РасчСт Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΉ Π½Π° ΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΡŒ: Как произвСсти расчСт сСкций Ρ€Π°Π΄ΠΈΠ°Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ² отоплСния

ΠšΠ°Π»ΡŒΠΊΡƒΠ»ΡΡ‚ΠΎΡ€ Смкости Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ

Π‘ΠΎΠ·Π΄Π°Π½ΠΎ Bogna Szyk

ΠžΡ‚Π·Ρ‹Π² ΠΎΡ‚ MaΕ‚gorzata Koperska, MD ΠΈ Steven Wooding

ПослСднСС ΠΎΠ±Π½ΠΎΠ²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅: 12 сСнтября 2022 Π³.

Π‘ΠΎΠ΄Π΅Ρ€ΠΆΠ°Π½ΠΈΠ΅:
  • Π§Ρ‚ΠΎ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠ΅ Π°ΠΌΠΏΠ΅Ρ€-часы Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ?
  • Π€ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Π° Смкости аккумулятора
  • Как Ρ€Π°ΡΡΡ‡ΠΈΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ Π°ΠΌΠΏΠ΅Ρ€-часы?
  • ΠšΠ°Π»ΡŒΠΊΡƒΠ»ΡΡ‚ΠΎΡ€ Смкости Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ: Ρ€Π°ΡΡˆΠΈΡ€Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ Ρ€Π΅ΠΆΠΈΠΌ

Если Π²Ρ‹ Ρ…ΠΎΡ‚ΠΈΡ‚Π΅ ΠΏΡ€Π΅ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π°ΠΌΠΏΠ΅Ρ€-часами ΠΈ Π²Π°Ρ‚Ρ‚-часами ΠΈΠ»ΠΈ Π½Π°ΠΉΡ‚ΠΈ C-ΡΠΊΠΎΡ€ΠΎΡΡ‚ΡŒ Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ, ΠΏΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ±ΡƒΠΉΡ‚Π΅ этот ΠΊΠ°Π»ΡŒΠΊΡƒΠ»ΡΡ‚ΠΎΡ€ Смкости Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ. Π­Ρ‚ΠΎ ΡƒΠ΄ΠΎΠ±Π½Ρ‹ΠΉ инструмСнт, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ ΠΏΠΎΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π²Π°ΠΌ ΠΏΠΎΠ½ΡΡ‚ΡŒ, сколько энСргии хранится Π² аккумуляторС вашСго смартфона ΠΈΠ»ΠΈ Π΄Ρ€ΠΎΠ½Π°.

ΠšΡ€ΠΎΠΌΠ΅ Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, ΠΎΠ½ прСдоставляСт Π²Π°ΠΌ ΠΏΠΎΡˆΠ°Π³ΠΎΠ²Ρ‹Π΅ инструкции ΠΎ Ρ‚ΠΎΠΌ, ΠΊΠ°ΠΊ Ρ€Π°ΡΡΡ‡ΠΈΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ Π°ΠΌΠΏΠ΅Ρ€-часы ΠΈ Π²Π°Ρ‚Ρ‚-часы, Ρ‚Π°ΠΊ Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π²Ρ‹ Ρ‚ΠΎΠΆΠ΅ смоТСтС Π²Ρ‹ΠΏΠΎΠ»Π½ΠΈΡ‚ΡŒ всС эти расчСты ΡΠ°ΠΌΠΎΡΡ‚ΠΎΡΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ!

Π₯ΠΎΡ‚ΠΈΡ‚Π΅ Π·Π½Π°Ρ‚ΡŒ, ΠΊΠ°ΠΊ Π΄ΠΎΠ»Π³ΠΎ вашС элСктричСскоС устройство Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ ΠΎΡ‚ этой Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ? ΠŸΡ€ΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡŒΡ‚Π΅ ΠΊΠ°Π»ΡŒΠΊΡƒΠ»ΡΡ‚ΠΎΡ€ срока слуТбы Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ ΠΈΠ»ΠΈ ΠΊΠ°Π»ΡŒΠΊΡƒΠ»ΡΡ‚ΠΎΡ€ Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€Π° Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ!

Π§Ρ‚ΠΎ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠ΅ Π°ΠΌΠΏΠ΅Ρ€-часы Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ?

Основной Ρ„ΡƒΠ½ΠΊΡ†ΠΈΠ΅ΠΉ Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ являСтся Π½Π°ΠΊΠΎΠΏΠ»Π΅Π½ΠΈΠ΅ энСргии. ΠœΡ‹ ΠΎΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎ измСряСм эту ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ Π² Π²Π°Ρ‚Ρ‚-часов , Ρ‡Ρ‚ΠΎ соотвСтствуСт ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΌΡƒ Π²Π°Ρ‚Ρ‚Ρƒ мощности, ΠΏΠΎΠ΄Π΄Π΅Ρ€ΠΆΠΈΠ²Π°Π΅ΠΌΠΎΠΉ Π² Ρ‚Π΅Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ часа.

Если ΠΌΡ‹ Ρ…ΠΎΡ‚ΠΈΠΌ Ρ€Π°ΡΡΡ‡ΠΈΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ, сколько энСргии, Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠΌΠΈ словами, сколько Π²Π°Ρ‚Ρ‚-часов хранится Π² Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅Π΅, Π½Π°ΠΌ Π½ΡƒΠΆΠ½Π° информация ΠΎΠ± элСктричСском зарядС Π² Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅Π΅. Π­Ρ‚ΠΎ Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΎΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎ выраТаСтся Π² Π°ΠΌΠΏΠ΅Ρ€-часов, – Π°ΠΌΠΏΠ΅Ρ€ (Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Ρ‹ элСктричСского Ρ‚ΠΎΠΊΠ°), ΡƒΠΌΠ½ΠΎΠΆΠ΅Π½Π½Ρ‹Π΅ Π½Π° часы (Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Ρ‹ Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ).

Π€ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Π° Смкости аккумулятора

Как Π²Ρ‹ ΠΏΠΎΠΌΠ½ΠΈΡ‚Π΅ ΠΈΠ· нашСй ΡΡ‚Π°Ρ‚ΡŒΠΈ ΠΎ Π·Π°ΠΊΠΎΠ½Π΅ Ома, ΠΌΠΎΡ‰Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ P элСктричСского устройства Ρ€Π°Π²Π½ΠΎ Π½Π°ΠΏΡ€ΡΠΆΠ΅Π½ΠΈΡŽ Π’ , ΡƒΠΌΠ½ΠΎΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΠΌΡƒ Π½Π° Ρ‚ΠΎΠΊ I :

P = V Γ— I

Π’Π°ΠΊ ΠΊΠ°ΠΊ энСргия E это ΠΌΠΎΡ‰Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ P умноТСнная Π½Π° врСмя 9004 Π§Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ Π½Π°ΠΉΡ‚ΠΈ Π·Π°ΠΏΠ°ΡΠ΅Π½Π½ΡƒΡŽ Π² Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅Π΅ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ, Π½ΡƒΠΆΠ½ΠΎ ΡƒΠΌΠ½ΠΎΠΆΠΈΡ‚ΡŒ ΠΎΠ±Π΅ части уравнСния Π½Π° врСмя:

E = V Γ— I Γ— T

НадСюсь, Π²Ρ‹ ΠΏΠΎΠΌΠ½ΠΈΡ‚Π΅, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π°ΠΌΠΏΠ΅Ρ€-часы ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ ΠΌΠ΅Ρ€ΠΎΠΉ элСктричСского заряда Q (Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ аккумулятора). Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, ΠΎΠΊΠΎΠ½Ρ‡Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Π°Ρ вСрсия Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Π° Смкости аккумулятора выглядит Ρ‚Π°ΠΊ:

E = V Γ— Q ,

Π³Π΄Π΅:

  • E – ЭнСргия, запасСнная Π² аккумуляторС, выраТСнная Π² Π²Π°Ρ‚Ρ‚-часах;
  • Π’ – НапряТСниС аккумулятора; ΠΈ
  • Q
    – Π•ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ аккумулятора, измСряСтся Π² Π°ΠΌΠΏΠ΅Ρ€-часах.

Как Ρ€Π°ΡΡΡ‡ΠΈΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ Π°ΠΌΠΏΠ΅Ρ€-часы?

