Lipo Lithium-Batterie

Elektrischer Transport (Lipo) VS thermisch (Benzin): Kriterien für die Auswahl einer Batterie und vergleichende Berechnungen

Die Leistung des elektrischen Transports hängt stark von der Qualität ihrer Batterien ab. Es ist derzeit die echte Achillesferse, die die Entwicklung des elektrischen Antriebs einschränkt, sowohl im Straßenverkehr als auch auf See und… diese Luft natürlich. Wir präsentieren Ihnen einen kurzen Überblick über die Leistung von derzeit auf dem Markt befindlichen Lithium-Polymer-Batterien mit einigen denkwürdigen Größenordnungen, von denen einige mit Erdölkraftstoffen (in unserem Fall Benzin) verglichen werden.
Mit anderen Worten: Was zeichnet eine gute Batterie für den Transport aus?

Haben a) gut eine Masse Leistungskapazität (kWh / kg)

Ein gutes kWh / kg-Verhältnis ist die Fähigkeit, Energie pro Masseneinheit zu speichern. Die besten aktuellen Lipos sind mit 0.2 kWh / kg immer noch niedrig! Im Vergleich dazu liefert Benzin 13 kWh / kg und mit einer Korrektur der jeweiligen Ausbeuten an den Energiezyklen "vom Tank oder der Batterie zum Rad oder zum Propeller" enthält Benzin noch mehr als das 20-fache an Energie nützlich pro kg ...

Nutzenergie für 1 kg Lipo: * 200 0.8 160 = Wh / kg (80% Ausbeute)

Nützliche Energie für 1 kg Benzin: 13 * 0.3 = 3900 Wh / kg (bei 30% Wirkungsgrad)

Verhältnis: 3900/160 = 24 zugunsten von Benzin!

Wir können in der Größenordnung von 20 erinnern.

b) Haben Sie eine gute volumetrische Energiekapazität (kWh / l)

Die Argumentation ist die gleiche wie bei der spezifischen Kapazität. Derzeit liegen die Lipo-Batterien zwischen 350 und 380 Wh / L (Herstellerdaten).

Im Wesentlichen ist die Korrektur von Renditen achtmal höher. In der Tat enthält 8 l Benzin 1 kWh oder 9.7 kWh brauchbar / l bei einem Wirkungsgrad von 2.9%.

Ratio: 2900 / 365 8 =

Wir können in der Größenordnung von 10 erinnern.

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Die Leistungsdichte bürstenloser Elektromotoren (kW / L) sowie ihre spezifische Leistung (kW / kg) sind jedoch weitaus höher als die thermische (außer in extremen Fällen…). Dies kompensiert diese geringen Energiespeicherkapazitäten im Vergleich zu Erdölbrennstoffen teilweise (aber bei weitem nicht vollständig) ...

c) In der Lage, einen hohen Entladestrom (A bereitzustellen) daher eine interessante Leistung (W oder kW)

Es ist die Fähigkeit des Akkus, über einen langen Zeitraum einen starken Entladestrom zu liefern, ohne beschädigt zu werden und eine stabile Leistung aufrechtzuerhalten. Die Fähigkeit, einen starken Entladestrom bereitzustellen, ist ein großer Fortschritt von Lithiumbatterien im Vergleich zu Batterien früherer Generationen (insbesondere Bleibatterien ... die, seien wir ehrlich, mehr als hundert Jahre alt sind!).

Ein guter Strom 6S 22.2 V 5000 mAh LiPo hat eine Entladestromkapazität von 20 bis 30 ° C, was einen maximalen Entladestrom des 30-fachen seiner Kapazität oder 30 * 5 = 150 A bedeutet. Wir erhalten eine Leistung von 22.2 * 5 * 0.9 * 30 = 3000 W, indem wir 10% des Spannungsabfalls bei Volllast beibehalten, daher der Faktor 0.9.

Dieser neue Akku für 800g was ziemlich interessant! Aber natürlich dauert nicht sehr lange nach 2min13s der Akku leer ist.

