось по то или иной причине вы обнаружили, что автомобиль не заводится. Включили приборную панель – тускло горят индикаторы. Поворот ключа и слышно, как слабо проворачивается коленвал, мотор не заводится. Прикурить не у кого. Попутчиков, чтобы завести с толкача, нет. Как быстро, хотя бы немного, зарядить аккумулятор без зарядного устройства.

Но каждый уважающий себя современник не расстается с ноутбуком, имеет адаптер питания. А это 18-19 В. В запаснике нужно найти лампочку на 12 В мощностью 5-50Вт. Лампа нужна, чтобы ограничить ток заряда в схеме на фото.

Для контроля тока в цепь можно включить амперметр.

В домашних условиях быстро зарядить аккумулятор можно, воспользовавшись сетевой розеткой переменного тока. Для того чтобы выпрямить ток в схеме с лампочкой на 220 В последовательно устанавливается диод на 3 А напряжением 400-1000 В, от него ток идет на + клемму аккумулятора. Вместо диода в цепь, как выпрямитель, можно поставить мост или конденсатор. Важно выпрямить ток и снизить напряжение наполовину. Конденсат берется только пленочный, рассчитанный на напряжение больше 400 В. Минус аккумулятора проводом соединяют с другим штырем вилки. Как только вставим вилку в розетку, по линии потечет ток, достаточный, чтобы быстро зарядить аккумулятор автомобиля без зарядного устройства

Другим подручными способом может послужить запуск с толкача, если дорога с уклоном. Раскрутить передние колеса можно на месте при помощи троса, сделав упор под задние.

Предлагаем посмотрите видео, как зарядить аккумулятор от блока питания от ноутбука.

Как быстро зарядить аккумулятор автомобиля зарядным устройством

По всем инструкциям для полной зарядки устройство заряжается силой тока 0,1 от емкости батареи в течение 10-12 часов. Для этого нужно снять устройство с автомобиля, установить параметры тока зарядки, контролировать процесс.

Зарядить севший аккумулятор быстро, в течение 20 минут, можно обычным ЗУ в режиме Boost. Как минимум, потребуется розетка, если зарядник питается от сети. Режим предусматривает использование зарядного тока силой 30% от величины емкости. Так, для аккумулятора емкостью 60 Ач, ток зарядки будет 18 А. Аккумулятор можно оставить на месте, положительную клемму ЗУ и АКБ соединить. Второй контакт зарядного закрепить на массу. Но быстро заряжать АКБ не рекомендуется. Этим сокращают срок службы аккумулятора и разрушают пластины.

Как зарядить автомобильный аккумулятор авто быстро и правильно? Его нужно полностью вынуть из машины, поставить на твердую поверхность и подключить зарядное устройство в режиме Boost. После быстрого заряда необходимо провести полный, рассчитанный на стандартный ток и напряжение, сроком 10-13 часов.

Чтобы быстро зарядить АКБ авто можно использовать беспроводное зарядное устройство, которое называется бустер. Такой зарядник обеспечит запуск двигателя, если аккумулятор разряжен. В период пробега зарядится и аккумулятор. Как скорую помощь устройство используют в морозные дни.

Как быстро зарядить необслуживаемый аккумулятор

Необслуживаемый кальциевый аккумулятор имеет саморегулирование. В момент, когда батарея разряжена, электролит слабый. Подать большой ток нельзя, произойдет вскипание, а выхода паров нет, возможна внутренняя деформация.

Зарядное устройство для необслуживаемого аккумулятора особое. Оно имеет ограничение зарядного тока и прямой и импульсный режим зарядки. Разрядить необслуживаемый аккумулятор глубоко можно несколько раз, и восстановить его будет невозможно. Быстрая зарядка им противопоказана, причем самодельное ЗУ не подходит. В период зарядки контролируется ток и напряжение.

Вот была история…

Поводом для этой статьи стал случившийся недавно с журналистом Kolesa.ru, а точнее, с вашим покорным слугой – любопытный эпизод. Приобрел я с месяц назад немолодой, но дешевый отечественный автомобильчик – в качестве второго, на убой к дачной стройке.

Волею обстоятельств, машина была оставлена на неделю практически там же, где и куплена, а когда пришла пора перегнать автомобиль на постоянное место жительства, обнаружилось, что аккумулятор разрядился… Разрядился всерьез – первый поворот ключа вызвал короткий «всхлип» стартера, второй – стук втягивающего реле, а третий не порождал и того – только лампочки на «приборке» едва заметно мерцали…

По заверениям продавца, вся электропроводка у машины была полностью исправна, аккумулятор – свежий, поэтому мне не пришло в голову перед простоем снять клемму с батареи. Но салонная лампочка осталась гореть, в результате чего ситуация вышла неприятная – инструментов (даже ключа на 10, чтобы снять батарею!) – нет, прикуривающих проводов с крокодилами – нет, автовладельцы, к которым я подходил с просьбой о прикуривании, помочь не могли или не хотели… В итоге за спасением пришлось обратиться к бывшему владельцу машины – благо он проживал рядом, и, как выяснилось, катался в тот момент по району на своем новом приобретении – десятилетнем Лансере.

Бывший владелец приехал, но прикуривательных проводов не привез – вместо этого открыл багажник и извлек два грязных и жеваных полутораметровых «хвоста». Один из них был одножильным – такими ведется проводка в стенах к розеткам, второй – многожильным шнуром от старого холодильника… Сечение этих «соплей» в 1,5–2 квадратных миллиметра и грубо зачищенные и потемневшие от окислов охвостья не позволяли прикурить двигатель категорически, от слова «совсем»! Однако ситуация разрешилась благоприятно – вот только совсем не так, как можно было ожидать.

Бывший владелец со знанием дела соединил аккумуляторы двух машин этими «соплями» и на всякий случай попробовал повернуть ключ – в ответ, естественно, не раздалось даже щелчка стартера. После чего подмигнул мне, заверив, что все будет «чики-пуки», завел свою машину и расслабился, прикурив сигаретку.

На мой пустой аккумулятор пошел заряд – напряжение генератора 14,5-14,8 вольт – однако, как подсказывает логика и электротехника, полностью высосанную батарею таким способом нужно было бы заряжать как минимум несколько часов! Неужели мой помощник планировал тарахтеть до вечера?! Это было бы достаточно странно с учетом того, что в машине помощника сидели его жена и ребенок, а раскорячились мы, перегородив дворовый проезд… Однако растягивать процесс до логично необходимого он не собирался – не более, чем через 10 минут (подчеркиваю – ДЕСЯТЬ!) провода были отключены и смотаны, а первый же поворот ключа завел мотор!

Что произошло?

Произошло, на первый взгляд, невероятное… Классическая электротехника вообще и аккумуляторная наука в частности говорят, что заряжается типовой свинцовый аккумулятор током в 10% от емкости в течение 10-12 часов. Соответственно, 55-ампер-часную батарею даже током 10-15 ампер нужно было наполнять ну хотя бы несколько часов! Однако, «заряжали» мы ровно 10 минут, и ток явно не превышал вышеупомянутое значение, а то и был меньше – с учетом тонких проводов и отвратительного контакта хило намотанных друг на друга окисленных жил…

То есть, получается, имел место эффект не зарядки, а некого «пробуждения» только-только впавшей в летаргическое забвение батареи. Кратковременный десятиминутный процесс никак не мог восполнить утраченную батареей энергию – однако как-то сумел её «взбодрить», помог «мобилизовать внутренние ресурсы». Звучит это, признаюсь, странно: здравый смысл не одобряет подобную псевдонаучную терминологию – «разбудить», «взбодрить»… Аккумулятор понимает только два вполне научных термина – «зарядить» и «разрядить», а все остальное – лирика…

Мистика на продажу

Лирика лирикой, однако именно на вышеупомянутом эффекте работают китайские «зарядные гаджеты для блондинок». Небольшие коробочки с парой-тройкой аккумуляторов от сотовых телефонов внутри или набитые «пальчиками» формата АА – из таких приборов выходит штекер прикуривателя, и именно через прикуриватель они якобы заряжают севшую автомобильную батарею.

С точки зрения любого, худо-бедно разбирающегося в электротехнике, такие девайсы – профанация и обман, но парадокс заключается в том, что иногда они все же способны сработать – в ситуациях, подобной вышеописанной. На свежесевшей батарее – 8-10 вольт, на «магической коробочке» – 12-13. После подключения её к прикуривателю она начинает гнать ток на стартерный аккумулятор – ток слабенький и совершенно неспособный его зарядить. Но способный «разбудить» и «взбодрить»!

Безусловно, работа таких устройств крайне нестабильна, и помогут они только при определенном совпадении факторов, благодаря чему и заслужили справедливое клеймо мошеннических. Но в ряде случаев, когда аккумулятор свежий сам по себе и разрядился буквально «вот-вот», даже коробочка с пальчиковыми батарейками, воткнутая в прикуриватель, способна его воскресить!

Что говорит наука?

Собственно, при всей странности происходящего, наука должна это как-то объяснять….

– Описанная ситуация не является ни чудом, ни мистификацией – она мне хорошо знакома – рассказал Александр Казунин, заведующий аккумуляторной лабораторией НИИ автомобильной электроники и электрооборудования ФГУП НИИАЭ:

– Тут имеет место не эффект зарядки аккумулятора, а эффект зарядки конденсатора – а конденсатором большой емкости аккумулятор также отчасти является. Если в полностью разряженную батарею подать ток 10-15 ампер на непродолжительное время, то полноценного заряда, разумеется, не произойдет. Но аккумулятор все же наберет некоторое количество энергии, достаточной, чтобы запустить мотор! Это «короткая» энергия, как в конденсаторе – она запасается в разряженной батарее на непродолжительное время . То есть сразу после отключения проводов от машины-донора нужно заводить мотор, аккумулятор которого вы «взбадривали» – если вы по каким-то причинам протянете 10-15 минут, этот «быстрый заряд» исчезнет, и запуск не удастся.

Собственно, пользоваться таким методом – иначе говоря, производить «полевую экспресс-зарядку» от другой машины тонюсенькими проводками, если нет возможности прикурить мощными специальными кабелями с «крокодилами» – можно. И порой – вполне успешно! Но важно учитывать два момента:

Успешная быстрая зарядка аккумулятора, как конденсатора, возможна не всегда – влияет общее состояние разряженной батареи, время, которое она простояла разряженной, температура на улице.
После успешного пуска таким методом аккумулятор остается пустым и требует полноценной зарядки – либо при помощи зарядного устройства, либо длительным пробегом по загородной трассе. Если этого не сделать, наутро высока вероятность снова не завестись!

Тонкости зарядки аккумулятора

В инструкции по эксплуатации автомобиля указаны характеристики аккумулятора. Обычно это размеры, диаметры клемм, полярность и емкость. Auto3N советует выбирать аккумулятор, который соответствует требованиям производителя автомобиля

Важно!!!

