誰も語らない効率の問題

ここからが興味深いところです。モーター-としての-効率は速度と負荷に応じて 85 ～ 92% になります。インバータはさらにカットされ、正しく設計されていれば約 95% になります。バッテリー自体を充電しますか？良好な条件下では 90 ～ 95%。これを組み合わせると、全体の再生効率が 60 ～ 70% になります。

代替案は、摩擦パッドであらゆるものを廃熱に変えるという方法であることを思い出すまでは、ひどい話に聞こえます。. 60% の何かは、何もない場合の 0% に勝ります。

システム全体を実際に制限するのは、充電の受け入れです。リチウムイオンは、カソードから電解質を通って移動し、グラファイトアノードに挿入される必要があります。それは拡散-に限定されたプロセスです。イオンがインターカレーションできるよりも速く電流を流すと、適切なインターカレーションが行われず、アノードにリチウム メッキ金属が析出します。{4}}容量が減り、サイクル寿命が無駄になり、最悪の場合は内部ショートが発生します。

C-レートはセルの充電速度を示します. 1C は 1 時間でフル充電を意味します。 LFP 化学は、持続的な 1C を問題なく処理します。 NMC も同様ですが、ニッケル含有量によって異なります。 LTO が異常値である 10C を維持したのは、アノードの化学的性質が根本的にメッキの問題を回避しているためです。たとえエネルギー密度が低下したとしても、再生要求が厳しいアプリケーションで LTO が使用されるのはこのためです。

バッテリー管理はお金の命です

BMS は単に監視しているだけではなく、セル グループ全体での現在の受け入れと分配について瞬時に決定を行っています。{0}{1}荷物がいっぱいに近づいていますか？回生電流のヘッドルームが失われます。ほとんどのシステムは充電状態を約 90 ～ 95% に制限し始め、最大電圧付近は完全に無効になります。 EV を運転したことがある方ならご存知でしょう。バッテリーが満タンの状態で私道を離れると、最初の数マイルは回生が弱く感じられます。

回収率が実際に重要となる場合

都市型乗用EV? 15～25%の回復。ちゃんとした。固定ルートを運行する電気バス?ここからが本当の意味になります。アンテロープ バレー交通局の BYD バス - 標準の 40 フィート モデルで 37.3% の回収率、60 フィートの連結式モデル​​で 40.2% の回収率。このデューティ サイクルは回生、つまり一定の速度からの頻繁な減速に最適です。

産業用アプリケーションでは異なる演算が実行されます。フォークリフトは連続的な昇降サイクルを実行し、鉱山トラックは満載の荷物を積んでピットの縁から処理エリアまで下降します。このような場合の潜在的なエネルギー変換は膨大になる可能性があります。

CATL の Robin Zeng は、前払い価格ではなくサイクルごとのコストという点で、他のほとんどの企業よりも優れた見解を示しています (rolandberger.com)。バッテリーが運ぶエネルギーの量、走行距離、ライフサイクル全体でのパフォーマンス。再生アプリケーションにとって重要なのは、セルが劣化することなく頻繁な充電パルスに対応できるかどうかです。-

人々を驚かせる劣化曲線

高電流回生パルスは劣化を促進すると考えるかもしれません。{0}データはそうではないと言っています。回生ブレーキの強度が高いほど、実際には劣化の軽減と相関関係があります。そのメカニズムは放電深度です-回生がより多くの減速エネルギーを捕捉すると、バッテリーはより浅いサイクルで動作し、より深いサイクルは少なくなります。深放電によりリチウム-イオン電池の容量が低下するため、積極的な再生により寿命を延ばすことができます。

再生中の温度は依然として重要です。バッテリーが冷えるとインターカレーションが遅くなり、メッキの可能性が高くなります。バッテリーが高温になると、電極-電解質界面での副反応が加速します。 BMS 熱モデルは、予測されたセル温度に基づいて許容回生電流を調整しますが、モデルの精度はセンサーの配置とアルゴリズムの高度さに大きく依存します。ここで、安価な実装と優れた実装の違いがわかります。

化学物質の選択は、すべてに当てはまるものではありません。--- LFP は、中程度の充電率で優れたサイクル寿命と熱安定性を実現します。-車両用途に最適です。 NMC は、重量と体積が制限されている場合に、その一部をより高いエネルギー密度と交換します。 LTO はエネルギー密度を完全に犠牲にしますが、他に匹敵するものがない充電許容性を提供します。頻繁に高減速で停止する都市交通バスや、サーキット-デイブレーキ-を備えた高機能車両は、LTO の領域です。

システム統合は見た目よりも難しい

モーター コントローラー、インバーター、BMS、車両制御ユニット-これらはすべて調整する必要があります。ドライバーがアクセルを離すと、トルク要求が生成されます。モーター電流コマンドに変換されます。インバーターはモーターからバッテリーへの電力の流れを管理します。 BMS は、バッテリーが保護限界に違反することなくその電流を受け入れることができることを確認します。いずれかのコンポーネントが制約に達すると、摩擦ブレーキをブレンドして減速率を維持します。

回生と摩擦の間の移行は運転席からシームレスに行われますが、その背後にある制御アルゴリズムは洗練されています。また、電圧のマッチングにも注意する必要があります。-回生電流の大きさは、モーターの逆起電力とバッテリー パックの電圧の差に依存します-。車の速度が高いと逆起電力が高く、バッテリーの最大充電電圧を超える可能性があります。{4}}設計段階では、これらの動作点を考慮する必要があります。

混合ブレーキ システムは現在、量産車に標準装備されています。回生と摩擦を自動的に比例させ、車両の挙動を予測可能に保ちながら回復を最大化します。ここの洗練さは過去 10 年で大幅に向上しました。