Подзарядка аккумулятора автомобиля: купить, продать и обменять машину

Зарядка аккумулятора автомобиля

Автор:
Дмитрий Ефимов

Большую роль в любом автомобиле играет аккумуляторная батарея. Это устройство запитывает током бортовую сеть. При работающем двигателе помощь аккумулятору оказывает генератор, подпитывая его электроэнергией. Когда необходимо завести машину, успех мероприятия полностью зависит от аккумулятора – если он не исправен, то активировать систему не получится.

Попасть в ситуацию, когда машина отказывается заводиться, никому не хочется. Поэтому аккумулятору следует уделять достаточно внимания, особенно в зимний период. Важнейшим условием для нормального функционирования батареи является ее своевременная подзарядка. Если вы используете необслуживаемую батарею, то необходимо следить за тем, чтобы ее заряд не падал ниже установленного значения. Для обслуживаемых устройств еще нужно будет контролировать плотность электролита и его объем.

Содержание:

1. Меры безопасности
2. Как определить, заряжен или разряжен аккумулятор
3. Как правильно заряжать аккумулятор: техника безопасности
4. Методы зарядки
5. Сколько времени необходимо заряжать аккумулятор
6. Каким током и напряжением следует заряжать аккумулятор автомобиля
7. Последствия глубокого разряда и как правильно зарядить после этого
8. Зарядка зимой
9. Как часто нужно заряжать аккумулятор автомобиля
10. Нужно ли заряжать новый аккумулятор для автомобиля

Меры безопасности

Чтобы избежать травм при проведении работ, связанных с АКБ, необходимо соблюдать несколько правил:

1. Для проведения работ следует выбирать помещение с установленной системой вентиляции или, как минимум, хорошо проветривающееся. Газы, выделяемые из АКБ в процессе ремонтных работ, отравляюще воздействуют на человеческий организм. Также запрещается заряжать аккумуляторную батарею в домах и квартирах. Кроме того, эти газы при большой концентрации обладают взрывоопасными свойствами.
2. Исключить нахождение вблизи источников огня. Строго запрещается проводить работы вблизи открытого огня. Также нельзя допускать действий, сопровождаемых искрами (резка при помощи болгарки, резкие удары по металлу инструментами и прочее). Выделяемые газы быстро воспламеняются, а при их достаточном количестве в помещении может произойти взрыв.
3. Недопустимо наклонять, тормошить и переворачивать аккумулятор. Это чревато выливанием токсичной жидкости из батареи. Когда АКБ была извлечена, то ее нужно разместить на твердой поверхности в устойчивом положении.
4. Нельзя использовать самодельные устройства и игнорировать правила сборки. Неправильно подобранные инструменты и нарушения правил сборки могут привести к повреждению устройства.
5. Нельзя прикасаться руками к аккумуляторным клеммам.
6. При работах следует пользоваться индивидуальными средствами защиты: специальными очками и резиновыми перчатками.

Если зарядка батареи проходит при помощи устройства без ее съема, то нужно отсоединить клеммы с пометками «+» и «–». Это обязательное условие – не допускается восполнение заряда без снятия клемм. Избегайте сильного кипения электролита.

Справка. Все работы следует проводить только при отключенном аккумуляторе. В противном случае возможно выплескивание агрессивной жидкости, которая разъедает провода, детали из пластика или резины, а также велика вероятность замыкания электроцепи, из-за чего может возникнуть возгорание.

Как определить, заряжен или разряжен аккумулятор

Уменьшение количества энергии в аккумуляторе – естественный процесс при его использовании. Чтобы узнать о текущем состоянии батареи, можно прибегнуть к использованию нескольких способов:

1. Встроенный индикатор. Большинство новых аккумуляторов имеют этот индикатор. Он выглядит как шарообразный поплавок зеленой окраски, погруженный в электролит. Когда заряд аккумулятора находится на допустимом уровне, то поплавок отчетливо виден. В противном случае нужно предпринять действия по восполнению заряда, иначе АКБ может полностью разрядиться.




2. Мультиметр. Данное устройство позволяет узнать напряжение на клеммах. По этим значениям можно судить о состоянии батареи. Так, если напряжение составляет от 12,6 до 12,8 Вольт, то АКБ имеет полный заряд и является работоспособной. Значения ниже 10,5 Вольт сигнализируют о полном разряде. Замеры проводятся при отключенных клеммах, чтобы не допустить просадки напряжения, которые возникают из-за функционирующих потребителей




3. Нагрузочная вилка. Использование этого устройства позволяет провести замеры напряжения под нагрузкой, чтобы узнать фактическую емкость АКБ. Если емкость не дотягивает до минимально допустимого значения из-за сульфатации пластин и их осыпания, то смысла в обслуживании такой батареи почти нет, лучше поставить новый аккумулятор.