Обратите внимание на дату изготовления аккумулятора. Аккумулятор хранится не дольше 1,5 лет.

Подготовка к зарядке.

1.Очистите аккумулятор и клеммы от грязи, пыли или коррозии.

2. Проверьте уровень электролита. Если нужно, добавьте дистиллированной воды.

3. Если аккумулятор будет заряжаться в автомобиле, отсоедините обе (+) и (-) клеммы.

4. Определите скорость зарядки.

Трехминутный тест зарядки.

Трехминутный тест показывает степень засульфатированности батареи, которая характеризуется показываемым напряжением.

1.Подключите зарядное устройство и вольтметр к клеммам аккумулятора.

2.Заряжайте аккумулятор со скоростью 40 ампер в течение трех минут.

3. По истечению 3 минут прочитайте показания вольтметра.

Результаты:

• Напряжение выше 15,5 вольт. Указывает на возможное сильное отложения сульфатов на пластинах аккумулятора. Следует провести визуальный осмотр.

• Напряжение ниже 15,% вольт. Батарея не сульфатирована.

Этот тест не применим к аккумуляторам, которые не требуют обслуживания, аткие как Delphi.

Зарядка батареи.

При зарядке батареи химические процессы поворачиваются в обратную сторону.

Меры предосторожности при зарядке:

• Убедитесь, что зарядное устройство не подключено к сети, когда подключается к аккумулятору.

• При зарядке отсоединяйте заземляющий кабель аккумулятора. Это сведет к минимуму возможность повреждения зарядного устройства или аккумулятора.

• Никогда не заряжайте замерзший аккумулятор. В разряженном аккумуляторе электролит содержит больше воды, чем серной кислоты, поэтому она замерзает при температуре ниже -30С. Электролит увеличивается примерно на 9% в объеме и может повредить пластины. При замерзании образуются кристаллы льда, которые захватывают пузырьки кислорода и водорода, которые создаются при химических процессах в аккумуляторе. Если поставить заряжаться замерзший аккумулятор, такие газовые карманы могут взорваться.

• Не используйте открытый огонь рядом с заряжаемым аккумулятором.

Типы зарядки.

Существует быстрая и медленная зарядка. Быстрая зарядка занимает меньше времени, но не подходит для полной зарядки аккумулятора. Чтобы полностью зарядить аккумулятор, требуется медленная зарядка с малым током.

Некоторые зарядные устройства имеют испытательное устройство для определения тока зарядки и требуемого времени. Если тестового устройства нет, определите примерное время зарядки по таблице:

Быстрая зарядка.

1. Убедитесь, что главный выключатель и таймер выключены, а переключатель регулировки тока находится в минимальном положении.

2. Подключите положительный провод зарядного устройства к положительной клемме аккумулятора (+), а отрицательный провод зарядного устройства к отрицательной (-).

3. Подключите кабель питания зарядного устройства к розетке.

4. Установите переключатель напряжения на нужное напряжение аккумулятора.

5. Включите зарядное устройство.

6. Установите таймер на требуемое время и отрегулируйте зарядный ток до заданной силы тока.

7. Когда аккумулятор зарядится, установите регулятор зарядного тока на минимум.

8. Выключите зарядное устройство.

9. Отсоедините кабели зарядного устройства от клемм аккумулятора.

10. Проверьте уровень зарядки в аккумуляторе. Он должен быть выше 12,6 вольт.

Быстрая зарядка может привести к перегреву аккумулятора. Контролируйте, чтобы температура аккумулятора при зарядке не превышала 52С.

Медленная зарядка.

Медленная зарядка состоит из тех же пунктов, что и быстрая, за исключением того, что максимальный зарядный ток должен быть меньше 1 1/10-й емкости аккумулятора. Например, батарея с напряжением 40 AH должна медленно заряжаться при 4 амперах или меньше.

Кипение аккумулятора при зарядке.

• Когда аккумулятор заряжается почти до конца, в электролите образуются пузырьки водорода и кислорода, и кажется, что аккумулятор кипит. Это происходит в результате химической реакции.

• Если аккумулятор не заряжен полностью, а все равно кипит, это указывает на низкий уровень электролита. Следует добавить дистиллированной воды.

• Если кипит одна банка, то, возможно, повреждены пластины, или электролита недостаточно только в этой банке.

Простой подбор автозапчастей

Заказать оригинальные запчасти для иномарок в Auto3N можно в два клика. Подберите в быстром и удобном поиске нужные детали, а мы доставим их в любую точку России.

Перейти в каталог

Как заряжать аккумулятор с помощью зарядного устройства

Частые короткие поездки с постоянными циклами запуска и остановки двигателя машины делают очень трудной работу заряженного аккумулятора, особенно, зимой, когда лeучше часть времени работают печка, фары, разного рода подогрева: окон, зеркал, сидения, руля и т.п. Всё это потому, что последние очень прожорливы, и сильно разряжают его, в то время как генератор попросту не успевает зарядить аккумулятор, а стартер, запускающий двигатель, ставит последнюю точку, особенно, в случае, если используется слишком часто, и не оставляет практически никаких шансов такому разряженному аккумулятору выжить в таком небольшом частном мире прожорливых потребителей. Это мы, конечно, утрируем! Тем не менее, зимой (но и летом тоже) есть большой риск того, что однажды аккумулятору просто не хватит сил, чтобы в очередной раз запитать самый прожорливый к электричеству элемент машины — стартер, и машина не заведётся, в результате чего Вам придётся его «прикуривать». Но таких случаев можно избежать, если у Вас есть специальное зарядное устройство для аккумулятора — относительно дешёвый, но очень полезный аксессуар, который позволяет восполнить то, что не досталось аккумулятору от генератора — зарядить его.

Но как зарядное устройство заряжает аккумулятор? Так выглядит типичное зарядное устройство для аккумулятора На самом деле, всё очень просто — оно использует электричество из розетки, чтобы зарядить аккумулятор с помощью положительного и отрицательного выводов, которые присоединяются на соответствующие клеммы аккумулятора, заряжая его. Средний автомобильный аккумулятор имеет ёмкость около 48 ампер/часов llч, и это означает, что полностью заряженный аккумулятор обеспечивает 1 ампер тока в течение 48 часов, 2 ампера в течение 24 часов, 8 ампер в течение 6 часов и так далее.

И работа зарядного устройства заключается в передаче аккумулятору на хранение этих амперов, чтобы тот впоследствии отдавал их компонентам нашего автомобиля. Обычно зарядное устройство заряжает аккумулятор на отметке 2 ампера, соответственно, тот же аккумулятор заряжается в течение 24 часов, чтобы пресытиться положенным ему 48 амперами, необходимыми для полной зарядки аккумулятора. Но существует также широкий спектр зарядных устройств с различными регулируемыми скоростями заряда на рынке — от 2 до 10 ампер. Чем выше заряд, тем быстрее аккумулятор зарядится. Быстрая зарядка, однако, чаще всего нежелательна, так как это может попросту сжечь пластины аккумулятора (Вы знаете, что это за пластины, если читали статью о том, как работает аккумулятор). Нагрузки, которые налагаются на аккумулятор, можно определить по количеству тока, используемого в различных электрических компонентах машины: например, фары с включенным ближним светом потребляют в среднем от 8 до 10 ампер, а обогрев заднего стекла примерно столько же. Теоретически, полностью заряженный аккумулятор, не принимая ток от генератора, должен крутить стартер примерно в течение 10 минут, обеспечить работу фар в течение восьми часов, а обогрева заднего стекла в течение 12 часов. Однако, по мере разрядки аккумулятора это время значительно падает. Среднестатистическое бытовое зарядное устройство для аккумулятора включает в себя трансформатор и выпрямитель, которые позволяют изменить 220 Вольт переменного тока из розетки в 12 Вольт постоянного тока, а также позволяют сети питания обеспечить зарядку с такой скоростью, которая определяется самим состоянием батареи. В случае, когда аккумулятора ещё достаточно новый, зарядное устройство может повысить силу тока до 3-6 Ампер, и, таким образом, такой аккумулятор зарядиться гораздо быстрее. А вот аккумулятор, который своё отработал, попросту не будет держать заряд вообще и потому даже не будет принимать зарядку от з/у. Итак, как заряжать аккумулятор — инструкция по порядку Прежде всего, аккумулятор необходимо снять с автомобиля, отсоединив 2 провода с отрицательным и положительным зарядом от соответствующих клемм аккумулятора (можно заряжать аккумулятор и непосредственно на месте под капотом, главное — отсоединить провода автомобиля от клемм, иначе можно лишиться генератора).

Убедитесь, что все электрические приборы в автомобиле выключены (в том числе и ключ зажигания повёрнут в положение «Off», когда не горит ни одна лампочка на приборной паенли и не работает магнитола) — в противном случае при снятии и последующем соединении заряженного аккумулятора с проводами питания автомобиля, место контакта будет сильно искрить. После снятия зачистите контакты клемм аккумулятора и проводов для лучшего контакта. Подключение зарядного устройства Перед процессом зарядки аккумулятора всегда проверяйте уровень электролита посредством специального мерного окошка на аккумуляторе. При необходимости долейте электролит и почистите и протрите клеммы аккумулятора. Желательно помимо самого зарядного устройства иметь также такой прибор как ареометр — специальный несложный прибор для измерения плотности электролита. Так Вы сможете определить, когда аккумулятор зарядится (электролит перестанет изменять (повышать) свою плотность), хотя, скорее всего, Ваше зарядное устройство покажет Вам, когда аккумулятор будет полностью заряжен. У большинства аккумуляторов как раз для процесса зарядки установлены специальные вентиляционные отверстия с крышками, закрывающими их. Эти крышки желательно удалить перед зарядкой. Установите зажим (или любой другой способ крепления провода зарядного устройства к клеммам аккумулятора) положительного (+) провода от зарядного устройства — он, как правило, окрашен в красный цвет — на положительную клемму аккумулятора — она, как правило заметно больше, чем отрицательная. Таким же образом соедините отрицательный провод с отрицательной клеммой.

Подключите зарядное устройство к сети и включите его. Индикатор или датчик (амперметр) покажет, что аккумулятор на данный момент заряжается. Датчик вначале может показывать высокую скорость зарядки, но она должна постепенно падать в процессе, пока аккумулятор заряжается. Если на Вашем зарядном устройстве нет автоматического изменения силы тока, то Вам необходимо установить его вручную — максимальная его величина должна составлять 10% от его номинальной ёмкости, а оптимальная для зарядки — 5% — так, при ёмкости аккумулятора 60 А•ч сила тока на з/у при зарядке должна быть выставлена в 3 Ампера, а если эта величина будет выставлена превышающей 6 Ампер, то это более вероятно повредит аккумулятор. Помните, что чем ниже сила тока, тем дольше будет заряжаться аккумулятор, но тем дольше будет срок его службы при периодических циклах зарядки-разрядки.

