Аналіз технічних характеристик акумуляторних батарей і систем заряджання електромобілів

Abstract

UA: 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.

EN: Electric cars are a promising area for the development of infrastructure and transport. Almost all international automotive corporations are investing heavily in the development of electric vehicles. The article presents the classification of electric vehicles and reviews the technical characteristics of batteries and their charging systems. To date, the most promising are lithium-ion batteries. They have the following advantages: high efficiency in the process of charge-discharge, high density of electric energy (kW·h/kg). At the same time, the relative disadvantage of lithium-ion batteries is the small number of chargedischarge cycles (about 500 cycles), which corresponds to about 250 thousand km for the Tesla Model S electric car, after which the battery must be replaced. The basic energy parameters and charge-discharge characteristics of lithium-ion batteries used in Tesla electric vehicles are presented. Four types of charging stations are identified and classified. According to what the first type – describes the process of charging an electric vehicle directly from a single-phase network. The second type has a difference from the first by the presence of electrical protection. The third type is the charge of an electric vehicle with a threephase AC voltage. The fourth type is a charge with direct current and high power, which makes it possible to carry out the charge process faster. The types of internationally standardized plugs for charging electric vehicles are considered: CHAdeMO – a standard developed in Japan and China, CSS1 – North American, CSS2 – European and TeslaSupercharger standard. One of the most important indicators of electric vehicles is the charge-discharge characteristics of batteries and their chargers. This is due to the maximum range for one battery charge and efficiency, that is, the actual financial cost of electricity. In existing chargers with significant values of the charge current (type 4 charging), large losses of electricity occur, therefore, the issue of developing our own technical solutions to improve the technical characteristics of charging stations of electric vehicles is relevant.