Справка. Если самостоятельно оценить заряд АКБ при помощи вилки не представляется возможным, то можно обратиться в автомобильный сервис. На подавляющем большинстве станций технического обслуживания заряд проверяется без дополнительной платы.

Как правильно заряжать аккумулятор: техника безопасности

Приступать к работам стоит только в том случае, когда аккумулятор реально нуждается в подзарядке. Если замеры показывают критическое состояние батареи, нужно подготовиться к зарядке. Специальных рекомендаций нет – нужно просто быть осторожным и аккуратным. Использование перчаток и очков обязательно, так как взаимодействие кислоты с кожей оставляет сильнейшие ожоги.

Алгоритм зарядки АКБ следующий:

1. Отсоединить клеммы от батареи, тем самым обесточив ее.
2. Открутить крепления, вынуть устройство и поместить его на жесткой ровной поверхности. Перед началом зарядки нелишним будет провести ряд дополнительных действий: почистить корпус от масляных загрязнений, пыли и прочего, а также проверить АКБ на предмет трещин и других повреждений.
3. ВАЖНО! Необходимо вывернуть крышки на всех банках, выполненные из пластика. При игнорировании этого пункта возможен даже взрыв аккумулятора. В АКБ под внешним напряжением концентрируются электролитные пары, что повышает газовое давление внутри батареи. Безусловно, в крышках существуют специальные отверстия для выхода газов, но иногда их бывает недостаточно.
4. Проверить уровень электролита. Он должен находиться хотя бы в нижней норме, иначе полноценное восполнение заряда невозможно. Если установленного индикатора нет, то нужно долить жидкости так, чтобы ее уровень не превышал нижнюю кромку заливного отверстия, но полностью закрывал свинцовые пластинки. Узнать текущий объем электролита можно при помощи стеклянной трубочки. Ее необходимо упереть в дно одним концом, затем плотно зажать верхнее отверстие пальцем и поднять трубочку. Оптимальная высота столбца жидкости лежит в пределах 10–15 мм.
5. Измерить плотность электролита. Это возможно при помощи ареометра – это недорогое устройство можно купить во многих магазинах. При несоответствии установленной норме (средние значения колеблются от 1,22 до 1,27 г/см3) необходимо довести плотность до нужных показателей.

Методы зарядки

Чтобы восполнить заряд аккумуляторной батареи, понадобится специализированное устройство. Многие владельцы авто считают, что для зарядки АКБ достаточно всего лишь нормализовать плотность электролитной жидкости (добавив определенный объем дистиллированной воды или электролита) – процесс зарядки генератор завершит самостоятельно.

Такое мнение отчасти верно, только когда мы говорим о зарядке батареи от другой машины. Когда мотор получится завести, то генератор далее сам подзарядит ее до требуемого уровня. Данный подход не обеспечит полную зарядку АКБ – для этого требуется мониторинг напряжения и силы тока. Чтобы измерить их и отрегулировать, необходимо специальное устройство.

Часто автовладельцы задаются вопросом о том, как нужно заряжать аккумулятор, чтобы вернуть его в рабочее состояние и при этом не повредить. Процесс зарядки весьма прост: нужно устройство соединить с клеммами и наблюдать за показателями во избежание перегрева АКБ.

Для зарядки батареи можно использовать несколько методов:

• воздействие постоянного тока;
• действие постоянного напряжения;
• ускоренный смешанный метод.

Первый метод характеризуется высокой скоростью зарядки, но при этом большое внимание следует уделять мониторингу и настройке параметров. Для второго способа характерна простота использования, но зарядка занимает много времени, а батарею можно восполнить только до 80%.

Выбор смешанного метода наиболее оптимален. При зарядке не требуются дополнительные вмешательства и регулировка настроек. Его использование обеспечивает плавную и постепенную зарядку до максимальной наполненности, при этом исключается перегрев батарейных элементов и закипание электролитов. Единственный недостаток, который не позволяет комбинированному методу зарядки стать распространенным, – это высокая цена зарядного устройства.

Зарядка постоянным током

В этом случае зарядка аккумулятора автомобиля производится постоянной силой тока, которая в 10 раз меньше емкости аккумуляторной батареи. Например, АКБ емкостью 60 А.ч желательно заряжать током не выше 6 ампер. Затем силу тока в два раза уменьшают наполовину, до 3 А, а на финишном этапе до 1,5 А.