Зарядка мото аккумулятора

В наших широтах мотосезон весьма скоротечен. Никому не захочется оттягивать момент запуска своего железного коня в связи с необходимостью замены батареи.

Регулярная диагностика аккумулятора позволит избежать серьезного разряда, после которого работоспособность батареи не гарантируется даже после проведенной зарядки.

Зарядка мото батареи

Перед каждым мотолюбителем рано или поздно встает вопрос, — можно ли заряжать аккумулятор стандартным автомобильным ЗУ. Зарядка производиться в полном соответствии с инструкцией к зарядному устройству и АКБ. Если зарядное устройство, применяемое для автомобиля снабжено возможностью индексации, как по току, так и по напряжению можно смело производить зарядку любого мото аккумулятора.

Процесс зарядки кислотных мото аккумуляторов

Перед началом зарядки стоит правильно выбрать помещение. Во время зарядки происходит выделение вредных веществ, чтобы избежать негативных воздействий на здоровье и в целях безопасности, помещение должно хорошо проветриваться.

Поверхность батареи и клеммы нужно очистить. По возможности проверить уровень электролита и при необходимости долить дистиллированную воду. Доливать электролит категорически запрещено.

Проверяем напряжение, если оно около 12 вольт – это еще не смертельно, но зарядить АКБ стоит немедленно.

Подключаем ЗУ с обязательным соблюдением полярности. При отключении и подключении к аккумулятору зарядного устройства необходимо его обязательно выключать! На устройстве настраивается минимальная сила тока. После этого зарядник можно подключать к источнику питания.

Для оптимального уровня заряда нам потребуется сила тока в 1/10 от емкости батареи, то есть, при емкости 25 Ач выставляем силу тока в 2,5 ампера.

Зарядка должна длиться до тех пор, пока напряжение не дойдет до отметки в 16,0 — 16.2 вольт (для измерения можно использовать вольтметр). Отключаем зарядное устройство. Полный цикл зарядки батареи для мотоцикла занимает около 10-12 часов.

Гелевые и AGM мото аккумуляторы

В отличии от кислотных, идеальное напряжение заряда AGM и GEL аккумуляторной батареи должно быть на уровне 14,4-14,8 Вольт (согласно инструкции производителя). Зарядка данных моделей АКБ происходит циклически, т.е. зарядный ток идет с интервалом в 2-3 минуты, что не дает батарее нагреваться свыше 20-25 С (температура аккумуляторной батареи во время зарядки должна составлять +15°C — +25°C). Сила тока не более 10% от емкости батареи. Гелевые и AGM мото аккумуляторы рекомендуется заряжать только в специализированных центрах.

Спешить не стоит, ускоренный режим зарядки неизбежно приведёт аккумулятор к разрушению. Быстрая традиционная зарядка аккумуляторов с применением обычных зарядных устройств может привести к существенному дефекту и полному выходу батареи из эксплуатации (раздутию), а в крайних случаях от переизбытка газов моноблок АКБ может взорваться.

Реанимация при чрезмерном саморазряде

Если аккумулятор не подаёт признаков жизни, при сильном саморазряде можно попробовать зарядить его силой тока меньше стандартной, т.е. примерно 1-3 процентов от ёмкости. Соответственно такая зарядка составит примерно 20 часов. Если это не поможет, Вам придётся приобрести новый аккумулятор.

Заряжать аккумулятор необходимо под пристальным контролем, в случаях нехватки знаний или неуверенности советуем производить зарядку в специализированных сервисных центрах.

Заряжайте свой аккумулятор вместе с «Makk. Автомагазин сервис». В нашей торговой сети вы всегда можете найти подходящую для вашего байка аккумуляторную батарею и подобрать всё необходимое для её обслуживания.

Наш сервисный центр предлагает услуги по зарядке, утилизации б/у АКБ, установке (замене) и диагностики ценной детали вашего транспортного средства.

О быстрой зарядке аккумуляторов электромобилей

11 октября 2019

Прадип Чатержи, Маркус Хермвил (Infineon)

Чтобы электромобиль стал по-настоящему распространенным, необходимы доступные средства быстрой зарядки его аккумулятора. В ассортименте Infineon уже сейчас имеется все необходимое для этого.

В настоящее время правительства разных стран прилагают серьезные усилия, направленные на сокращение выбросов углерода. Использование электрического транспорта помогает решить эту проблему, что приводит к постоянному росту интереса к электромобилям (Battery Electric Vehicles, BEV). Рынок электромобилей расширяется и предлагает все более богатый выбор моделей по все более привлекательным ценам. Тем не менее, ограниченная дальность передвижения такого транспорта по-прежнему вызывает опасения у потребителей. Ситуация усугубляется существующими проблемами подзарядки. Подзарядка припаркованного автомобиля в течение рабочего дня кажется идеальным решением, но отсутствие инфраструктуры приводит к тому, что многие владельцы электрокаров вынуждены выполнять зарядку аккумуляторов дома. Кроме того, потребители хотят, чтобы в длительных поездках, например, в путешествиях во время отпуска, зарядка занимала столько же времени, сколько занимает заправка обычных автомобилей с двигателями внутреннего сгорания (ДВС).

Большинство электромобилей имеет возможность зарядки аккумуляторов в домашних условиях от бытовой однофазной сети переменного напряжения. Благодаря этому подзарядку удобно производить ночью. Существуют различные варианты подключения к сети: от простых кабелей, подключаемых к электрической розетке и кабелей со встроенными устройствами управления и защиты (IC-CPD) до сложных настенных зарядных устройств, снабженных комплексной защитой и обладающих расширенным функционалом, например, возможностью обмена данными с транспортным средством.

Непосредственная зарядка аккумуляторов производится от источника постоянного напряжения, причем преобразование из переменного напряжения в постоянное происходит в силовых блоках, встроенных в автомобиль. Этот подход подразумевает, что каждое транспортное средство должно иметь собственное зарядное устройство, которое разрабатывается с учетом требований по отводу тепла, КПД и весу, то есть по тем факторам, которые в конечном итоге ограничивают мощность зарядки и, следовательно, скорость ее выполнения. Очевидно, что следующим шагом в развитии отрасли станет разработка универсальных автономных зарядных устройств, размещаемых вне кузова автомобиля.

Зачем нужна быстрая зарядка аккумуляторов

Типовое зарядное устройство мощностью 22 кВт способно за 120 минут зарядить аккумулятор электромобиля до уровня, необходимого для выполнения пробега 200 км. Однако для сокращения времени зарядки до 16 минут (при той же дальности пробега 200 км) необходимо использовать зарядную станцию мощностью 150 кВт. При мощности 350 кВт время зарядки может быть уменьшено до 7 минут, что примерно соответствует времени, затрачиваемому для дозаправки обычного автомобиля с ДВС. Разумеется, все вышесказанное возможно только в том случае, если аккумулятор поддерживает такие скорости зарядки. К этому нужно прибавить, что пользователи ожидают, что процесс зарядки будет одинаковым вне зависимости от места заправки, точно так же, как стандартизован процесс заправки обычных автомобилей.

В Европе организация CharIN e.V. сосредоточила усилия на разработке и продвижении комбинированной системы зарядки (Combined Charging System, CCS). Стандарт, разработанный организацией, определяет тип зарядной вилки, последовательность зарядки и даже передачу данных. В других регионах, таких как Япония и Китай, есть аналогичные организации – CHAdeMO и GB/T соответственно. Собственная запатентованная система зарядки есть у компании Tesla.

Спецификация CharIN предусматривает возможность зарядки от источников как переменного, так и постоянного напряжения с помощью специализированных вилок и розеток. Спецификация также определяет максимальный постоянный выходной ток 500 А при напряжении 700 В DC, а также максимальное напряжение 920 В DC. КПД системы установлен на уровне 95%, хотя в будущем он будет увеличена до 98%. Следует отметить, что для зарядного устройства мощностью 150 кВт уровень потерь 1% соответствует 1,5 кВт. Таким образом, уменьшение потерь до минимально возможного значения является приоритетной задачей для быстрых зарядных устройств.

Архитектура быстрого зарядного устройства

Существуют два варианта реализации зарядных устройств. Первый подход подразумевает преобразование входного переменного трехфазного напряжения в регулируемое постоянное напряжение, которое, в свою очередь, преобразуется с помощью DC/DC-преобразователя. Точное значение выходного постоянного напряжения согласуется в ходе обмена данными с заряжаемым электромобилем. Альтернативный подход заключается в преобразовании входного переменного напряжения в постоянное напряжение фиксированного уровня, после чего второй DC/DC-преобразователь регулирует выходное напряжение в соответствии с потребностями аккумулятора транспортного средства (рисунок 1). Поскольку ни один из представленных подходов не имеет явных преимуществ или недостатков, то выбор оптимального решения становится достаточно сложной задачей. Столь мощные зарядные устройства не могут быть моноблочными, вместо этого требуемая выходная мощность набирается путем объединения нескольких зарядных модулей, каждый из которых имеет выходную мощность 15…60 кВт. Таким образом, основными задачами, решаемыми в процессе разработки, становятся упрощение системы охлаждения, обеспечение высокой удельной мощности и уменьшение общего размера системы.

Рис. 1. Варианты организации зарядных устройств большой мощности

Проектирование начинается с разработки AC/DC-преобразователя. Корректор коэффициента мощности обычно строится на базе однонаправленного трехфазного трехуровневого выпрямителя с ШИМ-управлением, выполненного по схеме Вина (Vienna rectifier). Возможность использования активных компонентов с рейтингом напряжения 600 В помогает достичь оптимального соотношения стоимости и эффективности. Благодаря наличию высоковольтных SiC-устройств обычный двухуровневый AC/DC-каскад с ШИМ-управлением также становится популярным в диапазоне мощностей 50 кВт или даже выше. При использовании любого из предложенных вариантов построения AC/DC-каскада можно обеспечить управление выходным напряжением, синусоидальный входной ток с коэффициентом мощности выше 0,95, THD ниже 5% и КПД 97% или выше. В тех случаях, когда зарядное устройство может быть изолировано от сети с помощью трансформатора среднего напряжения, часто используют диодные или тиристорные выпрямители. Их популярность объясняется простотой и надежностью, а также высокой эффективностью.

В настоящее время DC/DC-преобразователи, как правило, строятся на базе резонансных топологий, которые оказываются предпочтительными из-за их высокой эффективности и наличия гальванической развязки. Резонансные топологии обеспечивают высокую плотность мощности и компактные габариты, а переключения при нулевых напряжениях (ZVS) гарантируют уменьшение динамических потерь и способствуют повышению общей эффективности системы. Мостовая топология со сдвигом фазы на базе силовых SiC-устройств является альтернативным вариантом при необходимости получения изолированного решения. Для изолированных архитектур наиболее предпочтительными становятся многофазные DC/DC-преобразователи. Среди их преимуществ можно отметить распределение нагрузки между фазами, снижение уровня пульсаций и уменьшение габаритов фильтра. Однако расплатой за перечисленные достоинства становится усложнение схемной реализации и увеличение числа используемых компонентов.