ΠŸΡ€Π΅Π΄ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΠΌ, Π²Ρ‹ Ρ…ΠΎΡ‚ΠΈΡ‚Π΅ ΡƒΠ·Π½Π°Ρ‚ΡŒ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ вашСй Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ , зная Π΅Π΅ напряТСниС ΠΈ запасСнная Π² Π½Π΅ΠΌ энСргия.

  1. Π—Π°ΠΏΠΈΡˆΠΈΡ‚Π΅ напряТСниС . Π’ этом ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π΅ ΠΌΡ‹ возьмСм ΡΡ‚Π°Π½Π΄Π°Ρ€Ρ‚Π½ΡƒΡŽ Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΡŽ Π½Π° 12 Π’.

  2. Π’Ρ‹Π±Π΅Ρ€ΠΈΡ‚Π΅ количСство энСргии, хранящСйся Π² аккумуляторС. Допустим, это 26,4 Π’Ρ‚Ρ‡.

  3. Π’Π²Π΅Π΄ΠΈΡ‚Π΅ эти числа Π² ΡΠΎΠΎΡ‚Π²Π΅Ρ‚ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ поля ΠΊΠ°Π»ΡŒΠΊΡƒΠ»ΡΡ‚ΠΎΡ€Π° Π°ΠΌΠΏΠ΅Ρ€-часов Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ. Он ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Ρƒ, ΡƒΠΏΠΎΠΌΡΠ½ΡƒΡ‚ΡƒΡŽ Π²Ρ‹ΡˆΠ΅:

    Π• = Π’ Γ— Q

    Q = E / V = ​​26,4 / 12 = 2,2 Ач

  4. Π•ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ аккумулятора Ρ€Π°Π²Π½Π° 2,2 Ач .

ΠšΠ°Π»ΡŒΠΊΡƒΠ»ΡΡ‚ΠΎΡ€ Смкости Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ: Ρ€Π°ΡΡˆΠΈΡ€Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ Ρ€Π΅ΠΆΠΈΠΌ

Если ΠΎΡ‚ΠΊΡ€Ρ‹Ρ‚ΡŒ Ρ€Π°ΡΡˆΠΈΡ€Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ Ρ€Π΅ΠΆΠΈΠΌ этого ΠΊΠ°Π»ΡŒΠΊΡƒΠ»ΡΡ‚ΠΎΡ€Π° Смкости Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ, ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Ρ€Π°ΡΡΡ‡ΠΈΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ Ρ‚Ρ€ΠΈ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΡ… ΠΏΠ°Ρ€Π°ΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€Π° Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ.

  1. C-Ρ€Π΅ΠΉΡ‚ΠΈΠ½Π³ аккумулятора. C-rate ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚ΡΡ для описания скорости зарядки ΠΈ разрядки аккумулятора. НапримСр, аккумулятору 1Π‘ трСбуСтся ΠΎΠ΄ΠΈΠ½ час ΠΏΡ€ΠΈ 100 А, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ Π½Π°Π³Ρ€ΡƒΠ·ΠΈΡ‚ΡŒ 100 Ач. Аккумулятору 2C потрСбуСтся всСго полчаса, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ Π·Π°Ρ€ΡΠ΄ΠΈΡ‚ΡŒ 100 Ач, Π° аккумулятору 0,5C β€” Π΄Π²Π° часа.

  2. Π’ΠΎΠΊ разряда. Π­Ρ‚ΠΎ Ρ‚Π΅ΠΊΡƒΡ‰ΠΈΠΉ I , ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅ΠΌΡ‹ΠΉ для зарядки ΠΈΠ»ΠΈ разрядки аккумулятора. Он связан с C-rate ΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠΌ ΡƒΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ:

    I = C-ΡΠΊΠΎΡ€ΠΎΡΡ‚ΡŒ Γ— Q

  3. ВрСмя Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‹ Π½Π° ΠΏΠΎΠ»Π½ΡƒΡŽ ΠΌΠΎΡ‰Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ. Π­Ρ‚ΠΎ просто врСмя t , Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΠ΅ для ΠΏΠΎΠ»Π½ΠΎΠΉ зарядки ΠΈΠ»ΠΈ разрядки аккумулятора ΠΏΡ€ΠΈ использовании Ρ‚ΠΎΠΊΠ° разряда, измСряСмоС Π² ΠΌΠΈΠ½ΡƒΡ‚Π°Ρ…. Π’Ρ‹ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚Π΅ Ρ€Π°ΡΡΡ‡ΠΈΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ это ΠΊΠ°ΠΊ t = 1/C .

Bogna Szyk

Voltage

V

Battery capacity

Watt-hours or joules

Check out 33 similar tech and electronics calculators πŸ’»

3D printing costAmdahl’s lawBattery life… 30 more

EV design – battery calculation – x-engineer.org

Π’Ρ‹ΡΠΎΠΊΠΎΠ²ΠΎΠ»ΡŒΡ‚Π½Π°Ρ батарСя являСтся ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΌ ΠΈΠ· Π½Π°ΠΈΠ±ΠΎΠ»Π΅Π΅ Π²Π°ΠΆΠ½Ρ‹Ρ… ΠΊΠΎΠΌΠΏΠΎΠ½Π΅Π½Ρ‚ΠΎΠ² аккумуляторной Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ элСктромобиля (BEV) . ΠŸΠ°Ρ€Π°ΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€Ρ‹ аккумулятора ΠΎΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ Π·Π½Π°Ρ‡ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ΅ влияниС Π½Π° Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠ΅ ΠΊΠΎΠΌΠΏΠΎΠ½Π΅Π½Ρ‚Ρ‹ ΠΈ характСристики автомобиля, Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€:

  • ΠΌΠ°ΠΊΡΠΈΠΌΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ крутящий ΠΌΠΎΠΌΠ΅Π½Ρ‚ тягового двигатСля
  • ΠΌΠ°ΠΊΡΠΈΠΌΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ крутящий ΠΌΠΎΠΌΠ΅Π½Ρ‚ Ρ€Π΅ΠΊΡƒΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΠΈΠ²Π½ΠΎΠ³ΠΎ тормоТСния
  • запас Ρ…ΠΎΠ΄Π° автомобиля
  • ΠΎΠ±Ρ‰ΠΈΠΉ вСс автомобиля
  • Ρ†Π΅Π½Π° автомобиля

ΠŸΠΎΡ‡Ρ‚ΠΈ всС основныС аспСкты чисто элСктричСского транспортного срСдства (EV) зависят ΠΎΡ‚ ΠΏΠ°Ρ€Π°ΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€ΠΎΠ² high напряТСниС Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ .

Для нашСй конструкции аккумулятора элСктромобиля ΠΌΡ‹ собираСмся Π½Π°Ρ‡Π°Ρ‚ΡŒ с 4 основных Π²Ρ…ΠΎΠ΄Π½Ρ‹Ρ… ΠΏΠ°Ρ€Π°ΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€ΠΎΠ²:

  • химия
  • напряТСниС
  • срСднСС ΠΏΠΎΡ‚Ρ€Π΅Π±Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ энСргии транспортным срСдством Π² Π΅Π·Π΄ΠΎΠ²ΠΎΠΌ Ρ†ΠΈΠΊΠ»Π΅
  • запас Ρ…ΠΎΠ΄Π°

Аккумуляторная батарСя состоит ΠΈΠ· ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΈΠ»ΠΈ Π½Π΅ΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΈΡ… Π³Π°Π»ΡŒΠ²Π°Π½ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΠΈΡ… элСмСнтов ( аккумуляторных элСмСнтов ), ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΠΏΡ€Π΅ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΡƒΡŽΡ‚ Ρ…ΠΈΠΌΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΡƒΡŽ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ Π² ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΡƒΡŽ (Π²ΠΎ врСмя разрядки) ΠΈ ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΡƒΡŽ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ Π² Ρ…ΠΈΠΌΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΡƒΡŽ. энСргии (Π²ΠΎ врСмя зарядки). Π’ΠΈΠΏ элСмСнтов, содСрТащихся Π² Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅Π΅, ΠΈ химичСскиС Ρ€Π΅Π°ΠΊΡ†ΠΈΠΈ Π²ΠΎ врСмя разрядки-зарядки ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΡΡŽΡ‚ химичСский состав Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ .

Аккумуляторная батарСя состоит ΠΈΠ· пяти основных ΠΊΠΎΠΌΠΏΠΎΠ½Π΅Π½Ρ‚ΠΎΠ²: элСктродов – Π°Π½ΠΎΠ΄Π° ΠΈ ΠΊΠ°Ρ‚ΠΎΠ΄Π°, сСпараторов, ΠΊΠ»Π΅ΠΌΠΌ, элСктролита ΠΈ ΠΊΠΎΠΆΡƒΡ…Π°Β ΠΈΠ»ΠΈ ΠΊΠΎΠΆΡƒΡ…Π°. Для Π°Π²Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ±ΠΈΠ»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… ΠΏΡ€ΠΈΠ»ΠΎΠΆΠ΅Π½ΠΈΠΉ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡŽΡ‚ΡΡ Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹Π΅ Ρ‚ΠΈΠΏΡ‹ элСмСнтов [1]:

Π˜Π·ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅: Π Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹Π΅ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡ‹ элСмСнтов Π»ΠΈΡ‚ΠΈΠΉ-ΠΈΠΎΠ½Π½Ρ‹Ρ… аккумуляторов
Авторы ΠΈ ΠΏΡ€Π°Π²Π°: [1]

ΠžΡ‚Π΄Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ элСмСнты аккумуляторов сгруппированы Π² Π΅Π΄ΠΈΠ½Ρ‹ΠΉ мСханичСский ΠΈ элСктричСский Π±Π»ΠΎΠΊ, Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅ΠΌΡ‹ΠΉ ΠΌΠΎΠ΄ΡƒΠ»ΡŒ Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ . ΠœΠΎΠ΄ΡƒΠ»ΠΈ элСктричСски соСдинСны Π² аккумуляторная батарСя .

БущСствуСт нСсколько Ρ‚ΠΈΠΏΠΎΠ² Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΉ (химия), ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅ΠΌΡ‹Ρ… Π² силовых установках Π³ΠΈΠ±Ρ€ΠΈΠ΄Π½Ρ‹Ρ… ΠΈ элСктричСских транспортных срСдств, Π½ΠΎ ΠΌΡ‹ Π±ΡƒΠ΄Π΅ΠΌ Ρ€Π°ΡΡΠΌΠ°Ρ‚Ρ€ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ Π»ΠΈΡ‚ΠΈΠΉ-ΠΈΠΎΠ½Π½Ρ‹Ρ… элСмСнтов . Основная ΠΏΡ€ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π° Π·Π°ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Π΅Ρ‚ΡΡ Π² Ρ‚ΠΎΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π»ΠΈΡ‚ΠΈΠΉ-ΠΈΠΎΠ½Π½Ρ‹Π΅ аккумуляторы ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ Π²Ρ‹ΡΠΎΠΊΡƒΡŽ ΡƒΠ΄Π΅Π»ΡŒΠ½ΡƒΡŽ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ [Π’Ρ‚Ρ‡/ΠΊΠ³] ΠΈ ΡƒΠ΄Π΅Π»ΡŒΠ½ΡƒΡŽ ΠΌΠΎΡ‰Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ [Π’Ρ‚/ΠΊΠ³] ΠΏΠΎ ΡΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΡŽ с Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠΌΠΈ Ρ‚ΠΈΠΏΠ°ΠΌΠΈ [2].

Π˜Π·ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅: Π£Ρ€ΠΎΠ²Π΅Π½ΡŒ ячСйки Π½Π° Π΄ΠΈΠ°Π³Ρ€Π°ΠΌΠΌΠ΅ Π Π°Π³ΠΎΠ½Π°, Π°Π΄Π°ΠΏΡ‚ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½Π½Ρ‹ΠΉ ΠΈΠ· Van Den Bossche 2009
ΠšΡ€Π΅Π΄ΠΈΡ‚: [2]

Π£Ρ€ΠΎΠ²Π΅Π½ΡŒ напряТСния Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ опрСдСляСт ΠΌΠ°ΠΊΡΠΈΠΌΠ°Π»ΡŒΠ½ΡƒΡŽ ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΡƒΡŽ ΠΌΠΎΡ‰Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ, которая ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π½Π΅ΠΏΡ€Π΅Ρ€Ρ‹Π²Π½ΠΎ ΠΏΠΎΠ΄Π°Π²Π°Ρ‚ΡŒΡΡ. Π‘ΠΈΠ»Π° P [Π’Ρ‚] являСтся ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ напряТСния U [Π’] Π½Π° Ρ‚ΠΎΠΊ I [A] : \[P = U \cdot I \tag{1}\]

Π§Π΅ΠΌ Π²Ρ‹ΡˆΠ΅ Ρ‚ΠΎΠΊ, Ρ‚Π΅ΠΌ большС Π΄ΠΈΠ°ΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€ Π²Ρ‹ΡΠΎΠΊΠΎΠ²ΠΎΠ»ΡŒΡ‚Π½Ρ‹Ρ… ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΎΠ² ΠΈ Π²Ρ‹ΡˆΠ΅ Ρ‚Π΅ΠΏΠ»ΠΎΠ²Ρ‹Π΅ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Ρ€ΠΈ. По этой ΠΏΡ€ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π΅ Ρ‚ΠΎΠΊ Π΄ΠΎΠ»ΠΆΠ΅Π½ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ ΠΎΠ³Ρ€Π°Π½ΠΈΡ‡Π΅Π½ Π΄ΠΎ максимума, Π° номинальная ΠΌΠΎΡ‰Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ Π΄ΠΎΠ»ΠΆΠ½Π° Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡Π΅Π½Π° Π·Π° счСт Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ высокого напряТСния. Для нашСго прилоТСния ΠΌΡ‹ рассмотрим номинальноС напряТСниС 400 Π’ .

Π’ ΡΡ‚Π°Ρ‚ΡŒΠ΅Β ΠšΠΎΠ½ΡΡ‚Ρ€ΡƒΠΊΡ†ΠΈΡ элСктромобиля – энСргопотрСблСниС ΠΌΡ‹ рассчитали срСднСС энСргопотрСблСниС для силовой установки E p ΠΊΠ°ΠΊ 137,8 Π’Ρ‚Ρ‡/ΠΊΠΌ Π² Π΅Π·Π΄ΠΎΠ²ΠΎΠΌ Ρ†ΠΈΠΊΠ»Π΅ WLTC. Помимо энСргии, Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΠΉ для двиТСния, Π²Ρ‹ΡΠΎΠΊΠΎΠ²ΠΎΠ»ΡŒΡ‚Π½Π°Ρ батарСя Π΄ΠΎΠ»ΠΆΠ½Π° ΠΏΠΎΡΡ‚Π°Π²Π»ΡΡ‚ΡŒ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ для Π²ΡΠΏΠΎΠΌΠΎΠ³Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… устройств автомобиля E aux [Π’Ρ‚Ρ‡/ΠΊΠΌ] , Ρ‚Π°ΠΊΠΈΡ… ΠΊΠ°ΠΊ: элСктричСская систСма 12 Π’, ΠΎΡ‚ΠΎΠΏΠ»Π΅Π½ΠΈΠ΅, ΠΎΡ…Π»Π°ΠΆΠ΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΈ Ρ‚. Π΄. ΠšΡ€ΠΎΠΌΠ΅ Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, ΠΌΡ‹ Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎ ΡƒΡ‡ΠΈΡ‚Ρ‹Π²Π°Ρ‚ΡŒ ΠšΠŸΠ” трансмиссии Ξ· p Β [-] ΠΏΡ€ΠΈ ΠΏΡ€Π΅ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠΈ элСктричСской энСргии Π² ΠΌΠ΅Ρ…Π°Π½ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΡƒΡŽ.

\[E_{avg} = \left ( E_{p} + E_{aux} \right ) \cdot \left ( 2 – \eta_{p} \right ) \tag{2}\]