Зарядка постоянным напряжением

Для восполнения заряда батареи используется ток с постоянной силой – она ниже в десять раз, чем у тока внутри АКБ. Так, например, для АКБ на 80 А*ч следует использовать ток, сила которого не более 8 А. Далее ее сокращают в два раза, и она уже составляет 4 А. На конечной стадии она не превышает отметку в 2 А.

Недостатков здесь много: сильно нагревается электролит (возможно закипание), необходимо мониторить и стабилизировать силу тока, выделяется много паров электролита. Плюс ко всему существует прямая зависимость между временем зарядки и силой тока. Чем она ниже, тем процесс будет дольше.

Ускоренная комбинированная зарядка

Смешанный тип зарядки основывается на двух рассмотренных методах. Сначала устройство настраивается на работу с неизменным напряжением, а после прохождения определенной отметки его переключают на постоянный ток. Такой подход гарантирует 100% восполнение аккумуляторного заряда и исключает закипание электролита.

Если нужно срочно зарядить АКБ, то с использованием данного метода уйдет порядка 30 минут. Однако подобная ускоренная зарядка негативно сказывается на ресурсе батареи, снижая его.

Этот метод является наиболее предпочтительным. Смена используемых способов для восполнения заряда позволяет избегать перегрева АКБ и не допускает закипания электролита. Недостаток здесь только один – высокая цена зарядного устройства.

Сколько времени необходимо заряжать аккумулятор

Один из самых частых вопросов касательно зарядки аккумулятора – требуемое время. Обычно с разряженной батареей автовладельцы сталкиваются при морозной погоде. Экстренная зарядка мощным током или прикуривание с помощью АКБ от иной машины – отличные способы, если нужно срочно привести батарею «в чувство». Однако их не стоит использовать постоянно, так как будет быстро падать ее ресурс. Для эффективной зарядки лучше использовать специальные устройства.

При осуществлении зарядки методом постоянного тока батарею с 0% возможно полностью зарядить за 10 часов. Чтобы улучшить эффективность зарядки, можно снизить силу тока, однако требуемое время увеличится примерно на 3–5 часов.

Второй подход, заключающийся в зарядке АКБ методом постоянного напряжения, требует много времени – от 20 до 25 часов. Для ускорения процесса можно повысить напряжение. Однако необходим постоянный мониторинг основных значений. Главное условие – напряжение тока должно быть немного выше, чем напряжение в АКБ. При этом не должно наблюдаться излишнего нагрева и длительного кипения электролита. Когда напряжение батареи держится в районе 14,5 Вольт, а сила тока не падает, можно говорить о полной зарядке.

Наиболее оптимален, как говорилось ранее, комбинированный метод, при котором вначале используется постоянное напряжение, а после – постоянный ток. Такой подход с двумя этапами позволяет батарее не работать в экстремальных условиях сильного нагрева, также исключается закипание электролита. Требуемое время составляет ориентировочно 15 часов.

На заметку. Процесс зарядки нежелательно прерывать и возобновлять снова. Это оказывает негативное воздействие на емкость батареи, уменьшает ее полезный ресурс. Также нужно понимать, что если АКБ не полностью севшая, то ее зарядка идет более активно.

Каким током и напряжением следует заряжать аккумулятор автомобиля

Сила тока при зарядке должна равняться 1/10 ёмкости АКБ. Например, для 60 А*ч показатель силы тока составляет 6 А. Такие параметры необходимо сохранять до того момента, когда напряжение на клеммах составит от 14,4 до 14,6 В. После этого силу тока уменьшают в 2 раза – значение сохраняется, пока напряжение не дойдет до отметки в 15 В.

На следующем этапе силу тока поднимают в два раза. Спустя время напряжение станет стабильным на отметке 14,5 Вольт без дальнейших изменений. Это означает, что АКБ полностью восполнила заряд.

При зарядке методом постоянного напряжения значение параметра держат на отметке в 14,5 Вольт. Когда сила тока выровняется, зарядку завершают.

Последствия глубокого разряда и как правильно зарядить после этого

Глубокий разряд разрушающе воздействует на аккумуляторную батарею. Ее пластины подвергаются сульфатации – разрушаются и начинают сыпаться. В результате снижается емкость АКБ. Она быстрее заряжается, но так же быстро и разряжается.