В диапазоне мощностей 15…30 кВт зарядные модули могут быть реализованы с помощью дискретных компонентов (рисунок 2). Для создания бюджетных трехфазных выпрямителей с ШИМ-управлением идеально подходит комбинация из IGBT TRENCHSTOP™ 5 и диодов Шоттки CoolSiC™. Некоторое повышение КПД может быть достигнуто, если вместо IGBT использовать МОП-транзисторы CoolMOS™ P7 SJ. Что касается DC/DC-преобразователя, то для получения хорошего КПД подойдут МОП-транзисторы семейства CoolMOS CF D7. Если же требуется максимальная эффективность, то следует воспользоваться МОП-транзисторами из семейства CoolSiC.

Рис. 2. Построение зарядных устройств на базе дискретных компонентов

Если предполагается создание зарядного устройства с возможностью дальнейшей модификации или модернизации, а также при необходимости получения максимальной мощности, рекомендуется создавать зарядные блоки на базе силовых модулей. Обычно при работе с таким уровнем мощности предпочтительным становится жидкостное охлаждение, однако вариант с воздушным охлаждением также остается возможным. Трехфазный выпрямитель с ШИМ-управлением может быть построен с помощью модулей CoolSiC Easy 2B, работающих с частотой переключений до 40 кГц. Для построения DC/DC-преобразователей, как правило, используются трехфазные или многофазные понижающие регуляторы с рабочей частотой до нескольких сотен кГц. В данном случае для получения высокого КПД оптимальным выбором станет комбинация модулей CoolSiC Easy 1B и дискретных диодов CoolSiC.

Силовой модуль F3L15MR12WM1_B69 из семейства CoolSiC представляет собой трехфазный выпрямитель с ШИМ-управлением, выполненный в корпусном исполнении Easy 2B. Благодаря малому значению сопротивления открытого канала R_DS₍_ON₎ 15 мОм модуль имеет высокую плотность мощности и компактные размеры, что упрощает построение зарядного устройства. Модуль поставляется в керамическом корпусе, заполненном гелем, и отличается малой паразитной емкостью, кроме того, потери на его переключения не зависят от температуры. Полумостовые топологии доступны как в корпусах Easy 2B, так и в корпусах Easy 1B меньшего размера. Для таких модулей сопротивление открытого канала R_DS₍_ON₎ составляет всего 6 мОм (рисунок 3).

Рис. 3. Построение зарядных устройств на базе силовых модулей

Контроль, связь и безопасность

Управление силовыми каскадами обычно осуществляется с помощью микроконтроллеров. Микроконтроллеры семейства XMC4000 имеют в своем составе аналого-цифровые преобразователи (АЦП) с возможностью гибкой настройки, а также многофункциональные таймеры и периферийные модули, позволяющие организовать ШИМ-управление. Наличие CAN-контроллера гарантирует, что зарядные модули смогут общаться друг с другом и согласовывать свою работу при использовании различных типов аккумуляторов. Защита при оплате услуг, проверка подлинности обновлений программного обеспечения или аппаратных изменений может выполняться с помощью HSM-модуля (Hardware Security Module) семейства микроконтроллеров AURIX™. Это семейство часто используется в автомобильных приложениях, связанных с безопасностью.

Аутентификация отдельных модулей и защита от подделок может быть обеспечена с помощью специализированных чипов OPTIGA ™ Trust B. Для организации более надежной и целостной системы защиты следует использовать микроконтроллеры семейства OPTIGA TPM.

Заключение

Организация инфраструктуры быстрой зарядки аккумуляторов является важной частью стратегии по увеличению числа электромобилей. Без эффективных решений, обеспечивающих приемлемое время зарядки, электромобили неизбежно останутся привлекательными только для сторонников экологического транспорта и для потребителей, передвигающихся на незначительные расстояния. Подготовительные работы по определению параметров зарядных устройств и разъемов уже выполнены. Кроме того, имеются необходимые инновационные полупроводниковые решения. Эти решения включают как традиционные кремниевые силовые компоненты, так и карбид-кремниевые, которые обеспечивают высокую частоту переключений и большой КПД, при этом гарантируя высокую надежность зарядных устройств. Если учесть наличие современных микроконтроллеров и продуманных решений для проверки подлинности и безопасности, то становится очевидным, что модульные зарядные устройства способны выполнить существующие требования электротранспорта и обеспечить дальнейшее развитие отрасли.

Оригинал статьи

Перевел Вячеслав Гавриков по заказу АО КОМПЭЛ

•••

Наши информационные каналы

Как выбрать зарядное или пуско-зарядное устройство для аккумулятора автомобиля — практические советы.

Обзор мобильных и стационарных автоматических зарядных устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов.

Интеллектуальные зарядные устройства «Агрессор» импульсного типа предназначены для подзарядки всех типов свинцово-кислотных аккумуляторов — жидких (WET), гелевых (GEL), с абсорбентом (AGM). С помощью переходника для прикуривателя можно подключить зарядное устройство к бортовой сети автомобиля и поддерживать напряжение аккумулятора до утра.

Типы зарядных устройств:

Часто задаваемые вопросы:

Стационарные зарядные устройства

Стационарные зарядные устройства AGR/SBC-150 и AGR/SBC-150 Start оснащены также разъемом USB для подзарядки мобильных гаджетов. Слово Start в названии второго устройства означает наличие функции быстрого пуска двигателя, когда на автомобиль подается ток силой 50 ампер. Для активации этой функции нужно нажать зеленую кнопку «Пуск» на верхней панеле пуско-зарядного устройства. В остальном модели практически одинаковы, но у AGR/SBC-150 номинальная сила тока выше и составляет 1,8 А против 1,59 А у AGR/SBC-150 Start.

Функция быстрого старта в AGR/SBC-150 Start реализована максимально безопасно. Ток в 50 ампер не идет сразу в полную мощность, угрожая сжечь проводку, а сначала формируется «подушка безопасности» (300 секунд вспомогательного напряжения), после чего уже наращивается сила тока, необходимая для экстренного запуска двигателя.

Мобильные зарядные устройства

Мобильные зарядные устройства «Агрессор» — это уже четыре модели линейки Brick, рассчитанные на подзарядку аккумуляторов от 6 до 24 вольт. Например, младшая модель AGR/SBC-020 Brick способна заряжать аккумуляторы мопедов, мотоциклов и скутеров на 6В и АКБ легковых автомобилей на 12 вольт. Старшая модель AGR/SBC-250 Brick заметно крупнее по габаритам и подзарядит не только 12-вольтовый аккумулятор, но и 24-вольтовую батарею.

Все модели Brick, кроме 020, применяют девятиступенчатую зарядку. В Brick 020 стоит программа трехступенчатой зарядки.

Пользовательский интерфейс

Иконки на панели управления просты и понятны. Надо зарядить АКБ автомобиля — выбираем иконку с автомобилем. Скутер или мотоцикл? Выбираем иконку с мотоциклом.

Режим восстановления обозначен гаечным ключом, а «Снежинку» нужно выбирать для зарядки аккумулятора при низких температурах (в холодном гараже или зимой на улице/трассе). Для экстренных случаем существует режим быстрой зарядки (5 минут). Режим не самый полезный для АКБ автомобиля, но менее вредный, чем пуск проводами прикуривания.

Почему интеллектуальные?

«Интеллект» всех з/у «Агрессор» заключен в микропроцессоре, который анализирует техническое состояние аккумулятора, после чего устройство выбирает оптимальный режим автоматической зарядки для конкретной автомобильной батареи.

Обратите внимание! Встроенная защита не запустит устройство, если клеммы подключены ошибочно (перепутан плюс и минус). В этом случае нужно поменять положение клемм на правильное и снова запустить устройство.

Важно! Никогда не заводите двигатель во время зарядки аккумулятора! Это может вывести З/У из строя. Сначала нужно отключить устройство, потом снять клеммы с аккумулятора, и только после этого пользоваться стартером.

Часто задаваемые вопросы

Почему автоматические зарядные устройства лучше?

Импульсные З/У сочетают в себе достоинства зарядки постоянным током и постоянным напряжением. Вначале идет подзарядка напряжением, в конце — импульсами тока. Срок службы аккумулятора за счет этого продлевается.

Оптимальное напряжение тока для зарядки аккумулятора 12В равно 14,4В. При этом в течение зарядки напряжение и силы тока должно меняться. Автоматические З/У способны контролировать этот процесс и подавать оптимальный ток на аккумулятор.

Современные импульсные зарядные устройства умеют определять состояние АКБ и регулировать напряжение и силу тока.

Прикуривать или заряжать?

Для АКБ автомобиля полезнее зарядка, чем прикуривания. Прикуривание может испортить автоэлектронику, особенно при халатном отношении к процессу.

Чем опасна быстрая зарядка аккумулятора?

Быстрая зарядка АКБ — это большой уровень тока с закипанием электролита и разрушением свинцовых пластин. В результате емкость аккумулятора падает, а 2-3 быстрые зарядки способны вывести из строя даже новую батарею.

Каким должен быть ток заряда?

Уровень зарядного тока – 10% от емкости аккумулятора. Автоматические зарядные устройства самостоятельно определяют необходимую силу и напряжению тока. Функция диагностики оценивает степень зарядки аккумулятора и меняет напряжение и силу тока при необходимости. Если диагностика обнаружит начавшийся процесс окисления свинца, то автоматически запустится процесс восстановления.

Можно ли спасти аккумулятор при начавшейся или застарелой сульфатации пластин?

Старый аккумулятор можно реанимировать с помощью интеллектуального зарядного устройства «Агрессор» и остановить сульфатацию свинцовых пластин. Режим восстановления на современном импульсном з/у позволяет восстановить сульфат свинца до свинца и серную кислоту. После «лечения» плотность электролита возрастет вместе с емкостью АКБ. Но такой способ не всегда может сработать, если аккумулятор уже очень сильно поврежден.

Весь процесс восстановления автоматизирован. За 2-3 часа устройство восстановит аккумулятор и перейдет в режим обычной зарядки. Если же восстановление не удалось, устройство об этом сообщит, и тогда придется уже менять аккумулятор на новый.

Импульсные зарядные устройства — современный выбор автовладельца для зарядки аккумулятора. Большинство автомобильных АКБ сейчас необслуживаемые, поэтому очень важно правильно их заряжать, чтобы срок эксплуатации батареи не уменьшился.

Что такое девятиступенчатая программа зарядки?