Для энСргопотрСблСния Π²ΡΠΏΠΎΠΌΠΎΠ³Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… устройств ΠΌΡ‹ собираСмся ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ Π΄Π°Π½Π½Ρ‹Π΅ ΠΈΠ· [3], ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ содСрТат Ρ‚ΠΈΠΏΠΈΡ‡Π½Ρ‹Π΅ трСбования ΠΊ мощности Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… ΠΎΠ±Ρ‰ΠΈΡ… элСктричСских ΠΊΠΎΠΌΠΏΠΎΠ½Π΅Π½Ρ‚ΠΎΠ² автомобиля (Π²ΡΠΏΠΎΠΌΠΎΠ³Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… Π½Π°Π³Ρ€ΡƒΠ·ΠΎΠΊ). ΠŸΡ€ΠΎΠ΄ΠΎΠ»ΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ элСктричСскиС Π½Π°Π³Ρ€ΡƒΠ·ΠΊΠΈΒ (Ρ„Π°Ρ€Ρ‹, ΠΌΡƒΠ»ΡŒΡ‚ΠΈΠΌΠ΅Π΄ΠΈΠ° ΠΈΒ Ρ‚.Β Π΄.) ΠΈ прСрывистыС Π½Π°Π³Ρ€ΡƒΠ·ΠΊΠΈ (ΠΎΠ±ΠΎΠ³Ρ€Π΅Π²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒ, стоп-сигналы, Π΄Π²ΠΎΡ€Π½ΠΈΠΊΠΈ ΠΈΒ Ρ‚.Β Π΄.) ΠΏΠΎΡ‚Ρ€Π΅Π±Π»ΡΡŽΡ‚ Π² срСднСм 430Β Π’Ρ‚ элСктроэнСргии. ΠŸΡ€ΠΎΠ΄ΠΎΠ»ΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ Ρ†ΠΈΠΊΠ»Π° WLTC составляСт 1800 с (0,5 Ρ‡), Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π΄Π°Π΅Ρ‚ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ 215 Π’Ρ‚Ρ‡ для Π²ΡΠΏΠΎΠΌΠΎΠ³Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… Π½Π°Π³Ρ€ΡƒΠ·ΠΎΠΊ. Если Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»ΠΈΡ‚ΡŒ Π΅Π³ΠΎ Π½Π° Π΄Π»ΠΈΠ½Ρƒ Π΅Π·Π΄ΠΎΠ²ΠΎΠ³ΠΎ Ρ†ΠΈΠΊΠ»Π° WLTC (23,266 ΠΊΠΌ), Ρ‚ΠΎ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΠΌ срСдний расход энСргии Π½Π° Π²ΡΠΏΠΎΠΌΠΎΠ³Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ Π½Π°Π³Ρ€ΡƒΠ·ΠΊΠΈ E Π΄ΠΎΠΏ. ΠΈΠ· 9,241 Π’Ρ‚Ρ‡/ΠΊΠΌ .

Π”Π°ΠΆΠ΅ Ссли Π’Ρ‚Ρ‡/ΠΊΠΌ Π½Π° самом Π΄Π΅Π»Π΅ Π½Π΅ энСргия, Π° факторизованная энСргия, ΠΏΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ ΠΎΠ½Π° Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½Π° Π½Π° Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Ρƒ расстояния (ΠΊΠΌ), для простоты ΠΌΡ‹ Π±ΡƒΠ΄Π΅ΠΌ Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°Ρ‚ΡŒ Π΅Π΅ срСднСй энСргиСй.

ΠŸΠΎΡΡ‚ΠΎΡΠ½Π½Ρ‹ΠΉ Ρ‚ΠΎΠΊ (DC), ΠΏΠΎΠ΄Π°Π²Π°Π΅ΠΌΡ‹ΠΉ аккумулятором, прСобразуСтся ΠΈΠ½Π²Π΅Ρ€Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΌ Π² ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ Ρ‚ΠΎΠΊ (AC). Π­Ρ‚ΠΎ ΠΏΡ€Π΅ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ происходит с ΡΠΎΠΏΡƒΡ‚ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠΌΠΈ потСрями. ΠšΡ€ΠΎΠΌΠ΅ Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΄Π²ΠΈΠ³Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒ ΠΈ трансмиссия ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Ρ€ΠΈ, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎ ΡƒΡ‡ΠΈΡ‚Ρ‹Π²Π°Ρ‚ΡŒ. Для этого упраТнСния ΠΌΡ‹ Π±ΡƒΠ΄Π΅ΠΌ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΡΡ€Π΅Π΄Π½ΡŽΡŽ ΡΡ„Ρ„Π΅ΠΊΡ‚ΠΈΠ²Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ 9.0237 Ξ· Ρ€ ΠΈΠ· 0,9 ΠΎΡ‚ аккумулятора ΠΊ колСсу.

Π—Π°ΠΌΠ΅Π½Π° Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠΉ Π² (2) Π΄Π°Π΅Ρ‚ срСднСС ΠΏΠΎΡ‚Ρ€Π΅Π±Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ энСргии: Аккумуляторная батарСя Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ рассчитана Π½Π° срСднСС ΠΏΠΎΡ‚Ρ€Π΅Π±Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ энСргии 161,7451 Π’Ρ‚Ρ‡/ΠΊΠΌ .

АрхитСктуры Π±Π»ΠΎΠΊΠΎΠ² Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΉ

ВсС Π±Π»ΠΎΠΊΠΈ Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΉ высокого напряТСния состоят ΠΈΠ· элСмСнтов Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ , располоТСнных Π² ряды ΠΈ ΠΌΠΎΠ΄ΡƒΠ»ΠΈ. ΠΠΊΠΊΡƒΠΌΡƒΠ»ΡΡ‚ΠΎΡ€Π½ΡƒΡŽ ячСйку ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Ρ€Π°ΡΡΠΌΠ°Ρ‚Ρ€ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΠΊΠ°ΠΊ наимСньшСС Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ напряТСния.

Π˜Π·ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅: Π―Ρ‡Π΅ΠΉΠΊΠ° Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ

ΠžΡ‚Π΄Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ ячСйки Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ сгруппированы ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ ΠΈ/ΠΈΠ»ΠΈ ΠΏΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ Π² Π²ΠΈΠ΄Π΅ ΠΌΠΎΠ΄ΡƒΠ»Π΅ΠΉ . ΠšΡ€ΠΎΠΌΠ΅ Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, аккумуляторныС ΠΌΠΎΠ΄ΡƒΠ»ΠΈ ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ соСдинСны ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ ΠΈ/ΠΈΠ»ΠΈ ΠΏΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ для создания аккумуляторной Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ . Π’ зависимости ΠΎΡ‚ ΠΏΠ°Ρ€Π°ΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€ΠΎΠ² Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ нСсколько ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½Π΅ΠΉ ΠΌΠΎΠ΄ΡƒΠ»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΠΈ.

ΠžΠ±Ρ‰Π΅Π΅ напряТСниС аккумуляторной Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ опрСдСляСтся количСством ΠΏΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ соСдинСнных элСмСнтов. НапримСр, ΠΎΠ±Ρ‰Π΅Π΅ (строчноС) напряТСниС 6 ΠΏΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ соСдинСнных ячССк Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ суммой ΠΈΡ… ΠΈΠ½Π΄ΠΈΠ²ΠΈΠ΄ΡƒΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… напряТСний.

Π˜Π·ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅: Π¦Π΅ΠΏΠΎΡ‡ΠΊΠ° элСмСнтов Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ

Π§Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ Ρ‚ΠΎΠΊΠΎΠ΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ Смкости Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ, Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎ ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ ΡΠΎΠ΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ‚ΡŒ большС Ρ†Π΅ΠΏΠΎΡ‡Π΅ΠΊ. НапримСр, 3 Ρ†Π΅ΠΏΠΎΡ‡ΠΊΠΈ, соСдинСнныС ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ, Π²Ρ‚Ρ€ΠΎΠ΅ ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡Π°Ρ‚ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΈ Ρ‚ΠΎΠΊ аккумулятора.

