{"id":542,"date":"2015-06-25T09:56:20","date_gmt":"2015-06-25T07:56:20","guid":{"rendered":"http:\/\/revista.newprojects.org\/?p=542"},"modified":"2017-04-10T11:00:44","modified_gmt":"2017-04-10T09:00:44","slug":"tipuri-de-acumulatori-utilizati-in-constructia-si-functionarea-automobilului-electric","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revista.newprojects.org\/?p=542","title":{"rendered":"Tipuri de acumulatori utiliza\u021bi \u00een construc\u021bia \u0219i func\u021bionarea automobilului electric"},"content":{"rendered":"
Prof. Ion Constantinescu –\u00a0<\/strong>Liceul Tehnologic Voine\u0219ti<\/strong><\/h5>\n

Primul automobil electric a fost construit de c\u0103tre omul de afaceri sco\u0163ian Robert Anderson \u00een\u00a01832, dar variante cu un mai mare succes la public au fost construite de americanul Thomas\u00a0Devenport \u015fi sco\u0163ianul Robert Davidson \u00een anul 1842.<\/p>\n

Din p\u0103cate, toate aceste\u00a0 vehicule utilizau baterii, practic elemente care se desc\u0103rcau rapid, iar \u00eenlocuirea lor era incomod\u0103 \u015fi costisitoare. \u00a0Gaston Plant\u00e9 a inventat acumulatorul cu plumb \u00een 1865, model \u00eembun\u0103t\u0103\u0163it \u00een 1881 cu avantaje majore \u00een cre\u0219terea perioadei de stocare a energiei \u0219i posibilitatea re\u00eenc\u0103rc\u0103rii acumulatorului.<\/p>\n

<\/p>\n

Automobilul electric modern se lanseaz\u0103 de c\u0103tre compania General Motors\u00a0\u00eentre anii 1996\u20131999 , numit EV1, dar acesta a fost retras la presiunea\u00a0companiilor petroliere. Anul 2008 reprezint\u0103 \u00eenceputul erei autovehicului de serie \u00een totalitate cu alimentare electric\u0103. Este anul \u00een care s-au lansat pe pia\u021b\u0103 diverse concepte de acumulatori cu un randament relativ ridicat \u015fi un pre\u0163 accesibil.<\/p>\n

Un autoturism electric de clas\u0103 medie necesit\u0103 pentru o autonomie de 300 km o surs\u0103 de energie cu densitatea de putere 150-170 W\/kg. Componenta cea mai important\u0103 \u00een construc\u021bia \u0219i func\u021bionarea automobilului electric este acumulatorul sau bateria de acumulatoare, practic sursa chimic\u0103 reversibil\u0103 de producere a energiei electrice \u00een scopul asigur\u0103rii tensiunii electrice necesare motorului electric al automobilului.<\/p>\n

\u00cen construc\u021bia automobilelor electrice la nivel mondial se utilizeaz\u0103 sau sunt \u00een faza de cercetare\u00a0 tipuri de acumulatori pe baz\u0103 de : plumb \u0219i acid sulfuric, nichel, litiu-ion( Lt-Ion), aer-metal \u0219i\u00a0\u00a0 clorura nichel de sodiu.<\/p>\n

De asemenea, o varianta care impune interes deosebit \u00een ultima perioada este cea a utiliz\u0103rii\u00a0 super-condesatorilor.<\/p>\n

    \n
  1. Acumulatorul cu Pb \u0219i acid sulfuric<\/em><\/li>\n<\/ol>\n

    Este format din gr\u0103tare din Pb aliate cu antimoniu \u0219i Ca sub forma de pl\u0103ci pozitive-dioxid de plumb \u0219i negative-pulbere de plumb, toate imersate \u00een electrolit(acid sulfuric \u0219i ap\u0103 distilat\u0103). Teh-nologia VRLA(Valve Regulated\u00a0 Lead Acid) elimin\u0103\u00a0 mentenan\u021ba, asigur\u0103 o \u00eenc\u0103rcarea rapid\u0103 \u0219i o putere specific\u0103 de 250W\/Kg pentru 800 cicluri \u00eenc\u0103rcare\/desc\u0103rcare. Dezavantaje: greutate mare, necesitatea \u00eenc\u0103rc\u0103rii la capacitatea maxim\u0103 pentru a evita suflatarea \u0219i durata de via\u021ba\/func\u021bionare relativ mic\u0103.<\/p>\n