Если батарея имеет подобные повреждения, то наилучший вариант – установка новой. Однако, если деградация еще минимальна, то можно провести переполюсовку АКБ. Вначале нормализуют состав электролита и опускают заряд АКБ до нуля при помощи галогенной лампы.

На следующем этапе к батарее подсоединяют устройство, но к противоположным клеммам. Галогенную лампу пока не отключают. Батарея заряжается до 5 Вольт. Далее лампа отключается, устройство подключают к правильным полюсам (положительный полюс к положительному, а отрицательный к отрицательному). Процедура восполнения заряда теперь проходит в штатном режиме, как и при ситуациях, когда необходимо зарядить АКБ с частичным разрядом.

Зарядка зимой

Восполнять заряд АКБ можно при температуре внешней среды от –15 до +40 ºC. Обратите внимание, что плотность электролита должна соответствовать условиям окружающей среды (Крайний Север, субтропический климат и прочее). Чем ниже температура, тем более высокое напряжение следует использовать. Примерное значение для настройки процедуры зарядки – 0,03 В на 1 ºC.

Наиболее комфортной для батареи является температура в пределах 20–25 ºC. При холодной погоде лучше работать с АКБ в условиях теплого помещения.

Как часто нужно заряжать аккумулятор автомобиля

Проводить самостоятельную зарядку АКБ необходимо в двух случаях: в качестве профилактики (достаточно будет одного раза в год, если мы говорим о холодном климате, то процедуру нужно проводить два-три раза) и в ситуации, когда автомобиль долго стоял без использования.

Такой график объясняется тем, что частая зарядка АКБ от внешнего источника уменьшает ее долговечность, так как батарея обычно заряжается самостоятельно – при помощи генератора. Ручная зарядка может потребоваться только в тех случаях, когда ее заряд ниже установленных норм.

Нужно ли заряжать новый аккумулятор для автомобиля

Покупая новую батарею для авто, можно не задумываться о необходимости ее зарядки. Такая потребность возникает только в том случае, если она долгое время лежала на складе без использования. Если прошло более шести месяцев с момента выпуска устройства до его установки на автомобиль, то зарядка обязательна. Чтобы точно удостовериться в необходимости восполнения аккумулятора, следует провести его диагностику при помощи ранее описанных способов.

Своевременная проверка параметров (плотность электролита, величина напряжения и прочее), чистка элементов и ручная подзарядка помогут продлить срок службы аккумуляторной батареи, чтобы она еще долгие годы радовала владельца авто своей бесперебойной работой.

Прочитавшие эту статью интересовались следующими услугами

Зарядить аккумулятор автомобиля

Замена аккумулятора автомобиля

Выездная зарядка аккумулятора автомобиля. Прикурить АКБ

Ваш автомобиль несколько недель простоял на стоянке, в гараже или во дворе и теперь Вы не можете его завести? Опытные автомобилисты знают, что такое «разрядился аккумулятор» и уверены, что с легкостью смогут устранить данную неприятность, а вот новички, столкнувшись с данной проблемой, начинают паниковать. Однако ни одни, ни другие не поступают правильно, ведь для подзарядки или зарядки АКБ необходимо знать очень много, казалось бы неважных деталей:

1. Место для зарядки: ведь это должно быть помещение с хорошей вентиляцией, так как во время зарядки АКБ выделяет различные токсические вещества и газы:сернистый, сурьмянистый и мышьяковистый.
2. Химический состав аккумулятора. Существует три вида аккумуляторов – малосурьмянистые, кальцевые и гибридные.
3. АКБ обслуживаемый или нет.
4. Схема заряда, ведь некоторые АКБ работают с постоянным значением тока, а другие – с постоянным значением напряжения.
5. Возможна ли зарядка АКБ без снятия.
6. Не следует заряжать холодный аккумулятор, но и не стоит опускать его в горячую воду для подогрева, поскольку при резких перепадах температур происходит частичное осыпание активной массы пластин.
7. Необходимо избегать контакта батареи с одеждой, поскольку кислота может прожечь ее.
8. Ни в коем случае нельзя снимать аккумулятор при включенном двигателе, так как возможен выход из строя всего электрооборудования автомобиля.
9. Перед подключением зарядного устройства к АКБ необходимо обязательно выкрутить защитные пробки, во избежание перегрева аккумулятора, а также, чтобы АКБ «дышал».
10. Необходимо проверить уровень электролита, иначе при его недостатке можно просто «сжечь» пластины и частично потерять емкость АКБ, а в некоторых случаях и полностью.
11. Правильно рассчитать время для зарядки АКБ.
12. В зависимости от модели АКБ необходимо правильно определить, заряжена батарея или нет.
13. В конце зарядки нужно сначала отключить ЗУ от питания, а потом уже отключать «крокодилы».