Π˜Π·ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅: ΠŸΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ Ρ†Π΅ΠΏΠΎΡ‡ΠΊΠΈ аккумуляторных Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΉ

Π’Ρ‹ΡΠΎΠΊΠΎΠ²ΠΎΠ»ΡŒΡ‚Π½Ρ‹ΠΉ аккумуляторный Π±Π»ΠΎΠΊ Mitsubishi i-MiEV состоит ΠΈΠ· 22 ΠΌΠΎΠ΄ΡƒΠ»Π΅ΠΉ, состоящих ΠΈΠ· 88 ΠΏΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ соСдинСнных элСмСнтов. ΠšΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΉ ΠΌΠΎΠ΄ΡƒΠ»ΡŒ содСрТит 4 призматичСскиС ячСйки. НапряТСниС ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠΉ ячСйки 3,7 Π’, ΠΎΠ±Ρ‰Π΅Π΅ напряТСниС аккумуляторной Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ 330 Π’.

Π˜Π·ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅: Аккумулятор (ΠΌΠΎΠ΄ΡƒΠ»ΠΈ ΠΈ элСмСнты)
Авторы ΠΈ ΠΏΡ€Π°Π²Π°: Mitsubishi

Π”Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠΌ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ΠΎΠΌ являСтся Π²Ρ‹ΡΠΎΠΊΠΎΠ²ΠΎΠ»ΡŒΡ‚Π½Ρ‹ΠΉ аккумулятор Tesla Model S, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚:

  • 74 элСмСнта Π² ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ Π³Ρ€ΡƒΠΏΠΏΠ΅
  • 6 Π³Ρ€ΡƒΠΏΠΏ ΠΏΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ для ΠΌΠΎΠ΄ΡƒΠ»ΡŒ
  • 16 ΠΌΠΎΠ΄ΡƒΠ»Π΅ΠΉ ΠΏΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ
  • 7104 элСмСнта всСго

Π˜Π·ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅: аккумуляторная батарСя Tesla Model S
ΠšΡ€Π΅Π΄ΠΈΡ‚: Tesla

РасчСт аккумуляторной Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ

Π§Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ Π²Ρ‹Π±Ρ€Π°Ρ‚ΡŒ, ΠΊΠ°ΠΊΠΈΠ΅ аккумуляторныС Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ Π±ΡƒΠ΄ΡƒΡ‚ Π² нашСй ΡƒΠΏΠ°ΠΊΠΎΠ²ΠΊΠ΅, ΠΌΡ‹ ΠΏΡ€ΠΎΠ°Π½Π°Π»ΠΈΠ·ΠΈΡ€ΡƒΠ΅ΠΌ нСсколько ΠΌΠΎΠ΄Π΅Π»Π΅ΠΉ аккумуляторных Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΉ, доступных Π½Π° Ρ€Ρ‹Π½ΠΊΠ΅. Π’ этом ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π΅ ΠΌΡ‹ сосрСдоточимся Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ Π½Π° Π»ΠΈΡ‚ΠΈΠΉ-ΠΈΠΎΠ½Π½Ρ‹Ρ… элСмСнтах. Π’Ρ…ΠΎΠ΄Π½Ρ‹Π΅ ΠΏΠ°Ρ€Π°ΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€Ρ‹ аккумуляторных элСмСнтов ΠΏΡ€ΠΈΠ²Π΅Π΄Π΅Π½Ρ‹ Π² Ρ‚Π°Π±Π»ΠΈΡ†Π΅ Π½ΠΈΠΆΠ΅.

ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ‡Π°Π½ΠΈΠ΅ : ΠŸΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚Π΅Π»ΠΈ аккумуляторных элСмСнтов постоянно Π²Ρ‹ΠΏΡƒΡΠΊΠ°ΡŽΡ‚ Π½ΠΎΠ²Ρ‹Π΅ ΠΌΠΎΠ΄Π΅Π»ΠΈ, Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ, Π΄Π°Π½Π½Ρ‹Π΅, ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅ΠΌΡ‹Π΅ Π² этом ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π΅, устарСли. Π­Ρ‚ΠΎ ΠΌΠ΅Π½Π΅Π΅ Π²Π°ΠΆΠ½ΠΎ, ΠΏΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ Ρ†Π΅Π»ΡŒ ΡΡ‚Π°Ρ‚ΡŒΠΈ состоит Π² Ρ‚ΠΎΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΎΠ±ΡŠΡΡΠ½ΠΈΡ‚ΡŒ, ΠΊΠ°ΠΊ выполняСтся расчСт. Π’ΠΎΡ‚ ΠΆΠ΅ ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΎΠ΄ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ для Π»ΡŽΠ±Ρ‹Ρ… Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΡ… аккумуляторных элСмСнтов.

ΠŸΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒ Panasonic A123-Systems Molicel A123-Systems Toshiba0350 Kokam
Type cylindrical cylindrical cylindrical pouch pouch pouch
Model NCR18650B ANR26650m1-B ICR-18650K 20 Ач 20 Ач SLPB7570270
Π˜ΡΡ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΈΠΊ [4] [5] 9 9047 [6] 9047 [6]0347 [7] [8] [9]
Length [m] 0. 0653 0.065 0.0652 0 0 0
Diameter [m ] 0.0185 0.026 0.0186 0 0 0
Height [m] 0 0 0 0.227 0.103 0.272
Width [m] 0 0 0 0.16 0.115 0.082
Thickness [m] 0 0 0 0.00725 0.022 0.0077
Mass [kg] 0.0485 0.076 0.05 0.496 0.51 0.317
Capacity [Ah] 3.2 2.5 2. 6 19.5 20 15.6
Voltage [V] 3.6 3.3 3.7 3.3 2.3 3.6
C-rate (cont.) 1 10 1 1 1 2
C-rate (peak) 1 24 2 10 1 3

Based on the cell parameters provided by the manufacturers, we can calculate the energy содСрТаниС, объСм, гравимСтричСская ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ и объСмная ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ для ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠΉ ячСйки.

ОбъСм ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠΉ ячСйки рассчитываСтся ΠΊΠ°ΠΊ:

  • цилиндричСских ячССк, V ΠΊΡƒΠ±.см [ΠΌ 3 ]
  • 92}{4} \cdot L_{bc} \tag{1}\]

    Π³Π΄Π΅:
    D bc [ΠΌ] – Π΄ΠΈΠ°ΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€ элСмСнта аккумулятора
    L bc [ΠΌ] – Π΄Π»ΠΈΠ½Π° элСмСнта аккумулятора

    • Ρ‡Π΅Ρ…ΠΎΠ» ячССк, Π’ pc [m 3 ]

    \[V_{pc} = H_{bc} \cdot W_{bc} \cdot T_{bc} \tag{2}\]

    Π³Π΄Π΅:
    H bc [ΠΌ] – высота ячСйки Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ
    W bc [ΠΌ] – ΡˆΠΈΡ€ΠΈΠ½Π° ячСйки Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ
    T bc [ΠΌ] – Ρ‚ΠΎΠ»Ρ‰ΠΈΠ½Π° ячСйки Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ

    ЭнСргия ячСйки Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ E bc [Π’Ρ‚Ρ‡] рассчитываСтся ΠΊΠ°ΠΊ:

    \[E_{bc} = C_{bc} \cdot U_{bc} \tag{3}\]

    Π³Π΄Π΅:
    C bc [Ah] – Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ элСмСнта Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ
    U bc [Π’] – напряТСниС элСмСнта Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ

    ΠŸΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ энСргии элСмСнта Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ рассчитываСтся ΠΊΠ°ΠΊ:

    • объСмная ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ энСргии , u Π’ [Π’Ρ‚Ρ‡/ΠΌ 1 906]

    \[u_{V} = \frac{E_{bc}}{V_{cc(pc)}} \tag{4}\]

    • гравимСтричСская ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ энСргии , u G [Π’Ρ‚Ρ‡/ΠΊΠ³]

    \[u_{G} =\frac{E_{bc}}{m_{bc}} \tag{5}\]

    Π³Π΄Π΅:
    ΠΌ Π΄ΠΎ Π½. э. [ΠΊΠ³] – масса элСмСнта Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ

    ΠŸΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ энСргии для ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠ³ΠΎ элСмСнта ΠΏΡ€ΠΈΠ²Π΅Π΄Π΅Π½Π° Π² Ρ‚Π°Π±Π»ΠΈΡ†Π΅ Π½ΠΈΠΆΠ΅.