Der Vergleich mit Erdölkraftstoffen ist schwierig. Um die Leistung als Wärmekraftmaschine zu erhöhen, reicht es aus, den Hubraum und die Durchflussrate des verbrauchten Kraftstoffs und Oxidationsmittels zu erhöhen. Der Vergleich hier macht daher wenig Sinn ...

d) Starke Laststrom (A)

Ein Lipo lädt zwischen 0.5 ° C und 2 ° C (daher zwischen 2 Stunden und 30 Minuten, unabhängig von der Kapazität ... nur die Leistungsbegrenzung des Ladegeräts zählt) und die Ladung muss vollständig sein, um die Lebensdauer zu optimieren (die letzten% sind wichtig weil mit schwacher Strömung fertig: schau auf dein Smartphone, sie sind es, die langsamer vorankommen)

Die Last ist somit allenfalls 15 mal langsamer als die Entladung.

Auch hier ist der Vergleich mit Öl irrelevant und wenig sinnvoll: Der Tank eines 50-Liter-Autos, d. H. Etwa 500 kWh "Brutto" -Energie, wird in weniger als 2 Minuten, d. H. Mehr als 250 kWh, gefüllt. pro Minute oder 900 MJ / min (1 kWh = 3.6 MJ)… oder 15 MJ / s oder… 15 MW! Selbst durch Korrektur der Ausbeuten entsteht ein enormer äquivalenter elektrischer Ladestrom ...

e) gute Leben: Anzahl der Zyklen oder Betriebsstunden

Lithiumbatterien werden in der Regel für 1000 Zyklen verabreicht. In Wirklichkeit ist sie im Allgemeinen geringer und stark von der Wartung abhängig.

Uns fehlen ein paar Informationen und echtes Erfahrungsfeedback ... zum Beispiel benutze ich immer noch ein Smartphone, das 4 Jahre überschritten hat und die Akkukapazität ist immer noch ziemlich "gut" (ich würde sagen, ungefähr 50% der Kapazität). initial)… es hat daher 1000 Zyklen überschritten (aber Zyklen müssen nicht unbedingt abgeschlossen sein) und kann betriebsbereit sein.

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Wir betrachten eine HS-Batterie im Allgemeinen, wenn sie "nur" 70% ihrer ursprünglichen Kapazität erreicht ...

Hier wäre es notwendig, mit der Lebensdauer einer Wärmekraftmaschine zu vergleichen. Vor 15 Jahren wurde mir beigebracht, dass ein Automotor für eine Lebensdauer von 5000 h ausgelegt ist… dh 250 km bei 000 km / h durchschnittlich. Ich denke, diese Zahl ist gesunken, seit ...

f) Der Preis kWh gespeichert

Der Tesla Powerwall ist angesagt Solar-Photovoltaik / tesla-Powerwall-profitable-t13891.html für 3500 USD für 10 kWh… oder 350 USD / kWh (alles inklusive: mit Management, Box…).

Wir können schätzen, dass die einzigen Kosten der Batterie 250 $ / kWh.
Für die breite Öffentlichkeit liegen die derzeit besten Preise für kleine Batterien (ca. 200 Wh Leistung) bei höchstens 300 € / kWh.

Es ist der gleiche Preis.

Aber die Qualität einer Batterie ist nicht die andere ... die von Tesla müssen aufgrund ihres Feedbacks an der Spitze stehen.

Auf der anderen Seite wird Benzin für weniger als 2 € für 10 kWh verkauft… nun, es gibt kein Bild, wie sie sagen!

Aber Benzin kann natürlich nur einmal verwendet werden und es kann zum Beispiel nicht zu 100% nachhaltig mit Solarenergie aufgeladen werden ... (na ja, aber über Millionen von Jahren ...)

g) Damit dieser Vergleich vollständig ist, würden auch Umwelt, CO2, Energie, Recycling usw. erwähnt. Diese Kriterien sind jedoch subjektiver und schwieriger zu messen und abzuschätzen und erfordern daher viel mehr Untersuchungen. Push… sowohl für Erdölbrennstoffe (indirekte Kosten…) als auch für Batterien…

Mehr: Diskussion über den Stand der Batterien Ende 2016 et forum auf elektrischem Transport

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