      \n
    1. Acumulatorii cu nichel<\/em><\/li>\n<\/ol>\n

      Exist\u0103 patru tipuri de acumulatori care folosesc nichel \u00een electrodul pozitiv, astfel: nichel-fier (Ni-Fe), nichel-zinc(Ni-Zn), nichel-cadmiu\u00a0 (Ni-Ca) \u0219i nichel-metal hidrur\u0103 (Ni-MH). Acumulatorii Ni-Zn \u0219i Ni-Fe nu sunt o op\u021biune pentru\u00a0 automobilul electric din cauza ciclului scurt de via\u021b\u0103 \u0219i puterea specific\u0103 redus\u0103. Acumulatorul Ni-Ca are o tehnologie avansat\u0103 \u0219i cu secifica\u021bii similare, comparativ cu Ni-MH, iar avantajul acumulatorului Ni-MH este relevant prin faptul ca nu folose\u015fte cadmiu \u0219i prin urmare, se protejeaz\u0103 mediului. Un tip de acumulator considerat a fi o op\u0163iune bun\u0103 pentru un automobil electric este cel cu nichel \u2013 metal hidrur\u0103, acumulator care folose\u015fte hidrogen la electrodul pozitiv. Acumulatorii NI-MH s-au dezvoltat rapid \u00eencep\u00e2nd cu 1991 \u0219i sunt folosi\u0163i pe vehicule hibride precum Honda Civic si Toyota Prius datorit\u0103 puterii specifice importante. Astfel puterea a crescut de la 200 W \/ kg la \u00eenceputul anilor 1990 la 2000 W \/ kg \u00een prezent, \u0219i la 3000 de cicluri de \u00eenc\u0103rcare desc\u0103rcare. Pre\u021bul unui pachet Ni-MH este \u00een jurul valorii de 450 \u20ac \/ kW, un pre\u021b\u00a0 dependent de valoarea\u00a0 nichelului de pe pia\u021b\u0103.<\/p>\n

        \n
      1. Acumulatori Li-Ion<\/em><\/li>\n<\/ol>\n

        Acumulatorii Litiu-ion au poten\u0163ialul de a deveni tehnologia acumulatorului dominant \u00een urm\u0103torii ani. Ei s-au dezvoltat rapid \u00een ultimii ani pentru utilizarea \u00een electronic\u0103(telefoane mobile \u0219i notebook-uri), dar \u0219i \u00een cazul automobilelor electrice care sunt\u00a0 echipate cu baterii litiu-ion: Tesla Roadster, Think City \u0219i Mitsubishi iMiev. Acumulatorii litiu-ion reprezint\u0103 o op\u021biune pentru automobilele electrice, \u00eenalta performan\u021b\u0103 fiind dat\u0103 de c\u0103tre litiu care are cel mai \u00eenalt poten\u021bial\u00a0 electrochimic echivalent. Acest lucru indic\u0103 cea mai mare energie specific\u0103 poten\u021bial\u0103 (Wh \/ kg) \u0219i \u00een plus este foarte u\u0219or. Bateriile litiu-ion se fabric\u0103 \u00een mai multe tipuri, specifica\u021biile sunt \u00een func\u021bie de materialele care sunt folosite pentru anod sau catod.<\/p>\n