    Manufacturer Panasonic A123-Systems Molicel A123-Systems Toshiba Kokam
    Type cylindrical cylindrical cylindrical pouch pouch pouch
    Model NCR18650B ANR26650m1-B ICR-18650K 20Ah 20Ah SLPB7570270
    ЭнСргия [Π’Ρ‚Ρ‡] 11,52 8,25 9,62 64,35 46 56,16

    0
    Volume [l] 0.017553 0.034510 0.017716 0.263320 0.260590 0. 171741
    Energy density
    gravimetric [Wh/kg]
    237.53 108.55 192.40 129,74 90,20 177,16
    ЭнСргСтичСская ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ
    объСмная [Π’Ρ‚Ρ‡/Π»]
    2904,31 656,31.06 543,01 244,38 176,52 327

    Для Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΈΠΌΠ΅Ρ‚ΡŒ Π»ΡƒΡ‡ΡˆΠΈΠΉ ΠΎΠ±Π·ΠΎΡ€ ΠΏΠ°Ρ€Π°ΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€ΠΎΠ² ячССк Π½Π° Π³Ρ€Π°Ρ„ΠΈΠΊΠ°Ρ… Π½ΠΈΠΆΠ΅ ΠΈ ΡƒΠΏΡ€ΠΎΡΡ‚ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΈΡ… сравнСниС, основныС ΠΏΠ°Ρ€Π°ΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€Ρ‹ ΠΎΡ‚ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ°ΡŽΡ‚ΡΡ Π² Π²ΠΈΠ΄Π΅ столбцов.

    Π˜Π·ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅: НапряТСниС элСмСнта Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ

    Π˜Π·ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅: Π•ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ элСмСнта Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ

    Π˜Π·ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅: ОбъСмная ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ энСргии элСмСнта Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ

    Π˜Π·ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅: ГравимСтричСская ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ энСргии ячСйки Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ

    Π‘ ΡƒΡ‡Π΅Ρ‚ΠΎΠΌ ΡƒΠΊΠ°Π·Π°Π½Π½Ρ‹Ρ… Π²Ρ‹ΡˆΠ΅ ΠΏΠ°Ρ€Π°ΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€ΠΎΠ² ячСйки ΠΈ основных Ρ‚Ρ€Π΅Π±ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠΉ ΠΊ Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅Π΅ (номинальноС напряТСниС, срСднСС ΠΏΠΎΡ‚Ρ€Π΅Π±Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ энСргии ΠΈ запас Ρ…ΠΎΠ΄Π° автомобиля) ΠΌΡ‹ рассчитываСм основныС ΠΏΠ°Ρ€Π°ΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€Ρ‹ Π²Ρ‹ΡΠΎΠΊΠΎΠ²ΠΎΠ»ΡŒΡ‚Π½ΠΎΠΉ Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ. .

    ВрСбуСмая общая энСргия аккумуляторной Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ E bp [Π’Ρ‚Ρ‡] рассчитываСтся ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ срСднСго потрСблСния энСргии E avg [Π’Ρ‚Ρ‡/ΠΊΠΌ] Π½Π° запас Ρ…ΠΎΠ΄Π° автомобиля D v [ΠΊΠΌ]. Π’ этом ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π΅ ΠΌΡ‹ Ρ€Π°Π·Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π°Π΅ΠΌ Π±Π»ΠΎΠΊ Π²Ρ‹ΡΠΎΠΊΠΎΠ²ΠΎΠ»ΡŒΡ‚Π½Ρ‹Ρ… Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΉ для ΠΏΡ€ΠΎΠ±Π΅Π³Π° автомобиля 250 ΠΊΠΌ .

    \[E_{bp} = E_{avg} \cdot D_{v} = 161,7451 \cdot 250 = 40436,275 \text{ Π’Ρ‚Β·Ρ‡} = 40,44 \text{ ΠΊΠ’Ρ‚Β·Ρ‡} \tag{6}\]

    Π‘Π»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ расчСты Π±ΡƒΠ΄ΡƒΡ‚ Π²Ρ‹ΠΏΠΎΠ»Π½ΡΡ‚ΡŒΡΡ для ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠ³ΠΎ Ρ‚ΠΈΠΏΠ° ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΎΠΊ. Для этого ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π° ΠΌΡ‹ Π±ΡƒΠ΄Π΅ΠΌ ΡΡ‡ΠΈΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ аккумуляторная батарСя состоит Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ ΠΈΠ· Π½Π΅ΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΈΡ… Ρ†Π΅ΠΏΠΎΡ‡Π΅ΠΊ , соСдинСнных ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ .

    ΠšΠΎΠ»ΠΈΡ‡Π΅ΡΡ‚Π²ΠΎ элСмСнтов Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ, соСдинСнных ΠΏΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ N cs [-] Π² строкС рассчитываСтся ΠΏΡƒΡ‚Π΅ΠΌ дСлСния номинального напряТСния аккумуляторной Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ U bp [Π’] Π½Π° напряТСниС ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠΉ ячСйки Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ U bc [Π’]. ΠšΠΎΠ»ΠΈΡ‡Π΅ΡΡ‚Π²ΠΎ строк Π΄ΠΎΠ»ΠΆΠ½ΠΎ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ Ρ†Π΅Π»Ρ‹ΠΌ числом. ΠŸΠΎΡΡ‚ΠΎΠΌΡƒ Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚ вычислСния округляСтся Π΄ΠΎ большСго Ρ†Π΅Π»ΠΎΠ³ΠΎ числа.

    \[N_{cs} = \frac{U_{bp}}{U_{bc}} \tag{7}\]

    ЭнСргСтичСскоС содСрТаниС струны E bs [Π’Ρ‚Ρ‡] Ρ€Π°Π²Π½ΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ числом ΠΏΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ соСдинСнных элСмСнтов аккумуляторной Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ N cs [-] ΠΈ энСргия элСмСнта Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ E bc [Π’Ρ‚Ρ‡].

    \[E_{bs} = N_{cs} \cdot E_{bc} \tag{8}\]

    ΠžΠ±Ρ‰Π΅Π΅ количСство Ρ†Π΅ΠΏΠΎΡ‡Π΅ΠΊ аккумуляторной Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ N sb [-] вычисляСтся ΠΏΡƒΡ‚Π΅ΠΌ дСлСния ΠΎΠ±Ρ‰Π΅ΠΉ энСргии аккумуляторной Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ E bp [Π’Ρ‚Ρ‡] ΠΊ энСргСтичСскому ΡΠΎΠ΄Π΅Ρ€ΠΆΠ°Π½ΠΈΡŽ строки E bs [Π’Ρ‚Ρ‡]. ΠšΠΎΠ»ΠΈΡ‡Π΅ΡΡ‚Π²ΠΎ строк Π΄ΠΎΠ»ΠΆΠ½ΠΎ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ Ρ†Π΅Π»Ρ‹ΠΌ числом. ΠŸΠΎΡΡ‚ΠΎΠΌΡƒ Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚ вычислСния округляСтся Π΄ΠΎ большСго Ρ†Π΅Π»ΠΎΠ³ΠΎ числа.

    \[N_{sb} = \frac{E_{bp}}{E_{bs}} \tag{9}\]

    Π’Π΅ΠΏΠ΅Ρ€ΡŒ ΠΌΡ‹ ΠΌΠΎΠΆΠ΅ΠΌ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΡΡ‡ΠΈΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ ΠΎΠ±Ρ‰ΡƒΡŽ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ аккумуляторной Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ Β E bp [Π’Ρ‚Ρ‡] ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ количСства строк N sb [-] ΠΈ энСргоСмкости ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠΉ строки E bs [Π’Ρ‚Ρ‡]. ].

    \[E_{bp} = N_{sb} \cdot E_{bs} \tag{10}\]

    Π•ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ аккумуляторной Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ C bp [Ач] рассчитываСтся ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ числа строки N sb [-] ΠΈ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ элСмСнта Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ C bc [Ач].

    \[C_{bp} = N_{sb} \cdot C_{bc} \tag{11}\]

    ΠžΠ±Ρ‰Π΅Π΅ количСство ячССк аккумуляторной Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ N cb [-] рассчитываСтся ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ количСством строк N sb [-] ΠΈ количСством ячССк Π² строкС N cs [-].