9 ступеней включают:

Тест батареи. Проверка напряжения аккумуляторной батареи, правильности подключения батареи и состояния батареи (рабочая или повреждена) перед началом процесса зарядки
Десульфатирование. Если устройство определило, что пластины аккумулятора засульфатированы, то включается подача напряжения в импульсном режиме, что позволяет удалить сульфаты с поверхности свинцовых пластин, тем самым восстанавливается емкость батареи.
Плавный режим зарядки. Начальный тест состояния батареи. Если аккумулятор сильно разряжен, зарядное устройство начнет мягкую стадию зарядки. Зарядка начинается с пониженным током и напряжением вплоть до достижения нормального уровня зарядки.
Основная зарядка. На этапе основной стадии аккумулятор получает до 75 80% заряда от устройства. Зарядное устройство обеспечивает максимальный ток зарядки.
Поглощение. Зарядка плавно уменьшающимся током при постоянном напряжении до достижения уровня заряда 95-100% емкости батареи.
Восстановление. Функция восстановления препятствует осаждению сульфатов и расслоению электролита в сильно разряженных аккумуляторах, позволяет восстановить емкость батареи.
Анализ. Проверка батареи на способность удерживать заряд. Батареи, которые не могут удерживать заряд, подлежат замене.
Зарядка до 100%. Путём повышения напряжения при невысоком уровне тока, заряд батареи доводится до 100% от её ёмкости.
Импульс. Батарея поддерживается в 100%-но заряженном состоянии за счет периодической подачи пониженного напряжения. Режим ограничен во времени 10-ю днями.

Произведено аккумуляторных батарей для электромобилей с 5-минутным временем зарядки

Получайте еженедельные обновления климатической политики от Grist Подпишитесь на The First 100
Эта история была первоначально опубликована The Guardian и воспроизведена здесь как часть сотрудничества Climate Desk .

Батареи, способные полностью заряжаться за пять минут, были впервые произведены на заводе, что стало значительным шагом на пути к тому, чтобы электромобили стали так же быстро заряжаться, как заправка бензиновых или дизельных автомобилей.

Электромобили — жизненно важная часть действий по борьбе с климатическим кризисом, но разрядка во время поездки вызывает беспокойство у водителей. Новые литий-ионные батареи были разработаны израильской компанией StoreDot и производятся компанией Eve Energy в Китае на стандартных производственных линиях.

Получите зерно в свой почтовый ящик
Всегда бесплатно, всегда свежо

Первые 100 Другие варианты

Спросите своего климатолога, подходит ли вам Grist.См. Нашу политику конфиденциальности

StoreDot уже продемонстрировал свою «сверхбыструю зарядку» аккумуляторов в телефонах, дронах и скутерах, а 1000 произведенных им аккумуляторов должны продемонстрировать свои технологии автопроизводителям и другим компаниям. Daimler, BP, Samsung и TDK вложили средства в StoreDot, который на сегодняшний день привлек $ 130 млн и был назван Bloomberg New Energy Finance Pioneer в 2020 году.

Батареи можно полностью зарядить за пять минут, но для этого потребуются более мощные зарядные устройства, чем те, которые используются сегодня.Используя доступную инфраструктуру для зарядки, StoreDot стремится к 2025 году обеспечить 100 миль заряда автомобильного аккумулятора за пять минут.

«Барьером №1 для внедрения электромобилей больше не является стоимость, это беспокойство по поводу дальности», — сказал Дорон Майерсдорф, генеральный директор StoreDot. «Вы либо боитесь застрять на шоссе, либо вам придется два часа сидеть на зарядной станции. Но если опыт водителя подобен заправке [бензиновой машины], все это беспокойство уходит.”

«Считалось, что зарядка литий-ионного аккумулятора за пять минут невозможна», — сказал он. «Но мы не выпускаем лабораторный прототип, мы выпускаем инженерные образцы с линии массового производства. Это демонстрирует, что это осуществимо и коммерчески готово «.

В существующих литий-ионных батареях в качестве одного электрода используется графит, в который ионы лития проталкиваются для накопления заряда. Но когда они быстро заряжаются, ионы накапливаются и могут превратиться в металл и замкнуть батарею.

Аккумулятор StoreDot заменяет графит полупроводниковыми наночастицами, в которые ионы могут переходить быстрее и легче. Эти наночастицы в настоящее время основаны на германии, который растворим в воде и с ним легче обращаться при производстве. Но StoreDot планирует использовать кремний, который намного дешевле, и ожидается, что эти прототипы появятся позже в этом году. Майерсдорф сказал, что стоимость будет такой же, как у существующих литий-ионных батарей.

«Узким местом сверхбыстрой зарядки больше не является аккумулятор», — сказал он.По его словам, теперь необходимо модернизировать зарядные станции и питающие их сети, поэтому они работают с BP. «BP имеет 18 200 АЗС, и они понимают, что через 10 лет все эти станции устареют, если они не перепрофилируют их для зарядки — батареи — это новое масло».

Десятки компаний по всему миру разрабатывают аккумуляторы с быстрой зарядкой, при этом Tesla, Enevate и Sila Nanotechnologies работают с кремниевыми электродами. Другие ищут другие соединения, такие как Echion, в котором используются наночастицы оксида ниобия.
Босс
Tesla Илон Маск написал в Твиттере в понедельник: «Производство аккумуляторных элементов является фундаментальным ограничителем скорости, замедляющим устойчивое энергетическое будущее. Очень важная проблема ».

«Я думаю, что такие быстрозаряжаемые аккумуляторы появятся на массовом рынке через три года, — сказал профессор Чао-Ян Ван из Центра технологий аккумуляторов и накопления энергии при Университете штата Пенсильвания в США. — Они не будут дороже. ; Фактически, они позволяют автомобилестроителям уменьшить размер бортовой батареи, при этом устраняя опасения по поводу дальности полета, тем самым значительно сокращая стоимость аккумуляторной батареи автомобиля.”

Research by Wang’s group разрабатывает основанная им компания EC Power. Он осторожно увеличивает температуру батареи до 60 градусов C (140 градусов F), что позволяет ионам лития двигаться быстрее, но позволяет избежать повреждения батареи, обычно вызываемого теплом. Он сказал, что это позволяет полностью зарядить аккумулятор за 10 минут.

Ван сказал, что новое исследование, опубликованное в понедельник в журнале Nature Energy, показало, что эта батарея может быть как доступной, так и устранять опасения относительно дальности. «Наконец-то мы достигли паритета с бензиновыми автомобилями по стоимости и удобству.У нас есть технология для электромобилей стоимостью 25 000 долларов, которые гоняются как роскошные спортивные автомобили, имеют возможность 10-минутной перезарядки и являются более безопасными, чем любые из существующих на рынке ».

Ван отметил, что быстрая зарядка также должна повторяться не менее 500 раз без ухудшения качества батареи, чтобы продлить срок ее службы, и что аккумуляторная батарея EC может повторить это 2500 раз. Майерсдорф сказал, что аккумулятор StoreDot можно заряжать 1000 циклов, сохраняя при этом 80 процентов первоначальной емкости.

Анна Томашевская, в Имперском колледже Лондона, U.К., который рассматривал аккумуляторы с быстрой зарядкой в 2019 году, был более осторожен в отношении скорости их внедрения. «Я думаю, что технологии [такие как StoreDot’s] могут начать выходить на рынок в ближайшие пять лет или около того. Однако, поскольку их производство будет сложнее и дороже, мы, скорее всего, поначалу увидим их только на нишевых рынках, ориентированных на высокую производительность и не столь чувствительных к цене, как электромобили », — сказала она.

Подпишитесь на рассылку The First 100

Будет ли Байден способствовать изменению климата? Получите еженедельный анализ действий федеральной политики в области климата в первые месяцы президентства Байдена.

Плохо ли быстрая зарядка постоянным током для вашего электромобиля?

Оказывается, не так сильно, как вы могли бы подумать.
Согласно веб-сайту Kia Motors, «частое использование быстрой зарядки постоянным током может отрицательно сказаться на производительности и долговечности аккумулятора, и Kia рекомендует минимизировать использование быстрой зарядки постоянным током».

Действительно ли опасна установка электромобиля на станцию быстрой зарядки постоянного тока для аккумуляторной батареи?

Как работает быстрая зарядка постоянным током

Общественные станции быстрой зарядки постоянного тока «Level 3» могут разряжать аккумулятор электромобиля до 80 процентов от его емкости примерно за 30-60 минут, в зависимости от автомобиля и температуры наружного воздуха (холодный аккумулятор заряжается медленнее, чем теплый).В то время как большая часть зарядки электромобилей осуществляется дома, быстрая зарядка постоянного тока может пригодиться, если владелец электромобиля может обнаружить, что индикатор состояния заряда становится слишком низким во время поездки. Расположение станций уровня 3 необходимо тем, кто отправляется в длительные поездки.

DC Fast Charging использует несколько конфигураций разъемов. Большинство моделей азиатских автопроизводителей используют так называемый разъем CHAdeMO (Nissan Leaf, Kia Soul EV), в то время как немецкие и американские электромобили используют комбинированный разъем SAE (BMW i3, Chevrolet Bolt EV), причем многие зарядные станции уровня 3 поддерживают оба типа.Tesla использует проприетарный разъем для доступа к своей высокоскоростной сети Supercharger, которая ограничена ее собственными автомобилями. Однако владельцы Tesla могут использовать другие общедоступные зарядные устройства через адаптер, который идет в комплекте с автомобилем.

В то время как в домашних зарядных устройствах используется переменный ток, который в автомобиле преобразуется в постоянный ток, зарядное устройство уровня 3 подает прямую энергию постоянного тока. Это позволяет заряжать автомобиль быстрее. Станция быстрой зарядки постоянно поддерживает связь с электромобилем, к которому она подключена.Он отслеживает уровень заряда автомобиля и выдает ровно столько мощности, сколько может выдержать автомобиль, которая варьируется от модели к модели. Станция регулирует подачу электроэнергии соответствующим образом, чтобы не перегружать систему зарядки автомобиля и не повредить аккумулятор.

После начала зарядки и прогрева автомобильного аккумулятора расход киловатт обычно увеличивается до максимальной потребляемой мощности автомобиля. Зарядное устройство будет поддерживать эту скорость как можно дольше, хотя она может упасть до более умеренной скорости, если автомобиль скажет зарядному устройству снизить скорость, чтобы не снизить срок службы батареи.Когда аккумулятор электромобиля достигает определенного уровня заряда, обычно 80 процентов, зарядка существенно замедляется до уровня 2. Это известно как кривая быстрой зарядки постоянного тока.