        Cei mai utiliza\u021bi acumulatori au un catod const\u00e2nd din oxid de cobalt litiu (LiCoO), dioxid de litiu mangan (LiMn2O4) sau litiu fosfat de fier (LiFePO4). Acumulatorii utiliza\u021bi \u00een telefoanele mobile \u0219i notebook-uri sunt litiu oxid de cobalt \u0219i sunt mai pu\u021bin potrivite pentru automobile dec\u00e2t dioxidul de mangan sau fosfat de fier. Acumulatorii mai avansa\u021bi Li-Ion folosi\u021bi pentru aplica\u021bii militare sunt litiu dioxid de sulf (LiSO2) sau clorur\u0103 de litiu (Li-SOCl2). Energia specific\u0103 \u00een cazul acumulatorilor litiu-ion variaz\u0103 de la 50 Wh \/ kg la 200 Wh \/ kg pentru cei mai avansa\u021bi, iar densitate de putere poate fi la fel de mare, practic 2000 W \/ kg .<\/p>\n

        \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 4.Acumulatori aer-metal <\/em><\/p>\n

        Cei mai mul\u021bi acumulatori aer-metal nu pot fi re\u00eenc\u0103rca\u021bi prin simpla inversare a curentului, metod\u0103 care se aplic\u0103 la acumulatorii normali. Electrozii acumulatorului se \u00eenlocuiesc cu cei noi, practic sunt acumulatori re\u00eenc\u0103rcabili mecanic \u0219i sunt comparabili cu celule de combustibil. Un avantaj primar al acumulatorului aer -metal este faptul c\u0103 acumulatorul are un reactant\/metal, iar al doilea reactant este oxigenul care nu trebuie s\u0103 se formeze \u00een acumulator. Prin urmare, acumulatorul metal -aer are un avantaj privind greutatea redus\u0103 fa\u021b\u0103 de alte tipuri de acumulatori. Acumulatorul aer-Fe are densitatea de putere mai mic\u0103 dec\u00e2t majoritatea acumulatorilor aer- metal, dar are avantajul de a putea genera un ciclul de via\u021b\u0103 deoarece acesta poate fi re\u00eenc\u0103rcat. Aer-Fe are o putere specifica de 90 W \/ kg \u0219i 500 cicluri \u00eenc\u0103rcare-desc\u0103rcare. Se utilizeaz\u0103 la automobilele electrice cu o autonomie redus\u0103 de maximum 100 km.<\/p>\n

          \n
        1. Acumulatorul clorur\u0103 nichel sodiu<\/em><\/li>\n<\/ol>\n

          Acumulatorul clorura nichel de sodiu (NaNiCl2), sau Zebra Battery este \u00een curs de dezvoltare de c\u0103tre compania MES-DEA din Elve\u021bia \u0219i este utilizat la automobilul electric Think.\u00a0 MES- DEA este singura companie din lume care are acest tip de acumulator \u00een curs de dezvoltare \u0219i implementare. Zebra reprezint\u0103 zero acumulator emisie \u00een atmosfer\u0103, acumulatorul av\u00e2nd un electrod pozitiv din clorur\u0103 de nichel solid \u0219i unul negativ- electrod de sodiu topit. Electrodul pozitiv central este \u00eenconjurat de un electrolit ceramic. Zebra are o putere specific\u0103 de 300 W\/Kg <\/strong>cu 1000 de cicluri de \u00eenc\u0103rcare \u2013desc\u0103rcare, iar durata de via\u021b\u0103 este mai mare de 10 ani . Un dezavantaj al acumulatorului Zebra este c\u0103 func\u021bioneaz\u0103 la temperaturi \u00eentre 270\u00b0C \u0219i 350\u00b0C. Este nevoie de energie pentru a men\u021bine acumulatorul la aceast\u0103 temperatur\u0103. Ratele de desc\u0103rcare pot fi de 10% pe zi.<\/p>\n

            \n
          1. Super-condesatori<\/em><\/li>\n<\/ol>\n

            Super-condensatorii prezint\u0103 un raport foarte ridicat de energie\/volum, \u00een compara\u0163ie cu condesatorii electrolitici obi\u015fnui\u0163i, deoarece pot fi \u00eenc\u0103rca\u021bi \u0219i desc\u0103rca\u021bi mult mai repede dec\u00e2t acumulatorii \u0219i sunt utili pentru stocarea energiei din fr\u00e2narea recuperativ\u0103 \u00een cazul drumurilor cu rampe\/pante sau acceler\u0103ri rapide. Super-condensatorii au puteri de p\u00e2n\u0103 la 5000 W \/ kg \u0219i peste 300.000 de cicluri, dar o densitate energetic\u0103 sc\u0103zut\u0103 de 5 Wh \/ kg.\u00a0 Practic supercondensatorul nu poate fi doar folosit ca un element independent de stocare a energiei pentru un automobil electric, dar poate fi o parte din sistemul total de stocare a energiei.<\/p>\n