И это еще не весь список «нужных мелочей». Но все это можно избежать, обратившись в компанию REСORD24, которая быстро, качественно и, главное, недорого зарядит Ваш аккумулятор, где бы Вы ни были в Санкт-Петербурге и КАД.

Цены на зарядку АКБ

Стоимость данной услуги довольно незначительна в сравнении с последствиями неправильной зарядки АКБ своими силами. Ведь не выполнив хотя бы один из вышеперечисленных пунктов, Вы рискуете потерять батарею навсегда, без возможности восстановления.

Кроме умеренной цены, наша компания предлагает Вам 5% скидку на любую услугу при наличии дисконтной карты. А получить дисконт у нас очень просто: необходимо первый раз обратиться за помощью в REСORD24!

Существует несколько основных причин, по которым у Вас может неожиданно сесть аккумулятор.

Первая и самая частая причина разрядки АКБ – это не выключенные на ночь фары или свет внутри салона автомобиля. Если Вы оставили свой автомобиль ночевать со включенным светом, велика вероятность, что утром Вам понадобится прикурить аккумулятор.

Вторая причина – это то, что вечером, ставя автомобиль на парковку, водитель не заметил, что заряд аккумулятора подходит к концу. Этот случай чаще всего распространен зимой, поскольку на холода рабочие характеристики аккумулятора меняются, в связи с чем не качественные или старые аккумуляторы могут подвести автовладельцев.

Третья причина – сигнализация. Некоторые автовладельцы сталкиваются с проблемой слишком чувствительной сигнализации, которая срабатывает от резкого шума или тряски земли, когда рядом проезжает трамвай. Такие срабатывания сигнализации за вечер могут происходить по многу раз, и утром водитель обнаружит, что у него совершенно сел аккумулятор

Наша служба проводит экспресс-зарядку аккумулятора на дороге, а также может прикурить аккумулятор от пуско-зарядного устройства в том случае, если Вы торопитесь или уверены, что работы генератора хватит, чтобы зарядить аккумулятор в пути.

Воспользоваться услугами специалистов компании REСORD24 можно, оставив заявку на сайте или записавшись через операторов по телефонам +7(812) 309-27-99 или +7 (812) 922-23-26

Мы работаем 24 часа в сутки

Вас порадует и тот факт, что команда «Скорой помощи авто REСORD24» работает круглосуточно, без перерывов и выходных: в дождь, мороз, вьюгу и гололед. Наша мобильная бригада сможет приехать к вам в любую точку Петербурга и КАД. Также вы сможете обратиться за помощью в стационарные точки REСORD24, которые находятся во Фрунзенском, Московском, Красногвардейском или Приморском районах и работают с 09:00 до 22:00.

Как записаться на зарядку АКБ автомобиля

Связаться с нами для получения помощи в зарядке АКБ Вы сможете одним из способов:

1. Позвонить по телефону +7 (812) 309-27-99 или +7 (812) 922-23-26.
2. Заполнить бланк онлайн заказа на странице.
3. Заказать услугу обратного звонка, заполнив форму на странице.

По указанным телефонам Вы сможете не только записаться на зарядку АКБ, но также вызвать к себе на дом мобильную бригаду, которая выполнит все работы прямо у Вас на стоянке, дворе или гараже.

Риск, конечно, благородное дело, если он оправдывает средства!

Поэтому, если у Вас имеются сомнения в вопросе зарядки АКБ – просто позвоните в REСORD24!

Станет ли когда-нибудь зарядка электромобилей такой же быстрой, как заправка бензином?

Электромобили быстро набирают популярность, но некоторые потенциальные покупатели сомневаются. Одна из основных причин заключается в том, что зарядка электромобилей происходит медленно. В то время как водители сегодня привыкли заправлять свой бензобак менее чем за пять минут, электромобилям, в зависимости от размера и характеристик батареи, обычно требуется не менее 30 минут, чтобы зарядиться на 80 процентов на самых быстрых зарядных станциях.

Однако через 5-10 лет станет возможной гораздо более быстрая зарядка. Компании разрабатывают новые материалы для литий-ионных аккумуляторов, а также новые «твердотельные» аккумуляторы, которые более стабильны при более высоких скоростях зарядки. Они могли разместить скорость перезарядки 20 минут или меньше в пределах досягаемости.

