リポリチウム電池

電気輸送(リポ)VS熱(ガソリン):バッテリーを選択するための基準と比較計算

電気輸送の性能は、バッテリーの品質に大きく依存します。 それは現在、電気推進の開発を制限する本当のアキレス腱であり、海上および…もちろんその空気としての道路輸送においても同様です。 現在市場に出回っているリチウムポリマー電池の性能について、覚えておくべき数桁の最新技術を簡単に紹介します。その一部は石油燃料(この場合はガソリン)と比較されます。
言い換えれば、輸送に適したバッテリーの特徴は何ですか?

a)良好な質量エネルギー容量(kWh / kg)

良いkWh / kg比は、単位質量あたりのエネルギーを蓄える能力です…現在の最高のLiposは0.2 kWh / kgですが、それでもまだ低いです! 比較すると、ガソリンは13 kWh / kgを供給し、「タンクまたはバッテリーからホイールまたはプロペラまで」のエネルギーサイクルのそれぞれの歩留まりを補正すると、ガソリンにはまだ20倍以上のエネルギーが含まれています。 kgあたりの有用..。

1 kgのリポの有効エネルギー:200 * 0.8 = 160 Wh / kg(収率80%)

1 kgのガソリンの有効エネルギー:13 * 0.3 = 3900 Wh / kg(30%の効率で)

比率:3900/160 = 24ガソリンを支持!

20桁の大きさを保持できます。

b)良好な体積エネルギー容量(kWh / L)

理由は、特定の容量の場合と同じです。 現在、Lipoバッテリーは350〜380 Wh / L(メーカーデータ)です。

本質的に、リターンの修正は8倍高くなります。 実際、1Lのガソリンには9.7kWhまたは2.9kWhの有用/ Lが30%の効率で含まれています。

比率:2900/365 = 8

10桁の大きさを保持できます。

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それにもかかわらず、ブラシレス電気モーターの出力密度(kW / L)とその比出力(kW / kg)は、熱よりもはるかに大きくなります(極端な場合を除く…)。 これは、石油燃料と比較して、これらの低エネルギー貯蔵容量を部分的に補償します(しかし完全に補償することにはほど遠いです)...

c)強い放電電流(A)を供給できるため、興味深い電力(WまたはkW)

バッテリーが損傷することなく、安定した電力を維持しながら、強い放電電流を長時間与えることができる能力です。 強力な放電電流を供給できることは、前世代のバッテリーと比較してリチウムバッテリーの大きな進歩です(特に鉛バッテリー...それに直面して、XNUMX年以上前のものです!)

良好な電流6S22.2V 5000mAh LiPoの放電電流容量は20〜30Cです。これは、最大放電電流がその容量の30倍または30 * 5 = 150Aであることを意味します。 全負荷時の電圧降下の22.2%を保持することにより、5 * 0.9 * 30 * 3000 = 10Wの電力が得られるため、係数は0.9になります。

これは800gのバッテリーで非常に興味深いです! しかし、明らかに、バッテリーが空になってから2分13秒経ってもそれほど長くは続きません。

石油燃料との比較は難しく、熱エンジンとしての出力を上げるには、消費される燃料と酸化剤の変位と流量を増やすだけで十分です。 したがって、ここでの比較はほとんど意味がありません...

d)高充電電流(A)

Lipoは0.5Cから2Cの間で充電し(したがって、容量に関係なく2時間から30分の間...充電器の電力制限のみがカウントされます)、寿命を最適化するために充電を合計する必要があります(最後の%が重要です)弱い電流で行われるため:スマートフォンを見てください、ゆっくり進むのは彼らです)

したがって、負荷はせいぜい放電よりも15倍遅くなります。

ここでも、石油との比較は無関係であり、ほとんど意味がありません。50Lの車のタンク、つまり約500 kWhの「総」エネルギーは、2分未満、つまり250kWh以上で満たされます。 900分あたりまたは1MJ /分(3.6 kWH = 15 MJ)…または15MJ / sまたは…XNUMXMW! 出力を補正しても、これは莫大な等価充電電流になります...

e)良好な耐用年数:サイクル数または動作時間

リチウム電池は一般的に1000サイクル与えられます…実際にはそれは一般的に少なく、メンテナンスに大きく依存しています。

少しの情報と実際の経験のフィードバックが不足しています...たとえば、私はまだ4年を超えたスマートフォンを使用しており、バッテリー容量はまだかなり「良好」です(容量の約50%と言います)。初期)…したがって、1000サイクルを超えており(ただし、サイクルは必ずしも完了しているとは限りません)、動作可能です。

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通常、HSバッテリーは、初期容量の「わずか」70%に達したときに考慮されます...

ここでは、ヒートエンジンの寿命と比較する必要があります…。15年前、車のエンジンのサイズは5000時間…つまり250 km / hで000kmであると教えられました。平均。 それ以来、数は減ったと思います...

f)保存されたkWhでの価格

Tesla Powerwallが発表されました 太陽太陽光発電/テスラ・パワーウォール・収益-t13891.html 3500kWhで10ドル…または350ドル/ kWh(すべて含まれています:管理付き、ボックス…)。

バッテリー単価は250 $ / kWhと推定できます。
一般の人々にとって、小型バッテリー(容量の約200Wh)の現在の最良価格はせいぜい300€/ kWhです。

私達は同じ価格帯にいます。

しかし、バッテリーの品質は他のものではありません...テスラのものは彼らのフィードバックを与えられてトップにならなければなりません。

一方、ガソリンは2 kWhで10ユーロ未満で販売されています…まあ、彼らが言うように絵はありません!

しかし、ガソリンはもちろん一度しか使用できず、たとえば太陽エネルギーで100%持続可能な方法で再充電することはできません...(数百万年以上の場合でも...)

g)この比較を完了するには、環境、CO2、具体化されたエネルギー、リサイクルなどについても言及されますが、これらの基準はより主観的であり、測定および推定が困難であるため、さらに多くの調査が必要になります。プッシュ…石油燃料(間接費…)とバッテリーの両方…

詳細: 2016年末のバッテリーの最新技術に関する議論 et forum 電気輸送で

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