電気輸送のパフォーマンスはバッテリーの品質に大きく依存します。 これは現在、道路、海上輸送、そして...もちろん空中でも、電気推進の開発を制限する本当のアキレス腱です。 現在市販されているリチウムポリマー電池の性能に関する最先端の情報を、覚えておくべき数桁の規模で簡単に紹介します。その一部は石油燃料 (この場合はガソリン) と比較されています。
言い換えれば、輸送に適したバッテリーの特徴は何でしょうか?
a) 優れた質量エネルギー容量 (kWh/kg) がある
適切な kWh/kg 比とは、単位質量あたりのエネルギーを蓄える能力です。現在の Lipos の最高の値は 0.2 kWh/kg ですが、これはまだ低いです。 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車輪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収量を補正しても、ガソリンには依然として 20 kg あたり XNUMX 倍以上の有用なエネルギーが含まれています…
Lipo 1 kg の有効エネルギー: 200*0.8 = 160 Wh/kg (効率 80% の場合)
ガソリン 1 kg の有効エネルギー: 13 * 0.3 = 3900 Wh/kg (効率 30% の場合)
比率: 3900/160 = 24 ガソリンを支持します!
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b) 優れた体積エネルギー容量 (kWh/L) があること
推論は質量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、修正利回りは 8 倍高くなります。 実際、1L のガソリンには 9.7 kWh、つまり 2.9% の効率で 30 有用 kWh/L が含まれます。
比率: 2900/365 = 8
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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) および比出力 (kW/kg) は、(極端な場合などを除いて) サーマルモーターよりもかなり高くなります。 これは、石油燃料と比較してエネルギー貯蔵能力が低いことを部分的に補います (ただし、完全には補えません)。
c) 高い放電電流 (A) を提供できるため、興味深い電力 (W または kW) が得られます。
バッテリー自体を損傷することなく、安定した電力を維持し、強力な放電電流を長時間供給できるバッテリーの容量です。 強力な放電電流を提供できることは、前世代のバッテリー (特に鉛バッテリー…XNUMX 年以上前のものであることを認めなければなりません!) と比較して、リチウム バッテリーの大きな進歩です。
良好な電流 6S 22.2V 5000mAh LiPo の放電電流容量は 20 ～ 30C、つまり最大放電電流はその容量の 30 倍、つまり 30*5 = 150A になります。 22.2 * 5 * 0.9 * 30 = 3000W の電力が得られ、全負荷時に 10% の電圧降下が維持されるため、係数は 0.9 になります。
これは800gのバッテリーであり、非常に興味深いものです。 しかし、明らかに、2分13秒後にバッテリーが空になると、あまり長くは持ちません。
石油燃料との比較は困難ですが、熱機関の出力を高めるには、排気量を増やし、消費される燃料と酸化剤の流量を増やすだけで十分です。 したがって、ここでの比較はあまり意味がありません…
d) 高い充電電流 (A)
Lipo は 0.5C から 2C の間で充電されます (つまり、容量とは無関係に 2 時間から 30 分の間です。充電器の電力制限のみが考慮されます)。寿命を最適化するには、合計充電する必要があります (最後の % が重要です。完了しているためです)。低電流の場合: スマートフォンを見てください。動きが最も遅いものです)
したがって、充電は放電よりせいぜい 15 倍遅くなります。
ここでも石油との比較は意味がありません。50L の車のタンク、つまり約 500 kWh の「生の」エネルギーは 2 分以内に満たされます。つまり 250 kWh/分以上、つまり 900MJ/分以上です。 (1 kWH = 3.6 MJ)…または 15MJ/s または…15 MW! 収量で補正したとしても、これは膨大な等価充電電流になります...
e) 優れた寿命: サイクル数または動作時間
リチウム電池の寿命は通常 1000 サイクルです。実際には、通常は寿命が短く、メンテナンスに大きく依存します。
私たちには少しの情報と実際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 年以上前のスマートフォンを使用していますが、バッテリー容量はまだかなり「良好」です (初期容量の約 50% だと思います)。したがって、1000 サイクルを超えていますが (ただし、必ずしも完全なサイクルである必要はありません)、動作する可能性があります。
通常、初期容量の「わずか」 70% に達した時点でバッテリー HS を検討します。
そこでは、熱エンジンの寿命と比較する必要があるでしょう…15 年前、私は車のエンジンは 5000 時間持続するように設計されていると教えられました…つまり、平均 250 km/h で 000 km 持続することになります。 以前より数は減ったような気がしますが…
f) 保存されているkWh単位の価格
テスラパワーウォールが発表されました 太陽光発電/tesla-powerwall-profitable-t13891.html 3500 kWh で 10 ドル…または 350 kWh あたり XNUMX ドル (すべて含まれています: 管理、ボックスなど)。
バッテリーだけのコストは 250 ドル/kWh と見積もることができます。
一般大衆にとって、小型バッテリー (容量約 200Wh) の現在の最良価格は、せいぜい 300 ユーロ/kWh 程度です。
うちも同じ価格帯です。
しかし、バッテリーの品質は他の問題ではありません…フィードバックを考慮すると、テスラのバッテリーはトップにあるに違いありません。
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、彼らが言うように写真はありません。
しかし、当然のことながら、ガソリンは一度しか使用できず、たとえば太陽エネルギーで 100% 持続的に充電することはできません... (そうですね、でも何百万年にもわたって...)