Тем временем группа ученых недавно разработала прототип литиевой батареи, которая в лабораторных условиях может заряжаться более чем на 50 процентов своей емкости всего за три минуты — и делать это тысячи раз без значительного ухудшения характеристик. Исследователи говорят, что это может проложить путь к батареям, которые могут полностью заряжаться всего за 10 минут.

Тем не менее, существуют научные и инженерные проблемы, которые необходимо решить, прежде чем аккумуляторы для электромобилей со сверхбыстрой зарядкой станут технически осуществимыми и доступными. И некоторые эксперты задаются вопросом, действительно ли электромобили, которые можно заряжать так быстро, — это будущее, которого мы хотим, — по крайней мере, с электрической сетью, которая у нас есть сейчас.

Зарядка

Аккумуляторы современных электромобилей состоят из тысяч литий-ионных элементов, способных накапливать и высвобождать энергию тысячи раз. Каждая из этих ячеек состоит из двух электродов — металлического катода и графитового анода, — разделенных жидким электролитом. Пока батарея заряжается, ионы лития текут через жидкость от катода к аноду, заполняя пространство между графитовыми слоями, как деревянные блоки, вписывающиеся в башню Дженга.

Скорость, с которой ионы лития перемещаются от катода к аноду, определяет скорость зарядки аккумулятора. Но точно так же, как поспешное размещение блоков в башне Дженга может привести к нестабильности конструкции, если литий впрессован в анод слишком быстро, начинают возникать проблемы.

При высокой скорости зарядки литиевые батареи могут перегреваться, что со временем приводит к их износу. Более проблематично то, что литий может начать накапливаться на поверхности анода, а не попадать на него, — явление, известное как литиевое покрытие. Мало того, что это может резко снизить емкость батареи, отложения лития в конечном итоге образуют нитевидные структуры, известные как дендриты. Как только они начинают формироваться, эти дендриты могут расти через электролит, касаться катода и создавать короткое замыкание, в результате чего батарея загорается или взрывается.

«Очевидно, что это не очень хорошо с точки зрения безопасности», — говорит Питер Слейтер, профессор химии материалов Бирмингемского университета в Великобритании. ограничения скорости зарядки, установленные бортовыми зарядными портами автомобиля. Станция быстрой зарядки мощностью 350 киловатт — самая мощная общедоступная зарядка, доступная сегодня в США, — теоретически может заряжать аккумулятор внедорожника Audi E-tron емкостью 95 киловатт-часов примерно за 16 минут. Но сама батарея может потреблять не более 150 киловатт энергии, что приближает ее фактическое ограничение скорости зарядки к 40 минутам.

То, насколько быстро батарея будет заряжаться в реальном мире, зависит не только от зарядного устройства или мощности, на которую рассчитана батарея, но и от размера батареи, степени ее заряженности и даже от погоды. Тем не менее, современные станции быстрой зарядки часто могут заряжать аккумулятор электромобиля на 80 процентов, что потенциально увеличивает запас хода на сотни миль примерно за 30 минут. (Когда батарея заряжена на 80 процентов, скорость зарядки замедляется, чтобы предотвратить повреждение батареи.) Владельцы Tesla могут посетить зарядную станцию, которая увеличит запас хода до 200 миль за 15 минут.

Будущее сверхбыстрой зарядки?

Несмотря на то, что увеличение запаса хода на 200 миль за 15 минут — это быстро, это далеко не то же самое, что заправиться для поездки за пять минут. Те, кто надеется на подобный опыт зарядки электромобилей, возможно, захотят дождаться следующего поколения аккумуляторных технологий.

Одним из способов сделать литий-ионный аккумулятор, который можно безопасно заряжать еще быстрее, является использование альтернативных материалов анода. Например, британский стартап Echion Technologies разработал ниобиевый анод, который не способствует образованию лития или образованию дендритов. Аккумуляторы, изготовленные из этого материала, можно заряжать «сколь угодно быстро», — говорит генеральный директор Жан Де Ла Верпильер. Аккумуляторы его прототипа электромобиля можно заряжать за шесть минут, «не влияя на безопасность или срок службы батареи», — говорит он.

Однако за такую ​​быструю зарядку приходится платить: ниобиевые аноды сохраняют меньше энергии на единицу массы, чем обычные графитовые. Поскольку производители электромобилей, как правило, отдают предпочтение батареям с высокой плотностью энергии (которые могут работать дольше без подзарядки), а не батареям со сверхбыстрой зарядкой, Echion в настоящее время ориентируется на другие рынки для своих батарей, такие как сетевые накопители и электроинструменты. В конце концов, Де Ла Верпильер предполагает, что версия этих батарей может использоваться в автопарках, где любое время простоя для подзарядки стоит компании денег.