Влияние частой быстрой зарядки

Способность электромобиля воспринимать более высокие токи заряда зависит от химического состава аккумулятора. Общепринятое мнение в отрасли заключается в том, что более быстрая зарядка увеличивает скорость снижения емкости аккумулятора электромобиля. Тем не менее, исследование, проведенное Национальной лабораторией Айдахо (INL), показало, что, хотя аккумулятор электромобиля будет изнашиваться быстрее, если единственным источником питания является зарядка уровня 3 (что почти никогда не бывает), разница не особенно заметна.

INL протестировала две пары электромобилей Nissan Leaf 2012 модельного года, которые приводились в движение и заряжались дважды в день. Два были восполнены с помощью зарядных устройств уровня 2 на 240 вольт, подобных тем, что используются в гараже, а два других были доставлены на станции уровня 3. Каждого из них возили на публичные чтения в Фениксе, штат Аризона, в течение года. Они были испытаны в одинаковых условиях, с установкой климат-контроля на 72 градуса и одним и тем же набором водителей, пилотирующих все четыре автомобиля.Емкость аккумуляторной батареи автомобилей проверялась с интервалом в 10 000 миль.

После того, как все четыре тестовых автомобиля проехали 50 000 миль, автомобили Уровня 2 потеряли около 23 процентов своей первоначальной емкости аккумулятора, а автомобили Уровня 3 снизились примерно на 27 процентов. Leaf 2012 года имел средний запас хода 73 мили, что означает, что эти цифры представляют разницу всего в три мили без подзарядки.

Следует отметить, что большая часть испытаний INL в течение 12-месячного периода проводилась в чрезвычайно жаркую погоду в Фениксе, что по своей сути может сказаться на сроке службы батареи, равно как и глубокая зарядка и разрядка, необходимые для сохранения относительно короткого срока службы. ассортимент 2012 Листовой ход.

Вывод заключается в том, что, хотя зарядка постоянным током может влиять на срок службы аккумулятора электромобиля, она должна быть минимальной, особенно в том смысле, что она не является основным источником зарядки.

Метод быстрой зарядки помогает аккумуляторам электромобилей прослужить дольше

Тепло — враг аккумуляторных батарей электромобилей. И хотя высокопроизводительное вождение может на мгновение нагреть рюкзаки, несколько вещей, которые вы можете сделать с рюкзаком, приблизятся к потенциальному износу, вызванному зарядом, который вам понадобится в поездке по шоссе: быстрая зарядка постоянного тока.

Используя то, что они называют «тем же отраслевым методом быстрой зарядки, что и быстрые зарядные устройства, используемые на автомагистралях», исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде изучили повреждения одного вида электромобилей — Panasonic NCR 18650B, аналогичных тем, которые используются в Tesla Model S и X — и предложили новый алгоритм, в первую очередь ориентированный на внутреннее сопротивление отдельных ячеек.

Групповой документ, опубликованный в Energy Storage, , предлагает то, что он называет новым методом поддержания низких температур, с меньшими шансами преждевременной потери элементов или их емкости.

Зарядное устройство для электромобилей с комбинированной зарядкой (CCS)

По словам исследователей, батареи, заряженные стандартным отраслевым методом зарядки, разряжаются до 80 процентов от своей первоначальной емкости всего за 25 циклов зарядки, в то время как батареи, заряженные с помощью метода внутреннего сопротивления, разработанного исследовательской группой, продержались 36 циклов зарядки, прежде чем дошли до этого уровня разложения. эффективно увеличивает срок службы упаковки и долговечность клеток.

Говоря о сопротивлении, в документе объясняется, что батареи, циклически перезаряжаемые в соответствии с существующими стандартами быстрой зарядки, показали увеличение внутреннего сопротивления на 78% после 120 циклов, в то время как быстрая зарядка на основе внутреннего сопротивления привела только к увеличению на 29% по сравнению с столько циклов.

Обеспечение безопасности камер

Далее они отметили, что при обычных стратегиях быстрой зарядки температура повышалась, и корпуса ячеек треснули после 60 циклов зарядки, что подвергало их большему риску возгорания, в то время как элементы, использующие метод внутреннего сопротивления, не показали физических повреждений и держали при более низких температурах.

Используя свой алгоритм, команда заявляет о более высоких показателях безопасности и более длительном сроке службы батареи. «Наш альтернативный алгоритм адаптивной быстрой зарядки уменьшил потерю емкости и устранил трещины и изменения в составе коммерческих аккумуляторных элементов», — сказал исследователь Дженгиз Озкан.

Сравнение быстрой зарядки на основе внутреннего сопротивления со стандартным методом — исследование UC Riverside

Проще говоря, адаптивный алгоритм исследователей проверяет внутреннее сопротивление во время зарядки и адаптирует скорость. Тепло и разрушение элементов связаны с этим одним фактором. Как объясняют авторы, «эта работа может проложить путь к оптимизации методов быстрой зарядки, чтобы обеспечить срок службы и безопасность различных типов литий-ионных батарей.

Исследователи сравнили его с промышленным методом быстрой зарядки постоянного тока-постоянного напряжения (CCCV), который означает, что зарядное устройство применяет постоянный ток до тех пор, пока аккумулятор не достигнет заданного напряжения; тогда напряжение остается постоянным, в то время как ток постепенно снижается, пока он не достигнет полного заряда.В более поздних версиях на некоторых транспортных средствах этой стратегии было добавлено больше шагов для увеличения срока службы батареи.

Шаг в правильном направлении, но, скорее всего, не такой огромный скачок, как кажется

Звездочка означает, что большинство производителей электромобилей больше не используют этот метод по номинальной стоимости; вместо этого они используют весьма изменчивый метод, основанный на широком диапазоне деталей.
Например,
Tesla основывает норму на температуре окружающей среды, температуре упаковки, состоянии ячейки и упаковки, а также от того, как используется упаковка, и ее возраста, среди других факторов.
Быстрая зарядка постоянным током
Tesla — Supercharging — не следует определенной кривой заряда, но компания отмечает, что скорость заряда аккумулятора будет снижаться, «когда его состояние меняется с использованием и возрастом». В нем говорится, что пиковая скорость «будет зависеть от размера и возраста аккумуляторной батареи, состояния заряда и условий окружающей среды».

Завод Tesla Supercharger в Роклине, Калифорния, до расширения [фото: Джордж Парротт]

Чтобы помочь сохранить состояние ячеек, он также немного снизит пиковую скорость зарядки после «большого количества сеансов высокоскоростной зарядки, например, в Supercharger.”
Автомобили Tesla
способны контролировать состояние упаковки вплоть до уровня ячейки, и теперь Tesla предлагает через экран интерфейса предложения о том, как поддерживать работоспособность упаковки в лучшем виде с помощью предустановленных пределов заряда и попеременной зарядки переменного и постоянного тока.

Аналогичным образом Audi сообщила Green Car Reports , что для точной настройки кривой заряда для любого сеанса быстрой зарядки она отслеживает температуру отдельных модулей в своем блоке E-Tron, а также внутреннее сопротивление на уровне ячеек. .

Такой алгоритм может оказаться более полезным там, где такой сложный мониторинг еще не существует — например, в экономичных электромобилях для развивающихся рынков.

Исследователи подали заявку на патент на «алгоритм быстрой зарядки с адаптивным внутренним сопротивлением» и, возможно, попытаются лицензировать его для автопроизводителей.

Электромобиль заряжается так же быстро, как бензин, но препятствия остаются

Современный электромобиль, шасси, рентгеновский аппарат, батарея в студии, штриховая графика, 3d визуализация
getty
Скоро вы сможете заряжать свой электромобиль так же быстро и легко, как и при традиционной заправке бензином.Проблема в том, что «скоро», скорее всего, будет через 4, а может быть и 8 лет или больше.

Когда и если это произойдет — придется преодолеть множество трудных препятствий, поскольку технология, которая работает в лаборатории, должна быть расширена для массового производства — последняя причина не покупать электромобиль исчезнет, поскольку в настоящее время другие серьезные препятствия будут беспокойство о цене и ассортименте. Нам обещают еще более низкие цены на электромобили и больший запас хода. Недавние новости о более быстрой зарядке аккумуляторов взволновали провидцев электромобилей.

Израильский магазин StoreDot утверждает, что его 5-минутное заполнение становится все ближе благодаря усовершенствованной литий-ионной технологии. Заявления StoreDot подтверждаются его серьезным кругом финансовых спонсоров, в том числе BP, материнской компанией Mercedes Daimler, TDK из Японии и Samsung из Кореи. После недавнего отчета об этом заявил генеральный директор StoreDot Дорон Майерсдорф.

«Мы находимся на пороге революции в области зарядки электромобилей, которая устранит критический барьер для массового внедрения электромобилей.”

Однако неясно, какова длина куспида.

Solid Power of the USA при поддержке Ford Motor Co заявила, что делает успехи в следующем шаге в области технологий, твердотельных аккумуляторов, и надеется достичь стадии массового производства, вероятно, в 2027 году.

Renault ZOE. (Фото Патрика Плеула / фото альянса через Getty Images)
dpa / изображение альянса через Getty Images
Американский стартап QuantumScape при поддержке Volkswagen работает над аккумулятором, который будет содержать твердые, а не жидкие электролиты и металлический литий, чтобы создать более плотный и безопасный элемент.Эти батареи могут быть доступны немного раньше и могут появиться через 3 года.

И еще есть обещание Toyota, которая играла в свои карты близко к груди, вкладывая значительные средства в передовые аккумуляторные технологии. Toyota, похоже, недостаточно привержена разработке аккумуляторных электромобилей, одновременно продвигая чудеса автомобилей на водородных топливных элементах, но считается, что до большого прогресса в области твердотельных аккумуляторов осталось всего пара лет.

Твердотельные батареи могут производить на 45% больше энергии, чем батареи, использующие жидкие электролиты, в то время как негорючие твердые электролиты исключают риск возгорания, которому угрожают современные технологии.Ожидайте увидеть эти батареи первыми в элитных и дорогих электромобилях дальнего действия.

Европа оказалась в темноте в гонке по созданию батарей для электрической революции. По данным инвестиционного банка UBS, на его долю приходится всего около 3% мирового производства аккумуляторных элементов, и Европейский союз (ЕС) хочет поднять этот показатель до 25% к 2030 году. Ранее на этой неделе ЕС, как сообщается, одобрил 3,5 миллиарда долларов для поддержки производства аккумуляторы, при этом субсидии идут BMW, Stellantis (новый продукт слияния Groupe PSA-FCA) и Tesla.Итак, когда будут разработаны новые технологии аккумуляторных элементов, не будет недостатка в капитале для продвижения проектов.

И Европа собирается стать мировым лидером на рынке электромобилей на аккумуляторных батареях (BEV). По данным IHS Markit, рыночная доля BEV в ЕС увеличится с 2,1% в 2019 году до 19,1% в 2025 году и 30,0% в 2030 году. В 2020 году общий рынок автомобилей и внедорожников в ЕС составлял чуть менее 10 миллионов. Доля рынка BEV в Китае к 2030 году достигнет 24,2%, в то время как в США она достигнет только 15%, говорится в прогнозе IHS Markit, составленном до того, как администрация Байдена объявила о своей новой зеленой политике.