    \[N_{cb} = N_{sb} \cdot N_{cs} \tag{12}\]

    Π Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€ ΠΈ масса Π²Ρ‹ΡΠΎΠΊΠΎΠ²ΠΎΠ»ΡŒΡ‚Π½ΠΎΠΉ Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ Π²Π°ΠΆΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ ΠΏΠ°Ρ€Π°ΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€Π°ΠΌΠΈ, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ слСдуСт ΡƒΡ‡ΠΈΡ‚Ρ‹Π²Π°Ρ‚ΡŒ ΠΏΡ€ΠΈ ΠΏΡ€ΠΎΠ΅ΠΊΡ‚ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠΈ аккумуляторного элСктромобиля ( Π‘Π­Π’). Π’ этом ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π΅ ΠΌΡ‹ собираСмся Π²Ρ‹Ρ‡ΠΈΡΠ»ΠΈΡ‚ΡŒ объСм аккумуляторной Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ, учитывая Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ элСмСнты Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ. На самом Π΄Π΅Π»Π΅ Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎ ΡƒΡ‡ΠΈΡ‚Ρ‹Π²Π°Ρ‚ΡŒ ΠΈ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠ΅ Ρ„Π°ΠΊΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹, Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠ΅ ΠΊΠ°ΠΊ: элСктронныС схСмы, ΠΊΠΎΠ½Ρ‚ΡƒΡ€ охлаТдСния, корпус Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ, ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΊΠ° ΠΈ Ρ‚. Π΄.

    Масса аккумуляторной Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ (Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ элСмСнты) m bp [ΠΊΠ³] – это ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΎΠ±Ρ‰Π΅Π³ΠΎ количСства элСмСнтов N cb [-] Π½Π° массу ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠ³ΠΎ элСмСнта Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ m bc [ΠΊΠ³].

    \[m_{bp} = N_{cb} \cdot m_{bc} \tag{13}\]

    ОбъСм аккумуляторной Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ (Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ элСмСнты) Β V bp [m 3 ] являСтся ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ ΠΎΠ±Ρ‰Π΅Π³ΠΎ количСства элСмСнтов N cb [-] Π½Π° массу ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠ³ΠΎ элСмСнта Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ V см3 (ΡˆΡ‚) [ΠΌ 3 ]. Π­Ρ‚ΠΎΡ‚ объСм ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚ΡΡ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ для ΠΎΡ†Π΅Π½ΠΊΠΈ ΠΎΠΊΠΎΠ½Ρ‡Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ объСма аккумуляторной Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ, ΠΏΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ ΠΎΠ½ Π½Π΅ ΡƒΡ‡ΠΈΡ‚Ρ‹Π²Π°Π΅Ρ‚ Π²ΡΠΏΠΎΠΌΠΎΠ³Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ ΠΊΠΎΠΌΠΏΠΎΠ½Π΅Π½Ρ‚Ρ‹/систСмы аккумуляторной Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ.

    \[V_{bp} = N_{cb} \cdot V_{cc(pc)} \tag{14}\]

    ОбъСм Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ рассчитан ΠΊΠ°ΠΊ функция количСства строк ΠΈ количСства ячССк Π² строкС. Π­Ρ‚ΠΎΡ‚ ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΎΠ΄ расчСта большС ΠΏΠΎΠ΄Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ для цилиндричСской ячСйки, Ρ‚Π°ΠΊ ΠΊΠ°ΠΊ объСм, Π·Π°Π½ΠΈΠΌΠ°Π΅ΠΌΡ‹ΠΉ цилиндричСской ячСйкой, Π΄ΠΎΠ»ΠΆΠ΅Π½ ΡƒΡ‡ΠΈΡ‚Ρ‹Π²Π°Ρ‚ΡŒ Π²ΠΎΠ·Π΄ΡƒΡˆΠ½Ρ‹ΠΉ Π·Π°Π·ΠΎΡ€ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ ячСйками.

    ΠŸΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ Ρ‚ΠΎΠΊ строки I spc [A] являСтся ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ ΠΏΠΈΠΊΠΎΠ²ΠΎΠΉ скорости C ячСйки Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ C-rate bcp [Ρ‡ -1 ] ΠΈ Смкости ячСйки Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ C bc [Ах].

    \[I_{spc} = \text{C-rate}_{bcp} \cdot C_{bc} \tag{15}\]

    ΠŸΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ Ρ‚ΠΎΠΊ аккумуляторной Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ I bpp [A] составляСт ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΏΠΈΠΊΠΎΠ²ΠΎΠ³ΠΎ Ρ‚ΠΎΠΊΠ° Ρ†Π΅ΠΏΠΎΡ‡ΠΊΠΈ I spc [A] Π½Π° количСство Ρ†Π΅ΠΏΠΎΡ‡Π΅ΠΊ аккумуляторной Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ N sb [-].

    \[I_{bpp} = I_{spc} \cdot N_{sb} \tag{16}\]

    Пиковая ΠΌΠΎΡ‰Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ аккумуляторной Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ Β P bpp [Π’Ρ‚] – это ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΏΠΈΠΊΠΎΠ²ΠΎΠ³ΠΎ Ρ‚ΠΎΠΊΠ° аккумуляторной Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ I bpp [А] ΠΈ напряТСниС аккумуляторной Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ U bp [Π’].

    \[P_{bpp} = I_{bpp} \cdot U_{bp} \tag{17}\]

    НСпрСрывный Ρ‚ΠΎΠΊ строки C-ΡΠΊΠΎΡ€ΠΎΡΡ‚ΡŒ ячСйки Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ bcc Β [h -1 ] ΠΈ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ элСмСнта Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ C bc [Ач].

    \[I_{scc} = \text{C-rate}_{bcc} \cdot C_{bc} \tag{18}\]

    Аккумулятор , постоянный Ρ‚ΠΎΠΊ I bpc [A] ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ строкой Π½Π΅ΠΏΡ€Π΅Ρ€Ρ‹Π²Π½ΠΎΠ³ΠΎ Ρ‚ΠΎΠΊΠ° I scc [A]Β ΠΈ количСством строк аккумуляторной Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ N sb [-].

    \[I_{bpc} = I_{scc} \cdot N_{sb} \tag{19}\]

    Аккумулятор , нСпрСрывная ΠΌΠΎΡ‰Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ Β P bpc [Π’Ρ‚] β€” это ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ постоянного Ρ‚ΠΎΠΊΠ° аккумуляторной Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ I bpc [A] Π½Π° напряТСниС аккумуляторной Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ U bp [Π’].

    \[P_{bpc} = I_{bpc} \cdot U_{bp} \tag{20}\]

    Π Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Ρ‹ ΡƒΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠΉ (7)-(20) суммированы Π² Ρ‚Π°Π±Π»ΠΈΡ†Π΅ Π½ΠΈΠΆΠ΅.

    Manufacturer Panasonic A123-Systems Molicel A123-Systems Toshiba Kokam
    # of cells in string [-] 112 122 109 122 174 112
    String energy [Wh] 1290 1007 1049 7851 8004 6290
    # of strings [-] 32 41 39 6 6 7
    BP energy [kWh] 41. 29 41.27 40.89 47.10 48.02 44.03
    BP capacity [Ah] 102.4 102.5 101.4 117 120 109.2
    # total cells [-] 3584 5002 4251 732 1044 784
    BP mass [kg]* 173.8 380.2 212.6 363.1 532.4 248.5
    BP volume [l]* 63 173 75 193 272 135
    BP peak current [A] 102.4 2460 202.8 1170 120 327.6
    BP peak power [kW] 40. 96 984 81.12 468 48 131.04
    BP continuous current [A] 102.4 1025 101.4 117 120 218.4
    BP continuous power [kW] 40.96 410 40.56 46,8 48 87,36

    BP – аккумуляторный Π±Π»ΠΎΠΊ
    * – ΡƒΡ‡ΠΈΡ‚Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ аккумуляторныС элСмСнты

    цилиндричСскиС ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠΈ.

    Π’Π΅ ΠΆΠ΅ Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Ρ‹ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΏΡ€Π΅Π΄ΡΡ‚Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ Π² Π²ΠΈΠ΄Π΅ гистограмм для облСгчСния сравнСния ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹ΠΌΠΈ Ρ‚ΠΈΠΏΠ°ΠΌΠΈ аккумуляторных элСмСнтов.