Индивидуальным водителям, ищущим более мощный импульс киловаттам, предлагаются новые конструкции твердотельных аккумуляторов. В таких батареях ионы лития проходят через твердый электролит, часто керамический, а не жидкий. Поскольку жидкие электролиты легко воспламеняются, это делает аккумулятор более безопасным. Это также открывает возможность использования различных анодных материалов, которые более устойчивы к литию и, следовательно, могут заряжаться быстрее.

Solid Power, компания, разрабатывающая твердотельные аккумуляторы при финансовой поддержке BMW Group и Ford, работает над ячейкой батареи с кремниевым анодом, которую, по словам главного технолога Джошуа Бюттнер-Гарретта, можно зарядить наполовину за 15 минут, и она рассчитана на 20 -минутные тарифы на полную перезарядку для коммерческой версии. Компания также разрабатывает батареи с литий-металлическими анодами, которые могут хранить в десять раз больше энергии на единицу массы, чем графит.

В твердотельной конструкции литий-металлические батареи теоретически должны заряжаться очень быстро. Однако на практике они тоже склонны к образованию дендритов, что приводит к их быстрому выходу из строя, особенно при высоких скоростях зарядки. Литий-металлические аккумуляторы с быстрой зарядкой могли бы стать Святым Граалем высокопроизводительных аккумуляторов для электромобилей, но они «все еще находятся в стадии разработки», говорит Бюттнер-Гарретт.

Новое исследование может приблизить эти супербатареи к реальности. Недавно группа под руководством материаловеда из Гарвардского университета Синь Ли разработала твердотельный литий-металлический аккумулятор, в котором используется несколько различных слоев материалов в электроде для остановки роста литиевых дендритов. В журнале Nature , команда описала прототип батареи, которую можно было заряжать всего за три минуты, сохраняя при этом более 80 процентов своей емкости после 10 000 циклов. (Обычные аккумуляторы для электромобилей разлагаются на аналогичную величину после 1000–2000 циклов.)

Исследования все еще находятся на ранней стадии. Команде необходимо продемонстрировать, что аккумулятор, который в настоящее время имеет размер монеты, можно масштабировать и массово производить для автомобилей.

Ли говорит, что коммерческая версия этой батареи может появиться примерно через пять лет, «если все пойдет как надо».

Если можно использовать преимущества металлического лития, говорит Венкат Вишванатан, инженер из Университета Карнеги-Меллона, чья лаборатория также занимается разработкой аккумуляторов нового поколения, из окна.»

Социальные ограничения скорости

Даже если батареи электромобилей, которые можно заряжать менее чем за 10 минут, технически возможны, неясно, будет ли сверхбыстрая зарядка когда-либо практичной. При напряжении 400 вольт и выше современные станции быстрой зарядки уже потребляют гораздо больше энергии из электрической сети, чем розетки на 120 и 240 вольт, которые многие владельцы электромобилей используют дома. Если бы все американцы ездили на электромобилях и все ожидали, что все время будет доступна все более быстрая зарядка, это могло бы создать серьезную нагрузку на сеть.

«Есть еще один аспект инфраструктуры, — говорит Ли. «Мы должны увидеть, какой ток может поддерживать вся система».

Бюттнер-Гарретт говорит, что необходимо найти баланс «как на уровне социального воздействия, так и на уровне зарядного устройства, чтобы найти правильное сочетание удобства и стоимости». По его словам, производители электромобилей признают это и ожидают от 20 до 30 минут зарядки для автомобилей, выпущенных в середине 2020-х годов.

Дженни Бейкер, эксперт по хранению аккумуляторов из Университета Суонси в Великобритании, не уверена, что сверхбыстрая зарядка — это правильная цель. Она отмечает, что зарядка дома ночью, когда спрос ниже, более доступна и экологически безопасна, поскольку сетевым операторам приходится меньше потреблять резервные электростанции, которые, как правило, сжигают более грязное топливо. Многие владельцы электромобилей, включая Бейкера, также считают это более удобным, чем останавливаться для подзарядки в течение дня.

