|  | 27 января 2016 | Энергетика

Функция самоподогрева позволит литиевым аккумуляторам работать в холодной окружающей среде

Самоподогревающаяся аккумуляторная батарея


Известно, что чрезвычайные условия окружающей среды очень плохо сказываются на работоспособности литий-ионных аккумуляторных батарей. Не так давно мы рассказывали о новой технологии, позволяющей снизить перегрев батарей и уменьшить вероятность их возгорания. Однако, при понижении окружающей температуры аккумуляторы существенно теряют емкость, а по достижению отметки ниже -23 градусов Цельсия некоторые из них полностью теряют свою работоспособность и иногда выходят из строя. Для решения этой проблемы исследователи из Пенсильванского университета (Penn State University) разработали технологию самоподогрева литий-ионных аккумуляторов, которая позволит эксплуатировать эти батареи в условиях полярного и даже космического холода.

Батарея, которая способна работать в холодных условиях, может быть очень полезна во многих областях, начиная от космической техники и заканчивая высотными беспилотными летательными аппаратами. Но самым перспективным направлением применения таких батарей пенсильванские исследователи считают электрические автомобили, которые в настоящее время не очень приспособлены для эксплуатации в северных регионах. Температуры ниже точки замерзания воды приводят к существенному замедлению процесса зарядки, к снижению эффективности работы технологий рекуперационного торможения, а снижение дальности поездки на одном заряде за счет понижения температуры может достигать 40 процентов.

Производители электрических и гибридных автомобилей борются с проблемой низких температур различными способами. В электрической модели Ford Focus 2010 года, к примеру, для этого использовались нагревательные элементы, которые подогревали антифриз, который, в свою очередь, прокачивался сквозь систему ячеек аккумуляторных батарей. Несмотря на все принимаемые меры, низкая температура окружающей среды продолжает оставаться реальной проблемой для владельцев электрических автомобилей.

Функция самоподогрева, разработанная исследователями Пенсильванского университета, реализована при помощи никелевой фольги, включенной в конструкцию аккумуляторной батареи. Интегрированный датчик температуры изменяет силу протекающего через фольгу электрического тока, который подогревает батарею изнутри, поддерживая ее температуру в заданных рамках. Это не позволяет электролиту батареи замерзнуть, а в случае отсутствия необходимости подогрева датчик полностью отключает ток и не расходует энергию, накопленную в батарее.

Во время испытаний системы самоподогрева аккумуляторная батарея была нагрета от -20 до 0 градусов Цельсия всего за 20 секунд времени, а нагрев от -30 до 0 градусов был произведен за 30 секунд. При этом, на нагрев было израсходовано соответственно 3.8 и 5.5 процента от общего количества энергии в батарее, что несравнимо мало по отношению к 40-процентной потере ее емкости при отрицательной температуре.

В системе самоподогрева используются достаточно распространенные и недорогие материалы. Наличие такой системы увеличивает вес батареи всего на 1.5 процента, а ее стоимость увеличивается на смехотворные 0.04 процента. Такие показатели говорят о том, что технология, разработанная учеными из Пенсильванского университета, вполне жизнеспособна, и ожидать появления первых самоподогревающихся аккумуляторных батарей можно в самом ближайшем времени.




Ключевые слова:
Литий, Ион, Аккумулятор, Батарея, Температура, Холод, Емкость, Заряд, Подогрев, Электрический, Автомобиль

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Компания Samsung представила батарею, способную обеспечить 500-километровый ...
  • Создана аккумуляторная батарея, отключающаяся в случае перегрева и восстана ...
  • Новые литий-ионные микробатареи позволят завести автомобиль от аккумулятора ...
  • Обнаружен критичный дефект аккумуляторных батарей современных электрических ...
  • Движение анионов фторидов позволит увеличить емкость новых аккумуляторных б ...




  • 27 января 2016 07:17
    #1 Написал: Pulsar

    Публикаций: 0
    Комментариев: 292
    Для подогрева автомобильных аккумуляторов лучше использовать тепло, выделяющееся при работе электродвигателей. В случае поломки датчика, электроподогрев превратится в электроподжиг аккумулятора (ток-то не слабый используется, раз скорость нагрева такая большая). Да и потом: за 20 сек израсходовать 3.8% заряда - это вовсе не экономично.
        
    27 января 2016 09:19
    #2 Написал: zlat

    Публикаций: 0
    Комментариев: 481
    Цитата: Pulsar
    Для подогрева автомобильных аккумуляторов лучше использовать тепло, выделяющееся при работе электродвигателей.

    Это как это? Для запуска двигателя надо сначала подогреть аккумулятор, а для подогрева аккумулятора сначала запустить двигатель?
        
    27 января 2016 10:16
    #3 Написал: Джон

    Публикаций: 0
    Комментариев: 475
    Pulsar - Будьте внимательны при прочтении информации и никогда не торопитесь с выводами. Существует множество теплоизоляционных материалов, благодаря которым можно выполнить "посадочный термос" для аккумуляторной батареи. Сегодня самая бюджетная теплоизоляционная камера (контейнер) сохраняет необходимый температурный режим в течении 12 часов.
        
    27 января 2016 19:14
    #4 Написал: Pulsar

    Публикаций: 0
    Комментариев: 292
    Джон,
    Согласен, о теплоизоляции не подумал. Но тем не менее, такой скоростной нагрев может привести к возгоранию, если датчик откажет и нагрев будет слишком сильный.
        
    28 января 2016 10:30
    #5 Написал: Джон

    Публикаций: 0
    Комментариев: 475
    Pulsar - в отношении скорости нагрева и надежности системы защиты существует множество уже давно проверенных систем, остается малость - их технологическая адаптация. Надеюсь, что идею "посадочного термоса" вы реализуете для себя и своих знакомых. Я этим приемом пользуюсь уже не один десяток лет и не жду, пока наш или зарубежный "автопром" об этом догадается.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.