    Π˜Π·ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅: ЭнСргия аккумуляторной Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ

    Π˜Π·ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅: Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ аккумулятора

    Π˜Π·ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅: ΠžΠ±Ρ‰Π΅Π΅ количСство Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΉΠ½Ρ‹Ρ… ячСйки

    Π˜Π·ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅: Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ масса аккумулятор (Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ ячСйки)

    Π˜Π·ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅: Аккумуляторная масса (Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ ячСйки)

    Π˜Π·ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ )

    Из-Π·Π° Π½ΠΈΠ·ΠΊΠΎΠΉ Смкости цилиндричСских элСмСнтов ΠΏΠΎ ΡΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΡŽ с ΠΊΠ°Ρ€ΠΌΠ°Π½Π½Ρ‹ΠΌΠΈ элСмСнтами количСство элСмСнтов, Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΡ‹Ρ… для аккумуляторной Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ, Π·Π½Π°Ρ‡ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ большС. Π‘ΠΎΠ»ΡŒΡˆΠΎΠ΅ количСство ячССк ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π²Ρ‹Π·Π²Π°Ρ‚ΡŒΒ Π΄ΠΎΠΏΠΎΠ»Π½ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ ΠΏΡ€ΠΎΠ±Π»Π΅ΠΌΡ‹ Π² области ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΊΠΈ, контроля напряТСния, надСТности Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ.

    Масса ΠΈ объСм Ρ€Π°ΡΡΡ‡ΠΈΡ‚Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ Π½Π° ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½Π΅ ячСйки с ΡƒΡ‡Π΅Ρ‚ΠΎΠΌ Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€ΠΎΠ² ΠΈ массы ячСйки. Аккумуляторная батарСя, которая Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Π½Π°Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ΡŒΡΡ Π² транспортном срСдствС, Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΈΠΌΠ΅Ρ‚ΡŒ Π΄ΠΎΠΏΠΎΠ»Π½ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ ΠΊΠΎΠΌΠΏΠΎΠ½Π΅Π½Ρ‚Ρ‹ (ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π°, элСктронныС ΠΊΠΎΠΌΠΏΠΎΠ½Π΅Π½Ρ‚Ρ‹, ΠΏΠ°ΠΉΠΊΡƒ, корпус ΠΈ Ρ‚. Π΄.), Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΡ‚ ΠΊΠ°ΠΊ ΠΊΠΎΠ½Π΅Ρ‡Π½Ρ‹ΠΉ объСм, Ρ‚Π°ΠΊ ΠΈ массу. Π’Π΅ΠΌ Π½Π΅ ΠΌΠ΅Π½Π΅Π΅, глядя Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ Π½Π° объСм ΠΈ массу ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΎΠΊ, ΠΌΡ‹ ΠΌΠΎΠΆΠ΅ΠΌ ΠΎΡ†Π΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ, какая модСль Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Π»ΡƒΡ‡ΡˆΠ΅ ΠΏΠΎ ΡΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΡŽ с Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠΉ. По массС ΠΈ ΠΎΠ±ΡŠΠ΅ΠΌΡƒ Π½Π΅Ρ‚ Ρ‡Π΅Ρ‚ΠΊΠΎΠ³ΠΎ различия ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ цилиндричСскими ΠΈ ΠΌΠ΅ΡˆΠΊΠΎΠ²ΠΈΠ΄Π½Ρ‹ΠΌΠΈ ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠ°ΠΌΠΈ. Однако каТСтся, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΉΠ½Ρ‹ΠΉ Π±Π»ΠΎΠΊ с ячСйками-ΠΌΠ΅ΡˆΠΎΡ‡ΠΊΠ°ΠΌΠΈ Π½Π΅ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ тяТСлСС ΠΈ большС.

    АккумуляторныС элСмСнты производства A123-Systems ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ высокий ΠΌΠ°ΠΊΡΠΈΠΌΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ Ρ‚ΠΎΠΊ Π½Π΅ΠΏΡ€Π΅Ρ€Ρ‹Π²Π½ΠΎΠΉ разрядки ΠΈ ΠΌΠ°ΠΊΡΠΈΠΌΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ Ρ‚ΠΎΠΊ ΠΈΠΌΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΠ½ΠΎΠΉ (ΠΏΠΈΠΊΠΎΠ²ΠΎΠΉ) разрядки. Π§Ρ‚ΠΎ касаСтся энСргии ΠΈ Смкости, Ρ‚ΠΎ ячСйки ΠΏΠ°ΠΊΠ΅Ρ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ Ρ‚ΠΈΠΏΠ° ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ высокий ΠΏΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ (Π½Π΅ΠΏΡ€Π΅Ρ€Ρ‹Π²Π½Ρ‹ΠΉ) Ρ‚ΠΎΠΊ ΠΈ ΠΌΠΎΡ‰Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ, Ρ‡Π΅ΠΌ цилиндричСскиС ячСйки.

    На основании расчСтных Π΄Π°Π½Π½Ρ‹Ρ… ΠΈ Π²Ρ‹Π²ΠΎΠ΄ΠΎΠ² ΠΌΡ‹ ΠΌΠΎΠΆΠ΅ΠΌ Π²Ρ‹Π±Ρ€Π°Ρ‚ΡŒ, ΠΊΠ°ΠΊΠΈΠ΅ аккумуляторныС элСмСнты подходят для нашСго аккумуляторного Π±Π»ΠΎΠΊΠ° элСктромобиля. Из Π½Π°ΡˆΠΈΡ… ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ΠΎΠ² Π²ΠΈΠ΄Π½ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ячСйки Kokam ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ Π½Π°ΠΈΠ»ΡƒΡ‡ΡˆΠΈΠΉ компромисс ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ массой, объСмом ΠΈ ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ энСргии/мощности.

    ВсС ΠΏΠ°Ρ€Π°ΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€Ρ‹, уравнСния, Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Ρ‹ ΠΈ Π³Ρ€Π°Ρ„ΠΈΠΊΠΈ Ρ€Π΅Π°Π»ΠΈΠ·ΠΎΠ²Π°Π½Ρ‹ Π² Ρ„Π°ΠΉΠ»Π΅ Scilab (*.sce). Для скачивания ΠΏΠΎΠ΄ΠΏΠΈΡˆΠΈΡ‚Π΅ΡΡŒ Π½Π° страницу Patreon.

    Π’Ρ‹ Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚Π΅ ΠΏΡ€ΠΎΠ²Π΅Ρ€ΠΈΡ‚ΡŒ свои Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Ρ‹, ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡ ΠΊΠ°Π»ΡŒΠΊΡƒΠ»ΡΡ‚ΠΎΡ€ Π½ΠΈΠΆΠ΅.

    EV Battery Calculator (on-line)

    Vehicle range Average energy consumption Nominal battery voltage
    D v [km] E avg [Wh/km] U bp [V]
    Cell type L bc [m] D bc [m] H bc [m] W bc [ m] T bc [m]
    CylindricalPouch
    Β  m bc [kg] C bc [Ah] U bc [ V] C-Ρ€Π΅ΠΉΡ‚ΠΈΠ½Π³ bcc [-] C-rate bcp [-]
    Battery Cell Performance
    Β  E bc [Wh] V bc [l] uV bc [Wh/l] uG bc [Wh/kg] Β 
    Β  Β 
    ΠŸΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ аккумулятора
    # Cells / String # Π‘Ρ‚Ρ€ΠΎΠΊΠΈ # Cells E S [WH] E BP [WH] E 7151310310310310350350350350350350350350350350350350.

    Π’Π°ΠΌ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ понравится

    Π”ΠΎΠ±Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΠΎΠΌΠΌΠ΅Π½Ρ‚Π°Ρ€ΠΈΠΉ

    Π’Π°Ρˆ адрСс email Π½Π΅ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΎΠΏΡƒΠ±Π»ΠΈΠΊΠΎΠ²Π°Π½. ΠžΠ±ΡΠ·Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ поля ΠΏΠΎΠΌΠ΅Ρ‡Π΅Π½Ρ‹ *