Профессор Дэвид Гринвуд из британского Уорикского университета сказал, что успех электромобилей и внедорожников зависит от повсеместной сети зарядки и аккумуляторов, которые позволяют быстрее заряжать электроэнергию. Батареи большего размера не понадобятся, если водители электромобилей избавятся от беспокойства по поводу дальности полета, зная, что они всегда находятся всего в нескольких минутах или около того от зарядного устройства, которое работает так же быстро, как бензин.

Насколько мы близки к тому, чтобы аккумулятор с быстрой зарядкой стал доступен широкой публике?

Toyota Mirai работает на водороде.Toyota может удивить всех своей твердотельной батареей … [+] прорыв. (Фото ЧАРЛИ ТРИБАЛЛЕО / AFP через Getty Images)
AFP через Getty Images
«Есть много компаний, дающих впечатляющие результаты испытаний в лаборатории, но с технологиями, которые еще нельзя масштабировать. Существует большой разрыв между созданием батареи, которая работает в лаборатории, и на рынке. Вы можете показать процесс, который может создавать сотни ячеек, но он должен быть способен производить десятки миллионов. Для аккумуляторных батарей второго поколения, а также для новых твердотельных батарей, для достижения научной и технической осуществимости для массового производства потребуется от 5 до 8 лет, пока потребители не получат их », — сказал Гринвуд.

Грэм Эванс, аналитик IHS Markit, согласен с тем, что произошел большой скачок от лаборатории к потребителю, но он немного более оптимистичен в отношении сроков: твердотельные устройства станут доступны на массовом рынке к 2025 году, а к 2025 году они появятся в небольших количествах. 2023.

«Это огромный скачок от лаборатории к установке в автомобиле. Он должен работать при экстремальных температурах, тяжелых условиях вождения, регулярной быстрой зарядке, и это представляет собой огромную проблему и большую неизвестность для любой технологии прямо сейчас.Работа при низких температурах представляет собой серьезное испытание. Это может сработать в лаборатории, но как насчет испытательного трека за Полярным кругом », — сказал Эванс.

Эванс отмечает, что большая часть зарядки электромобилей первоначально будет происходить дома и может быть распределена в течение ночи с относительно незначительным влиянием на энергосистему, но по мере расширения владения и включения бизнес-пользователей, путешествующих, возможно, от 200 до 300 миль в день, быстро- сеть зарядки станет более важной. Это создаст новые проблемы, потому что устройства быстрой зарядки требуют гораздо больше энергии от сети и очень дороги в установке.Из-за этого будет сложно обеспечить много реальных зарядных станций, и, вероятно, будет наблюдаться большое скопление очередей, что не будет хорошей рекламой для тех, кто заправляет свои автомобили с двигателями внутреннего сгорания бензином и становится свидетелем этого.
Аналитик
Frost & Sullivan Праджйот Сате ожидает, что новая аккумуляторная технология появится на рынке через 4–5 лет.

Нагнетательная станция Tesla (Фото Марка Рейнштейна / Corbis через Getty Images)
Corbis через Getty Images
«Трудно назвать одну компанию, так как более 50 работают над технологиями быстрой зарядки, включая разработку зарядных станций, аккумуляторов и технологий зарядки.Технология быстрой зарядки будет ключевой в будущем зарядки электромобилей, поскольку 100% производителей транспортных средств переходят на быструю зарядку, независимо от того, будет ли это электромобиль с аккумулятором или подключаемый гибридный электромобиль », — сказал Сате.

Гринвуд из Уорикского университета считает, что выработка электроэнергии вряд ли станет проблемой для зарядки домашних электромобилей.

«У нас достаточно энергии из сетей ветровой, ядерной и возобновляемой генерации. Проблема заключается в дистрибутиве, который не обновлялся десятилетиями.Электропроводка в доме и местные подстанции будут нарушены », — сказал Гринвуд.

Но на рынке электромобилей в целом эти батареи с новыми технологиями изменят правила игры.

«Нам необходимо разработать и интегрировать в автомобиль аккумуляторную систему, основанную на смеси твердотельных элементов с высокой плотностью энергии и элементов с высокой плотностью мощности. Эти новые типы аккумуляторов более эффективны, имеют лучшее хранилище энергии, компактный корпус и возможность быстрой зарядки. Нам необходимо предоставить решение с более простой системой охлаждения, уменьшенной специальной структурой разрушения батареи, уменьшенным временем зарядки для электрического диапазона до 500 км (312 миль) и экономией веса до 10% по сравнению с существующими решениями. — сказал Гринвуд.

«С технической точки зрения есть много надежд. Несколько компаний предлагают технологии вне лаборатории и предоставляют то, что мы ищем, — зарядку в течение 5–10 минут, — но проблема заключается в масштабной индустриализации, и обычно это происходит через 5–8 лет », — сказал Гринвуд.

Ученые обнаружили, что быстрая зарядка разрушает аккумуляторы электромобилей

Для водителей электромобилей, которым не хватает времени, точки быстрой зарядки являются благом для минимизации вынужденных остановок.Но ученые обнаружили, что постоянное использование мощных точек быстрой зарядки может сократить срок службы автомобильных аккумуляторов электромобилей.
Инженеры
из Калифорнийского университета в Риверсайде (UCR) говорят, что коммерческие станции быстрой зарядки подвергают автомобильные аккумуляторы электромобилей воздействию высоких температур и сопротивления, что может привести к растрескиванию, утечке и потере емкости аккумуляторов.

[Прочтите: VW хочет, чтобы его электромобили стали частью электросети при зарядке]

В качестве контроля группа инженеров и ученых зарядила набор литий-ионных цилиндрических элементов Panasonic (подобных тем, что используются в блоках питания Tesla), используя тот же метод, который используется на многих общественных станциях быстрой зарядки.

Исследователи также зарядили набор ячеек, используя новый протокол на основе алгоритма, который заряжает батареи как можно быстрее, но учитывает внутреннее сопротивление батареи.

По словам инженеров, высокое внутреннее сопротивление в аккумуляторе может вызвать проблемы при зарядке. Если их не устранить, элементы батареи могут быть необратимо повреждены.

Чтобы предотвратить такое возможное повреждение, предлагаемый UCR метод зарядки отключается, когда внутреннее сопротивление становится слишком высоким.Теоретически это ограничивает повреждение клеток.

Срок службы батареи значительно сокращен

При использовании стандартного в отрасли процесса зарядки емкость аккумулятора снизилась на 40% после 40 циклов зарядки. Однако при использовании метода, основанного на внутреннем сопротивлении, емкость батареи уменьшилась примерно на 20% к 40-му циклу зарядки.

По словам исследователей, стандартный процесс эффективно уничтожает аккумуляторы всего за 25 циклов зарядки. Автомобильный аккумулятор электромобиля считается разряженным, если он составляет менее 80% от его первоначальной общей емкости.
Предоставлено: Ozkan Lab / UCR . После 60 циклов быстрой зарядки аккумуляторы электромобилей начинают разряжаться. В некоторых случаях клетки треснули и обнажили свои внутренние компоненты.
После 60 циклов зарядки в соответствии с отраслевым стандартом, элементы начали трескаться, обнажая внутренние компоненты. В крайнем случае этого может быть достаточно, чтобы вызвать пожар.

Если вы водитель электромобиля, который наслаждается удобством быстрой зарядки, есть несколько вещей, которые вы можете сделать на всякий случай.

Команда UCR Battery Team рекомендует свести к минимуму использование коммерческих устройств быстрой зарядки, подзаряжать электромобиль до того, как батарея полностью разрядится, и не перезаряжать.

На самом деле, большинство людей редко заряжают свой электромобиль с нуля до полного заряда. Но хорошо знать, что это не самая лучшая привычка.

Исследователи недавно опубликовали полные результаты своих исследований в журнале Energy Storage. Полный текст их исследовательской статьи можно прочитать здесь.

Опубликовано 13 марта 2020 г. — 14:59 UTC

5 лучших стартапов с быстрой зарядкой аккумуляторов, влияющих на энергию

Наши аналитики по инновациям недавно изучили новые технологии и перспективные стартапы, работающие над решениями для энергетического сектора.Поскольку большое количество стартапов работает над широким спектром решений, мы хотим поделиться с вами своими мыслями. На этот раз мы рассмотрим 5 многообещающих стартапов с быстрой зарядкой аккумуляторов.

Тепловая карта: 5 лучших стартапов с быстрой зарядкой аккумуляторов

Для наших 5 лучших выборов мы использовали метод скаутинга стартапов на основе данных для определения наиболее актуальных решений в мире. В приведенной ниже глобальной тепловой карте стартапов приведены 5 интересных примеров из 175 подходящих решений. В зависимости от ваших конкретных потребностей, ваш лучший выбор может выглядеть совершенно иначе.

Увеличить

Какие стартапы разрабатывают другие 170 решений?

Addionics — 3D наноструктурные катоды

Постоянно растущее использование бытовой электроники, более широкое внедрение электромобилей (EV) и достижения в области возобновляемых источников энергии вызывают потребность в хранении энергии. Трехмерная (3D) наноструктура катодов аккумуляторных батарей обеспечивает более быструю зарядку и разрядку без потери емкости накопителя энергии. Помимо возможности быстрой зарядки, он увеличивает срок службы существующих литий-ионных батарей.Батареи с катодами с трехмерной наноструктурой сочетают в себе мощность, подобную конденсатору, с энергией, подобной батарее, для достижения большой емкости и большого тока.

Addionics — британский стартап, который производит аккумуляторные батареи большой мощности и большой емкости с металлическими коллекторами 3D с низким сопротивлением. Их запатентованный метод 3D-изготовления металла увеличивает производительность, пробег, безопасность, стоимость и время зарядки аккумуляторов. Это сокращает время зарядки вдвое и увеличивает запас хода на высокой скорости для электромобилей.

StoreDot — Organic Compounds

Батареи нового поколения отличаются более высокой плотностью энергии, большей емкостью и использованием более дешевых, безопасных и экологически чистых материалов. В новых типах аккумуляторов используется та же технология зарядки-разрядки, что и в литиевых батареях, в виде кресла-качалки, где ионы лития заменяются ионами других металлов, таких как натрий, магний или алюминий. Органические соединения не содержат вредных и дорогих тяжелых металлов. Однако они растворяются в жидких электролитах, что делает органические электроды нестабильными.

Американский стартап StoreDot разрабатывает аккумуляторы с быстрой зарядкой для мобильных устройств и электромобилей. Их технология объединяет нанотехнологии с запатентованным органическим синтезом для производства флеш-батарей с низким внутренним сопротивлением (ESR) и высокой плотностью энергии. Их решения полностью заряжают мобильный телефон или электромобиль за 5 минут.

