Press "Enter" to skip to content

Williams разрабатывает более легкий, но более длинный аккумуляторный модуль для электромобилей

Одновременное увеличение энергии и удельной мощности аккумуляторных батарей широко рассматривается как одно из препятствий, мешающих широкому принятию электромобилей потребителями. Инженеры-проектировщики обычно вынуждены идти на компромисс между энергией и плотностью мощности, пытаясь уменьшить размер и вес аккумуляторных блоков для достижения целевых уровней производительности.

Итак, под категорией «посмотри, что у нас есть», находится разработка инженерного крыла гоночной команды Формулы-1 Williams, которая, кажется, обеспечивает лучшее из обоих миров. Используя то, что она называет адаптивной технологией Multi-Chem, Williams заявляет, что ее решение позволяет использовать батарею такого же веса, что и в обычном варианте, которая может обеспечивать большую дальность без снижения мощности или большую мощность без снижения дальности.

Химическая технология двух ячеек

Литий-ионные аккумуляторные блоки обычно состоят из одного типа элементов, каждый из которых имеет одинаковый химический состав, плотность энергии и выходную мощность. Ячейки собраны в модули, а модули собраны в блок. В разработке Williams используются два разных типа химической составляющей ячеек, расположенных в двух отдельных блоках внутри модуля. 

Цилиндрические ячейки Samsung 21700 30T обеспечивают хорошую плотность энергии, а более специализированные высокопроизводительные карманы из систем A123 обеспечивают высокую мощность. Ячейка кармана отличается от стандартного батарейного блока тем, что вместо использования металлического цилиндра и сквозного электрического соединения стекла с металлом в качестве изоляции, проводники из фольги, приваренные к электроду и запечатанные в карман, ведут положительные и отрицательные полюса наружу. 

Здесь кармана ячейки обеспечивают быстрое выделение энергии, необходимой для быстрого ускорения, и, когда они истощаются, они могут снова пополняться за счет энергии, запасенной в модулях Samsung. Каждый модуль Adaptive Multi-Chem имеет собственный встроенный двунаправленный преобразователь постоянного тока в постоянный для управления процессом передачи энергии между двумя типами ячеек.

Новый аккумуляторный блок Adaptive Multi-Chem от William Advanced Engineering основан на опыте компаний Формула-1 и Формула E (гонки на электромобилях)

Williams может похвастаться увеличением плотности энергии на 37%, что использует компактную систему управления температурным режимом — каждый модуль имеет автономный контур жидкостного охлаждения — для обеспечения достаточного охлаждения без применения дополнительного охлаждения. Компания заявляет, что общая накопленная энергия составляет 60 кВт-ч, а масса основного аккумулятора — 343 кг (757 фунтов). Пиковая мощность развертывания составляет 550 кВт (20-секундный импульс), а пиковая мощность рекуперации составляет 550 кВт (10-секундный импульс). Более того, по словам компании, пиковая мощность, постоянная мощность и накопленная энергия модуля могут быть адаптированы к индивидуальным требованиям заказчика.

Производители заявляют, что система обладает высокой адаптивностью, с независимым распределением энергии и силовых элементов за счет использования масштабируемых блоков. Может поставляться клиентам, готовым к сборке в батарейные блоки.

Экзоскелет

Новый аккумуляторный модуль оснащен экзоскелетом, изготовленным с использованием технологии подгонки веса под названием 223. Этот производственный процесс создает специальный шарнир, встроенный в единую композитную заготовку из полимера, армированного углеродным волокном (CFRP). 223 позволяет создавать трехмерные структуры из 2D материалов, открывая потенциал для технологий изготовления, ранее ограниченных стоимостью или скоростью производства. Это позволяет быстро и недорого производить композитные материалы и включает в себя использование переработанных материалов.

Экзоскелет 223 улучшает конструкционные характеристики батареи: полная база и корпус весят всего 40 кг, что создает общий вес системы в 385 кг (849 фунтов). Он имеет высокое отношение прочности к весу, жесткость, превосходящую обычную, и отличную усталость и устойчивость к воздействию окружающей среды. Технология особенно актуальна для автомобильной промышленности, где снижение веса рассматривается как один из основных инструментов, необходимых для достижения все более строгих целей экономии топлива и выбросов, а также для поддержки дальности запаса хода, так актуального для электромобилей.

Пол Макнамара (Paul McNamara), технический директор Williams Advanced Engineering, признает, что из-за дополнительной сложности и встроенной электроники его стоимость будет выше, чем у обычного модуля, «но мы надеемся получить большую мощность при тех же объемах».

Williams Advanced Engineering — это бизнес в области технологий и инженерных услуг группы Williams, в состав которой также входит ROKiT Williams Racing в Формуле-1. Вслед за собственной разработкой Системы восстановления кинетической энергии (KERS) для гонок Формулы-1, Williams разработал основные возможности в области аккумуляторов и электрификации. Они были применены к гонкам Формулы E, где Williams помогал запустить серию и занимался проблемами электропитания всех автомобилей в течение первых четырех сезонов гонок, а затем внедрял их в гоночные автомобили.

Литий-ионные аккумуляторы Williams Formula E не только первыми прошли испытания FIA на краш-тесты, но и есть информация, что они также соответствуют строгим правилам безопасности полетов, чтобы их можно было перевозить по всему миру используя авиатранспорт для поддержки глобального календаря гонок.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *