Электрический

Аккумуляторы для электромобилей похожи, но далеко не такие же, как базовые батареи типа АА или ААА.

Представьте себе батарею. Вероятно, вы представляете себе элемент стандартного формата AA или AAA, который вы покупаете для питания различных небольших электрических устройств, таких как пульт дистанционного управления вашего телевизора или детектор дыма.

Теперь представьте аккумулятор электромобиля. Изображение, которое вы создали, скорее всего, больше похоже на большой прямоугольник, чем на маленький цилиндр.

Хотя ваш разум может воспринимать эти два типа батарей как совершенно разные устройства для накопления электроэнергии, и типичная покупная батарея для различных электронных устройств, и аккумуляторная батарея в электромобиле работают по одним и тем же общим принципам. Тем не менее, аккумулятор в гибридном или электромобиле немного сложнее, чем те элементы, похожие на помаду, с которыми вы привыкли иметь дело.

Аккумулятор в HEV, PHEV или BEV (это гибридный электромобиль, подключаемый гибридный электромобиль и аккумуляторный электромобиль соответственно) может быть изготовлен из различных материалов, каждый из которых имеет разные рабочие характеристики. . Отдельные элементы, хранящиеся в этих больших аккумуляторных блоках, также бывают разных форм и размеров.

Каждая ячейка аккумуляторной батареи электромобиля имеет анод (отрицательный электрод) и катод (положительный электрод), оба из которых разделены материалом, похожим на пластик. Когда положительная и отрицательная клеммы соединены (представьте себе включение фонарика), ионы перемещаются между двумя электродами через жидкий электролит внутри элемента. Электроны, которые испускают эти электроды, тем временем проходят по проводу за пределы клетки.

Если батарея обеспечивает питание (например, лампочка в вышеупомянутом фонаре) (действие, известное как разряд), то ионы текут через сепаратор от анода к катоду, а электроны перемещаются по проводу от отрицательного полюса (анода) к положительная (катодная) клемма для подачи питания на внешнюю нагрузку. Со временем энергия клетки истощается, поскольку она приводит в движение все, что питает.

Однако когда ячейка заряжается, электроны текут от внешнего источника энергии в другом направлении (от положительного к отрицательному), и процесс меняется на обратный: электроны текут от катода обратно к аноду, снова увеличивая энергию ячейки.

Когда вы думаете о вышеупомянутых батарейках типа АА или ААА, вы представляете себе один аккумуляторный элемент. Но батареи в электромобилях не представляют собой огромную версию одной ячейки. Вместо этого они состоят из сотен, если не тысяч отдельных ячеек, обычно сгруппированных в модули. В аккумуляторном блоке, который представляет собой полноценную батарею электромобиля, может находиться до нескольких десятков модулей.

Ячейки EV могут представлять собой небольшие цилиндрические ячейки, такие как ячейки АА или ААА, различных стандартизированных размеров. Именно такой подход используют Tesla, Rivian, Lucid и некоторые другие автопроизводители, соединяя тысячи таких маленьких ячеек. Преимущество, как утверждают эти компании, заключается в том, что производство небольших ячеек гораздо дешевле в массовом производстве. Тем не менее, Tesla планирует перейти на меньшее количество более крупных цилиндрических элементов, чтобы уменьшить количество соединений в аккумуляторных блоках своих автомобилей.

Но элементы EV бывают двух других форматов: призматические (жесткие и прямоугольные) или пакетные (также прямоугольные, но в мягком алюминиевом корпусе, который допускает некоторое расширение стенок ячеек при сильном нагреве). Существует несколько стандартизированных размеров призматических или пакетных элементов, и большинство автопроизводителей — например, General Motors и Ford — определяют свои собственные размеры в сотрудничестве с производителями элементов, такими как китайская CATL, японская Panasonic или корейская LG Chem.

Химический состав аккумулятора электромобиля или материалы, используемые в его катоде, различаются в зависимости от типа элементов. Сегодня существует два типа химических аккумуляторов, оба под эгидой литий-ионных, что означает, что в их катодах используется литий вместе с другими металлами.

В первом, наиболее распространенном в Северной Америке и Европе, используется смесь никеля, марганца и кобальта (NMC) или никеля, марганца, кобальта и алюминия (NMCA).