GB Батареи — адаптивная импульсная зарядка

Двумя общими ограничениями технологий быстрой зарядки являются быстрая деградация батареи и сокращение срока службы.Адаптивный импульсный метод зарядки и разрядки литий-ионных и литий-полимерных батарей определяет перезаряд, недозаряд, нормальные и ухудшенные рабочие условия. Он регулирует часть емкости перезарядки до емкости разряда, чтобы продлить срок службы батареи, сохраняя при этом элементы батареи в состоянии высокого заряда. Эта технология устраняет барьер длительного времени зарядки и ускоряет внедрение электромобилей.

GBatteries — это канадский стартап, который разрабатывает основанную на искусственном интеллекте технологию (AI) для быстрой зарядки литий-ионных батарей без какого-либо ущерба для срока службы.Их адаптивный алгоритм импульсной зарядки работает в периоды более низкого импеданса. В результате батареи не нагреваются во время сверхбыстрой зарядки. Они используют стандартное оборудование и запатентованную архитектуру для генерации точно сконструированных импульсов на высоких частотах.

Батареи Гейзер — водная электрохимия

В современных литий-ионных батареях высокой энергии используются графитовые аноды и катоды из оксидов переходных металлов в жидких электролитах. Быстрая зарядка этих батарей снижает их электрохимические характеристики и снижает безопасность.Однако альтернативы на основе водной электрохимии демонстрируют емкостные характеристики двойного электрического слоя и способствуют быстрой зарядке.

Финский стартап Geyser Batteries предлагает мощные и надежные решения для хранения энергии на основе запатентованной водной электрохимии. Они обеспечивают стабильную мощность во время циклов глубокого разряда при сверхвысокой мощности в экстремальных условиях окружающей среды. В их продуктах используются широко доступные химические материалы и вода в качестве растворителя, чтобы объединить накопление энергии в батареях с долговечностью и мощностью суперконденсаторов в единой электрохимической системе.

InvertedPower — Быстрая зарядка постоянным током

Быстрая зарядка постоянным током (DC) преобразует переменный ток (AC) в постоянный, что значительно сокращает время зарядки. Технология позволяет обойти бортовое зарядное устройство электромобилей и направить этот постоянный ток непосредственно на аккумулятор. Таким образом, зарядка не ограничивается производительностью встроенного зарядного устройства и выполняется намного быстрее.

InvertedPower, стартап из Австралии, разрабатывает и лицензирует технологии мультимодального преобразования энергии для зарядных станций для электромобилей.Их встроенное зарядное устройство является недорогим решением для быстрой зарядки постоянным током. Он повторно использует мощную электронику тягового привода для выполнения сверхбыстрой быстрой зарядки, когда автомобиль подключен к источнику питания. Более того, это значительно снижает стоимость создания инфраструктуры зарядки электромобилей.

А как насчет других 170 решений?

Хотя мы считаем, что данные являются ключом к созданию аналитических данных, они могут быть легко ошеломлены. Мы стремимся создать исчерпывающий обзор и предоставить действенную информацию об инновациях для подтверждения концепции (PoC), партнерства или инвестиционных целей.Представленные выше 5 стартапов с быстрой зарядкой аккумуляторов являются многообещающими примерами из 175, которые мы проанализировали в этой статье. Свяжитесь с нами, чтобы найти наиболее подходящие решения на основе ваших конкретных критериев и стратегии сотрудничества.

Как пользоваться автомобильным зарядным устройством?

Введение
Использовать автомобильное зарядное устройство очень просто. Если вы будете следовать инструкциям на зарядном устройстве и принять все необходимые меры безопасности, у вас не будет никаких проблем.Убедитесь, что вы используете зарядное устройство с силой тока, подходящей для аккумулятора, который необходимо заряжать. Всегда лучше использовать интеллектуальное автомобильное зарядное устройство, так как оно предотвратит перезарядку и обратную поляризацию.

Зарядка автомобильного аккумулятора 2 ампера или 10 ампер

Самые простые автомобильные зарядные устройства предлагают заряд в 2 ампера, а поскольку сила тока настолько мала, что потребуется не менее 24 часов зарядки для зарядки 48 ампер, ваша батарея должна полностью зарядиться, если она была полностью разряжена.Существует широкий спектр зарядных устройств для аккумуляторов от 2 до 10 ампер, и чем выше выходная сила тока автомобильного зарядного устройства, тем быстрее вы сможете зарядить аккумулятор.

Автомобильный аккумулятор вмещает около 48 ампер, и он будет заряжаться со скоростью около 1 ампер в час. Принимая это во внимание, вы можете рассчитать, сколько времени потребуется для зарядки аккумулятора, используя различные значения силы тока на зарядных устройствах вашего автомобиля.

Если вы собираетесь заряжать аккумулятор на 10 А, он будет заряжаться довольно быстро, и вы должны обязательно выключить зарядное устройство через 1–4 часа, чтобы не перезарядить аккумулятор и не повредить его.Существуют зарядные устройства, которые автоматически понижают ток до более низкой силы тока, когда аккумулятор полностью заряжен, они служат для поддержания постоянного заряда, чтобы ваша батарея оставалась на заряженном уровне.

Зарядка автомобильного аккумулятора, когда он еще подключен

Вы можете оставить аккумулятор подключенным во время зарядки, если используете капельное зарядное устройство, которое предназначено для поддержания определенного уровня заряда аккумулятора в течение продолжительных периодов времени. Если вы используете полностью заряженный аккумулятор, по соображениям безопасности лучше не оставлять аккумулятор подключенным, пока он остается подключенным.

Очевидно, что если вы пытаетесь завести автомобиль на обочине дороги, извлечение аккумулятора нецелесообразно, и вполне безопасно выскочить из аккумулятора, пока он все еще подключен к автомобилю. Также хорошо иметь в виду, что если вы отключите аккумулятор, вы, вероятно, потеряете свой радиокод, а также код безопасности на некоторых автомобилях.

Зарядка автомобильного аккумулятора Overnigh
t
С новыми интеллектуальными автомобильными зарядными устройствами для зарядки автомобильного аккумулятора на ночь больше не проблема.Эти интеллектуальные зарядные устройства будут заряжать вашу батарею примерно до 80%, а затем переключатся на непрерывный заряд, чтобы полностью зарядить батарею, что занимает много времени. Как только батарея достигнет своей емкости, они автоматически выключатся и будут контролировать заряд в вашей батарее, и включатся снова, только если заряд упадет ниже определенного уровня.

Если вы заряжаете аккумулятор с помощью высоковольтного зарядного устройства, которое не является интеллектуальным зарядным устройством, предлагающим другую силу тока и возможность обслуживания аккумулятора, тогда не рекомендуется заряжать аккумулятор на ночь, поскольку вы рискуете перезарядить, что приведет к повреждению вы аккумулятор.

Также важно убедиться, что вы заряжаете аккумулятор в хорошо вентилируемом месте, и убедитесь, что вы действительно ослабили вентиляционные колпачки, которые позволят газам, выделяемым аккумулятором во время зарядки, уйти, что является необходимой мерой безопасности.

Как использовать зарядное устройство 12v

Использование зарядного устройства на 12-вольтовой батарее аналогично использованию зарядного устройства для других батарей с силой тока. Вы должны убедиться, что у вас есть зарядное устройство, которое может правильно заряжать аккумулятор на 12 В, что является стандартным напряжением для автомобиля.Зарядное устройство на 10 А лучше всего использовать с аккумулятором на 12 В, чтобы заряжать его быстро и эффективно. Конечно, вы можете использовать более высокую силу тока, чтобы получить действительно быструю зарядку. Заряд на 80 А зарядит ваш автомобильный аккумулятор на 12 В за час, а заряд на 40 А зарядит его в течение 1–4 часов, в зависимости от того, насколько разряжена ваша батарея вначале.

При использовании зарядных устройств с более высоким током необходимо следить за тем, чтобы не перезарядить аккумулятор и не повредить его. Обязательно отключите зарядное устройство после завершения зарядки аккумулятора, если только вы не используете интеллектуальное зарядное устройство, которое автоматически уменьшит ток при достижении полной зарядки.

Быстрая зарядка автомобильного аккумулятора — Морской флот

Общие условия проведения процедуры и обеспечения безопасности

Порядок зарядки батареи

Быстрая подзарядка

Как быстро зарядить автомобильный аккумулятор

Как быстро зарядить аккумулятор автомобиля зарядным устройством

Как быстро зарядить необслуживаемый аккумулятор

Вот была история…

Что произошло?

Мистика на продажу

Что говорит наука?

Тонкости зарядки аккумулятора

Простой подбор автозапчастей

Рекомендации по зарядке | Аккумулятор Galaxy |

Проверьте характеристики зарядки вашего устройства.

Как заряжать аккумулятор с помощью зарядного устройства

Зарядка мото аккумулятора

Зарядка мото батареи

Процесс зарядки кислотных мото аккумуляторов

Гелевые и AGM мото аккумуляторы

Реанимация при чрезмерном саморазряде

О быстрой зарядке аккумуляторов электромобилей

Зачем нужна быстрая зарядка аккумуляторов

Архитектура быстрого зарядного устройства

Контроль, связь и безопасность

Заключение

Наши информационные каналы

Как выбрать зарядное или пуско-зарядное устройство для аккумулятора автомобиля — практические советы.

Часто задаваемые вопросы

Произведено аккумуляторных батарей для электромобилей с 5-минутным временем зарядки

Подпишитесь на рассылку The First 100

Плохо ли быстрая зарядка постоянным током для вашего электромобиля?

Как работает быстрая зарядка постоянным током

Влияние частой быстрой зарядки

Метод быстрой зарядки помогает аккумуляторам электромобилей прослужить дольше

Электромобиль заряжается так же быстро, как бензин, но препятствия остаются

Ученые обнаружили, что быстрая зарядка разрушает аккумуляторы электромобилей

Срок службы батареи значительно сокращен

5 лучших стартапов с быстрой зарядкой аккумуляторов, влияющих на энергию

Тепловая карта: 5 лучших стартапов с быстрой зарядкой аккумуляторов

Addionics — 3D наноструктурные катоды

StoreDot — Organic Compounds

GB Батареи — адаптивная импульсная зарядка

Батареи Гейзер — водная электрохимия

InvertedPower — Быстрая зарядка постоянным током

А как насчет других 170 решений?

Как пользоваться автомобильным зарядным устройством?

Зарядка автомобильного аккумулятора 2 ампера или 10 ампер

Зарядка автомобильного аккумулятора, когда он еще подключен

Зарядка автомобильного аккумулятора Overnigh

Как использовать зарядное устройство 12v

Добавить комментарий Отменить ответ