«Зарядка дома, если у вас есть возможность, лучше всего подходит для окружающей среды, — говорит Бейкер. «Я был бы очень разочарован, если бы электромобили [стали] такими же, как автомобили на бензине, потому что это не раскроет весь их потенциал. ”

Прочитать это дальше

Запуск Artemis I дает толчок Возвращение НАСА на Луну

• Наука

Запуск Artemis I дает толчок Возвращение НАСА на Луну стартовал. Космический корабль «Орион» без экипажа отправляется в четырехнедельную миссию.

• Журнал
• 2022 в обзоре

2022: фотографии года

Мы отправили наших фотографов по всему миру, чтобы задокументировать наш мир и наше время. Вот 49 их лучших фотографий.

• Журнал
• 2022 в обзоре

2022: Фотографы года

Отправляйтесь за кулисы с пятью фотографами, которые путешествовали по миру.

Количество сперматозоидов во всем мире падает быстрее, чем мы думали

• Наука

Количество сперматозоидов во всем мире падает быстрее, чем мы думали

«Мы можем пересечь переломный момент, когда большинство мужчин будут бесплодны», — говорит один эксперт. Вот факторы окружающей среды и образа жизни, которые могут увеличить риск для мужчин.

Эксклюзивный контент для подписчиков

Почему люди так одержимы Марсом?

Как вирусы формируют наш мир

Эпоха собачьих бегов в США подходит к концу

Посмотрите, как люди представляли себе жизнь на Марсе на протяжении всей истории

Посмотрите, как новый марсоход НАСА будет исследовать красную планету

Почему люди так одержимы Марсом?

Как вирусы формируют наш мир

Эпоха собачьих бегов в США подходит к концу будет исследовать красную планету

Почему люди так одержимы Марсом?

Как вирусы формируют наш мир

Эпоха собачьих бегов в США подходит к концу будет исследовать красную планету

Подробнее

Электромобили: настройка наддува может заряжать батареи на 90% за 10 минут

Модификация способа зарядки электромобилей может позволить им получить 90-процентную батарею из ничего всего за 10 минут. Стандартный подход занял бы полчаса

Технологии

23 августа 2022 г.

Автор Джереми Хсу

Обычно электромобили сначала заряжаются медленно, прежде чем увеличить мощность минут из пустого. Для сравнения, современным методам обычно требуется полчаса для полной зарядки электромобиля.

Стандартный протокол зарядки обычно начинается с низкой мощности и постепенно увеличивается, но затем снова начинает снижать мощность при 60 или 70 процентах заряда батареи, чтобы избежать ненужной нагрузки на батарею, говорит Гил Тал из Калифорнийского университета в Дэвисе, который был не участвует в исследовании. «Что [эти исследователи] пытаются сделать, так это оптимизировать эту кривую, чтобы получить больше времени с более высокой мощностью», — говорит Таль.

Эрик Дуфек из Национальной лаборатории Айдахо и его коллеги развернули алгоритмы искусственного интеллекта, чтобы посмотреть, как меняющиеся факторы, такие как ток и напряжение, влияют на старение батареи с течением времени. «Вы можете делать такие вещи, как линейное изменение напряжения или последовательное уменьшение напряжения или тока», — говорит Дуфек.

Реклама

Используя компьютерные модели и проверив результаты на реальных батареях, команда разработала новый протокол зарядки, который может заряжать стандартный аккумулятор электромобиля с нуля до 9 зарядов.0 процентов за 10 минут, сохраняя при этом здоровье батареи в долгосрочной перспективе.

Быстрая зарядка и исправность батареи — это компромисс, говорит Фэн Лин из Технологического института Вирджинии, не участвующий в работе. Он сравнивает это с людьми, протискивающимися через дверь. «Если все 100 человек ворвутся в комнату, мы застрянем, и мы не соберем столько людей в комнату за этот короткий промежуток времени, поэтому вы получите меньшую емкость с быстрой зарядкой. Также существует вероятность того, что, когда вы бросите в комнату так много людей, дверь может быть сломана, что может привести к повреждению материалов батареи».

Многое из того, что было известно об улучшенном протоколе, будет применимо для многих различных типов батарей, используемых в электромобилях, потому что основной химический состав, лежащий в основе литиевых батарей, одинаков, говорит Дуфек. Но каждой компании по-прежнему необходимо будет скорректировать протокол в зависимости от конкретной конструкции аккумуляторной батареи.

Протокол может быть реализован путем обновления программного обеспечения в автомобилях, которое контролирует зарядку электромобилей. «Что делает его действительно замечательным, так это то, что это улучшение без каких-либо затрат», — говорит Таль. «С существующей инфраструктурой и существующими технологиями вы можете добиться некоторого улучшения».