Вага батареї електромобіля на кВт-год: що потрібно знати

Фактори, що впливають на вагу батареї електромобіля

Вага батареї електричного автомобіля визначається кількома факторами, зокрема матеріалами, що використовуються, щільністю енергії батареї та її ємністю.

1. Склад батареї (використані матеріали)

Матеріали, використані для виготовлення акумулятора, є одним із найважливіших факторів, що впливають на його вагу. У більшості акумуляторів електромобілів (EV) використовується літій-іонна технологія, перш за все тому, що літій-іонні акумулятори мають високу щільність енергії, тобто вони можуть накопичувати багато енергії для свого розміру та ваги.

Поширені матеріали, які містяться в цих батареях, включають:

Літій: Літій є ключовим елементом, який використовується в більшості сучасних акумуляторів електромобілів завдяки його високій енергоємності та легким властивостям. Однак він все ще може значно збільшити вагу, якщо використовувати його у великих кількостях.

Кобальт: Кобальт використовується в поєднанні з літієм, щоб покращити щільність енергії, стабільність і термін служби акумулятора. Однак кобальт щільний, тому він може внести свій внесок у загальну вагу акумуляторної батареї. Крім того, кобальт може бути одним із найдорожчих матеріалів, які використовуються у виробництві акумуляторів.

Марганець: Марганець є ще одним елементом, який використовується для підвищення щільності енергії та термічної стабільності. Він дешевший і легший за кобальтовий, але все одно збільшує вагу акумулятора.

Інші матеріали можуть включати нікель, графіт і алюміній, кожен з яких по-різному впливає на загальну вагу та вартість акумулятора. Вибір матеріалів безпосередньо впливає як на продуктивність автомобіля, так і на вартість акумуляторної батареї.

Хоча ці матеріали допомагають подовжити термін служби батареї, ефективність і стабільність, їх щільність означає, що для забезпечення необхідної ємності накопичення енергії часто потрібні важчі батареї. 

Хочу знати скільки літію міститься в акумуляторі Tesla? Перегляньте ця стаття.

2. Ємність батареї (кВт·год)

Ємність акумулятора є ще одним важливим фактором у визначенні ваги акумулятора електромобіля. Ємність зазвичай вимірюється в кіловат-годинах (кВт-год), що вказує на те, скільки енергії може зберігати акумулятор. Як правило, більші батареї з вищими номінальними значеннями кВт-год, як правило, важать більше, оскільки вони мають більше елементів і більші компоненти для накопичення більше енергії.

Наприклад:

• Акумулятор ємністю 40 кВт/год може важити близько 300-400 кг.
• Акумулятор ємністю 100 кВт/год може важити понад 600 кг.

Перевага більшого акумулятора полягає в тому, що він забезпечує більший запас ходу. Наприклад, більший акумулятор може дозволити автомобілю подорожувати далі на одному заряді. Однак недоліком є ​​те, що додаткова вага впливає на загальну ефективність і продуктивність автомобіля, наприклад на прискорення та керованість. 

3. Упаковка батарей і системи охолодження

Крім матеріалів і ємності, конструкція самого акумулятора відіграє вирішальну роль у визначенні його ваги. Акумуляторні блоки складаються з кількох окремих елементів, розташованих у модулі, і те, як ці елементи організовані та з’єднані, може вплинути на загальну вагу акумулятора.

Ефективне пакування: Ефективне пакування допомагає мінімізувати кількість невикористаного простору та зменшує загальну масу акумуляторної батареї. Виробники використовують оптимізовані конфігурації комірок і модулів, щоб зберегти загальний розмір і вагу упаковки якомога меншими, водночас відповідаючи вимогам до енергоспоживання та діапазону.

Системи охолодження: Іншим важливим фактором є система охолодження всередині акумуляторної батареї. Акумулятори електромобілів виділяють тепло як під час зарядки, так і під час розрядки. Щоб запобігти перегріванню батареї, системи охолодження (наприклад, рідинне або повітряне охолодження) інтегровані в акумуляторну батарею для регулювання температури та забезпечення ефективної роботи батареї. Ці компоненти охолодження, хоч і важливі для безпеки та довговічності, також можуть збільшити вагу.

