DOI: https://doi.org/10.18664/ikszt.v24i6.185510

Аналіз технічних характеристик акумуляторних батарей і систем заряджання електромобілів

В. П. НЕРУБАЦЬКИЙ, О. А. ПЛАХТІЙ, А. В. МАШУРА, Д. А. ГОРДІЄНКО

Анотація


У статті представлено класифікацію електромобілів і проведено огляд технічних характеристик акумуляторних батарей і їх систем заряджання. На сьогодні найбільш перспективними є літій-іонні акумулятори. Вони мають такі переваги: високий коефіцієнт корисної дії в процесі заряджання-розряджання, висока щільність електричної енергії (кВт·год/кг). При цьому відносним недоліком літій-іонних акумуляторів є невелика кількість циклів заряджання-розряджання (близько 500 циклів), що відповідає приблизно 250 тис. км для електромобіля Tesla Model S, після чого акумуляторну батарею необхідно замінити.

Представлені базові енергетичні параметри та зарядно-розрядні характеристики літій-іонних акумуляторів, які використовуються в електромобілях Tesla.

Виділено та класифіковано чотири типи зарядних станцій, з яких перший тип описує процес заряджання електромобіля безпосередньо від однофазної мережі живлення. Другий тип відрізняється від першого наявністю електричного захисту. Третій тип – заряджання електромобіля трифазною напругою змінного струму. Четвертий тип – заряджання постійним струмом і великою потужністю, що дозволяє швидше проводити процес заряджання.


Ключові слова


акумуляторна батарея; двигун; джерело живлення; електромобіль; зарядно-розрядні характеристики; літій-іонний акумулятор

Повний текст:

PDF

Посилання


Нерубацький В. П., Гордієнко Д. А. Контроль і планування енерговикористання на залізничному транспорті. Матеріали VII міжнародної науково-практичної конференції «Людина, суспільство, комунікативні технології». Харків-Лиман, 2019. С. 227–230.

Nerubatskyi V., Plakhtii O., Ananіeva O., Zinchenko O. Analysis of the Smart Grid concept for DC power supply systems. International scientific journal «INDUSTRY 4.0». 2019. Vol. 4, Issue 4. P. 179–182.

Franco V., Zacharopoulou T., Hammer J., Schmidt H., Mock P., Weiss M., Samaras V. Evaluation of exhaust emissions from three diesel-hybrid cars and simulation of after-treatment systems for ultralow real-world NOX emissions. Environ. Sci. Technol. 2016. Vol. 50, Issue 37. P. 13151–13159. DOI: 10.1021/acs.est.6b03585.

Coffman M., Bernstein P., Wee S. Electric vehicles revisited: a review of factors that affect adoption. Transport Reviews. 2016. Vol. 37. P. 79–93. DOI: 10.1080/01441647.2016.1217282.

Weiss M., Zerfass A., Helmersb E. Fully electric and plug-in hybrid cars. An analysis of learning rates, user costs, and costs for mitigating CO2 and air pollutant emissions. Clean Prod. 2019. Vol. 212. P. 1478–1489. DOI: 10.1016/j.jclepro.2018.12.019.

Нерубацький В. П., Плахтій О. А., Гордієнко Д. А., Соловйов Д. В., Цибульник В. Р. Розробка конструктиву засувки промислового приладу для кріплення на DIN-рейку. Збірник наукових праць Українського державного університету залізничного транспорту. Харків : УкрДУЗТ, 2018. Вип. 180. С. 88–95.

Giechaskiel B., Riccobono F., Vlachos T., Mendoza-Villafuerte P., Suarez-Bertoa R., Fontaras G., Bonnel P., Weiss M. Vehicle emission factors of solid nanoparticles in the laboratory and on the road using Portable Emission Measurement Systems (PEMS). Frontiers in Environmental Science. 2015. Vol. 3. P. 82–83. DOI: 10.3389/fenvs.2015.00082.

Haq G., Weiss M. Time preference and consumer discount rates – insights for accelerating the adoption of efficient energy and transport technologies. Technol. Forecast. Soc. Change. 2018. Vol. 137. P. 76–88. DOI: 10.1016/j.techfore.2018.06.045.

Hardman S., Chandan A., Tal G., Turrentine T. The effectiveness of financial purchase incentives for battery electric vehicles – a review of the evidence. Renew. Sustain. Energy Rev. 2017. Vol. 80. P. 1100–1111. DOI: 10.1016/j.rser.2017.05.255.

Helmers E. Possible resource restrictions for the future large-scale production of electric cars. Competition and Conflicts on Resource Use, Natural Resource Management and Policy. 2015. Vol. 46. P. 121–131. DOI: 10.1007/978-3-319-10954-1_9

Levay P. Z, Drossinos Y., Thiel C. The effect of fiscal incentives on market penetration of electric vehicles: a pairwise comparison of total cost of ownership. Energy Pol. 2017. Vol. 105. P. 524–533. DOI: 10.1016/j.enpol.2017.02.054.

Safari M. Battery electric vehicles: looking behind to move forward. Energy Pol. 2017. Vol. 115. P. 54–65. DOI: 10.1016/j.enpol.2017.12.053.

Ciez R. E., Whitacre J. F. The cost of lithium is unlikely to upend the price of Li-ion storage systems. Power Sources. 2016. Vol. 320. P. 310–313. DOI: 10.1016/j.jpowsour.2016.04.073.

Helmers E., Weiss M. Advances and critical aspects in the life-cycle assessment of battery electric cars. Energy Emiss. Control Technol. 2017. Vol. 5. P. 1–18. DOI:10.2147/EECT.S60408.

Nilsson M., Nykvist B. Governing the electric vehicle transition – near term interventions to support a green energy economy. Appl. Energy. 2016. Vol. 179. P. 1360–1371. DOI: 10.1016/j.apenergy.2016.03.056

Weiss M., Dekker P., Moro A., Scholz H., Patel M. On the electrification of road transportation – a review of the environmental, economic, and social performance of electric two-wheelers. Transport. Res. Transport Environ. 2015. Vol. 41. P. 348–366. DOI: 10.1016/j.trd.2015.09.007.

Helmers V, Dietz J., Hartard S. Electric car LCA based on real-world mileage and the electric conversion scenario. Int. J. Life Cycle Assess. 2017. Vol. 22. P. 15–30. DOI: 10.1007/s11367-015-0934-3.