            Avantajele fata de acumulator : durata de func\u021bionare practic nelimitat\u0103, rezistenta serie mai redus\u0103 permi\u021b\u00e2nd astfel o putere mai ridicat\u0103, \u00eenc\u0103rcare \u2013desc\u0103rcare rapid\u0103 \u0219i metode simple de \u00eenc\u0103rcare; nu este necesar un circuit de detec\u021bie a \u00eenc\u0103rc\u0103rii complete, eficien\u021b\u0103 \u00een stocarea energiei electrice \u0219i densitatea de energie mai mic\u0103 este compensat\u0103 de durata mare de func\u021bionare;
            \nDezavantaje: nu se poate utiliza tot spectrul de energie disponibil, densitate mai mic\u0103 de energie este mai mic\u0103 comparativ cu acumulatorii (1\/5 pan\u0103 la 1\/10 din energia specific\u0103 a acumulatorilor) \u0219i autodesc\u0103rcarea este mai puternic\u0103 ca la un acumulator. \u00cen multe aplica\u0163ii unde se utilizeaz\u0103 acumulatorii, un supercondensator \u00een paralel cu un acumulator conduce la \u00eembun\u0103ta\u021birea performan\u021belor \u00een func\u021bionare.<\/p>\n

            \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Bibliografie<\/strong><\/p>\n

              \n
            1. Ellerman, Eric. Johnson Controls Inc. Domestic Advanced Battery Industry Creation Project. Paper presented at the U.S. Department of Energy 2010 Annual Merit Review, 2010<\/li>\n<\/ol>\n
                \n
              1. Davis, Jeff. Global Business Manager at Chemetall Foote Corp. Personal communication with<\/li>\n<\/ol>\n

                GGC research staff, 2010<\/p>\n

                  \n
                1. Dell, Dick, Executive Director. Advanced Vehicle Research Center (AVRC) Personal communication with CGGC research staff, 2010.<\/li>\n
                2. Esaka T, Sakagucji H, Kobayashi S. Hydrogen storage in protpn-conductive perovskitetype oxide and their application to nickel-hydrogen batteries. Solid State Ionics 166 (3\u20134):351\u2013357, 2004<\/li>\n
                3. 5<\/strong>. Corrigan D, Masias A. Batteries for electric and hybrid vehicles. In: Reddy TB (ed) Linden\u2019s handbook of batteries, 2011<\/li>\n
                4. Ehsani M, Gao Y, Emadi A . Modern electric, hybrid electric, and fuel cell vehicles: fundamentals, theory and design, 2010.<\/li>\n<\/ol>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

                  Prof. Ion Constantinescu –\u00a0Liceul Tehnologic Voine\u0219ti Primul automobil electric a fost construit de c\u0103tre omul de afaceri sco\u0163ian Robert Anderson \u00een\u00a01832, dar variante cu un mai mare succes la public au fost construite de americanul Thomas\u00a0Devenport \u015fi sco\u0163ianul Robert Davidson \u00een anul 1842. Din p\u0103cate, toate aceste\u00a0 vehicule utilizau baterii, practic elemente care se desc\u0103rcau…<\/p>\n","protected":false},"author":5,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[6],"tags":[32,33],"class_list":["post-542","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-caleidoscop","tag-automobil","tag-energie"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revista.newprojects.org\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/542","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revista.newprojects.org\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revista.newprojects.org\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revista.newprojects.org\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/5"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revista.newprojects.org\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=542"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/revista.newprojects.org\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/542\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":875,"href":"https:\/\/revista.newprojects.org\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/542\/revisions\/875"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revista.newprojects.org\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=542"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revista.newprojects.org\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=542"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revista.newprojects.org\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=542"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}