Конструкція системи охолодження часто включає складні компоненти, такі як теплообмінники, насоси та канали охолодження, які збільшують загальну масу батареї. Виробники постійно працюють над технологіями полегшеного охолодження, які зберігають продуктивність, одночасно зменшуючи вагу системи охолодження.

Крім того, система керування батареєю (BMS), яка контролює справність і стан батареї, також додає ваги, хоча ця система має вирішальне значення для забезпечення довговічності та безпеки батареї.

Переваги та недоліки легших і важких акумуляторів електромобілів

Компроміс між легшими та важчими акумуляторами залежить від конкретних потреб водія та призначення транспортного засобу. Давайте детальніше розглянемо переваги та недоліки обох.

                                                

Аспект	Запальничі електричні батареї	Важчі акумулятори EV
Плюси	Краще прискорення та керованість	Більша енергетична ємність (більший радіус дії)
	- Покращена реакція автомобіля.	- Більше накопичення енергії означає більшу відстань.
	- Швидше прискорення та спритніше керування.	- Ідеально підходить для подорожей на далекі відстані.
	Підвищена ефективність для коротших маршрутів	Покращена стабільність (низький центр ваги)
	- Більше енергоефективності під час їзди містом.	- Краще керування в поворотах.
	- Менше енергії, необхідної на милю.	- Підвищена стабільність на високій швидкості або в несприятливих умовах.
	Зниження зносу компонентів
	- Менше навантаження на підвіску, шини та гальма.
	- Можливість зниження витрат на обслуговування.
Мінуси	Зменшений діапазон	Зменшене прискорення та керованість
	- Менша ємність батареї призводить до меншого запасу ходу.	- Більша маса означає повільніше прискорення.
	- Потрібна більш часта зарядка.	- Менш спритне керування, особливо в міських умовах.
	Може не підходити для далеких подорожей	Підвищене навантаження на системи гальмування та підвіски
	- Не ідеально підходить для їзди по шосе або тривалих подорожей.	- Додаткова вага створює більше навантаження на гальма та підвіску.
		- Високий знос цих компонентів.

Підсумовуючи:

Легші акумулятори для електромобілів ідеально підходять для міських пасажирів, тих, хто хоче кращої продуктивності та тих, хто віддає перевагу нижчим витратам на обслуговування. Однак вони мають обмежений діапазон і не підходять для далеких подорожей.

Важчі електричні батареї відмінно підходять для їзди на великі відстані, забезпечуючи більшу стабільність і нижчий центр ваги. Однак вони можуть зменшити керованість, прискорення та збільшити навантаження на гальмівні системи та компоненти підвіски.

Як вибрати правильний EV на основі ваги батареї на кВт-год?

Вибираючи електромобіль, враховуйте наступне:

• Вага батареї та радіус дії: Важчі батареї пропонують кращий запас ходу, але легші батареї можуть покращити ефективність і керованість автомобіля.
• Потреби в продуктивності: Вибирайте на основі ваших звичок водіння – вам потрібні далекі поїздки чи міські поїздки?
• Ефективність: Легші батареї можуть мати кращу ефективність використання палива для коротких поїздок, тоді як важчі батареї ідеально підходять для тривалих подорожей завдяки їх розширеному радіусу дії.

Висновок

Розуміння зв’язку між вагою акумулятора та продуктивністю автомобіля має вирішальне значення, щоб зробити найкращий вибір під час покупки електромобіля. Хоча більш важкі батареї забезпечують більший діапазон, вони також можуть погіршити прискорення та керованість. З іншого боку, легші акумулятори пропонують кращу ефективність, але можуть обмежити запас ходу вашого автомобіля.

Оскільки технологія акумуляторів продовжує розвиватися, ми можемо очікувати майбутнє, де легші та ефективніші батареї забезпечуватимуть довший діапазон і кращу продуктивність автомобіля без шкоди для безпеки чи керування.