De prestaties van elektrisch vervoer zijn sterk afhankelijk van de kwaliteit van hun batterijen. Het is momenteel de echte achilleshiel die de ontwikkeling van elektrische voortstuwing beperkt, zowel in het wegvervoer als maritiem en… die lucht natuurlijk. We presenteren u een kort overzicht van de prestaties van lithium-polymeerbatterijen die momenteel op de markt zijn, met enkele ordes van grootte om te onthouden, waarvan sommige worden vergeleken met petroleumbrandstoffen (in ons geval benzine).
Met andere woorden: wat zijn de kenmerken van een goede accu voor transport?
a) Hebben een goede massa stroomcapaciteit (kWh / kg)
Een goede kWh / kg-verhouding is de capaciteit om energie op te slaan per massa-eenheid ... de beste huidige Lipo's zijn 0.2 kWh / kg, het is nog steeds laag! Ter vergelijking: benzine levert 13 kWh / kg en met een correctie op de respectievelijke opbrengsten op de energiecycli "van de tank of de accu naar het wiel of naar de propeller" bevat benzine nog steeds meer dan 20 keer energie bruikbaar per kg ...
bruikbare energie voor 1 kg Lipo: * 200 0.8 160 = Wh / kg (80% opbrengst)
Nuttige energie voor 1 kg benzine: 13 * 0.3 = 3900 Wh / kg (bij 30% efficiëntie)
Verhouding: 3900/160 = 24 in het voordeel van benzine!
We kunnen de orde van grootte van 20 herinneren.
b) Hebben een goede volumetrische energiecapaciteit (kWh / L)
De redenering is dezelfde als bij de specifieke capaciteit. Momenteel zijn Lipo-batterijen tussen de 350-380 Wh / L (gegevens van de fabrikant).
In wezen is het corrigerende rendement 8 keer hoger. Inderdaad, 1 liter benzine bevat 9.7 kWh of 2.9 kWh nuttig / l bij een efficiëntie van 30%.
Ratio: 2900 / 365 8 =
We kunnen de orde van grootte van 10 herinneren.
Niettemin zijn de vermogensdichtheid van borstelloze elektromotoren (kW / L) evenals hun specifiek vermogen (kW / kg) veel groter dan thermisch (behalve in extreme gevallen…). Dit compenseert gedeeltelijk (maar verre van volledig) deze lage energieopslagcapaciteiten in vergelijking met petroleumbrandstoffen ...
c) In staat zijn om een hoge ontlaadstroom (A) dan ook een interessante vermogen (W of kW) leveren
Het is het vermogen van de batterij om gedurende lange tijd een sterke ontlaadstroom te geven zonder beschadigd te raken en een stabiel vermogen te behouden. Het kunnen leveren van een sterke ontlaadstroom is een grote vooruitgang van lithiumbatterijen in vergelijking met batterijen van vorige generaties (vooral loodbatterijen ... die, laten we eerlijk zijn, meer dan honderd jaar oud zijn!)
Een goede stroom 6S 22.2V 5000mAh LiPo heeft een ontlaadstroomcapaciteit van 20 tot 30C, dit betekent een maximale ontlaadstroom van 30 keer de capaciteit of 30 * 5 = 150A. We krijgen een vermogen van 22.2 * 5 * 0.9 * 30 = 3000W, door 10% van de spanningsval bij volledige belasting vast te houden, vandaar de factor 0.9.
Deze batterij voor 800g dat is heel interessant! Maar natuurlijk, betekent dit niet erg lang na 2min13s de batterij leeg duren.
De vergelijking met petroleumbrandstoffen is moeilijk, om het vermogen als warmtemotor te vergroten, is het voldoende om de verplaatsing en het debiet van de verbruikte brandstof en oxidatiemiddel te vergroten. De vergelijking hier heeft dus weinig zin ...
d) Sterke belasting stroom (A)
Een Lipo laadt op tussen 0.5C en 2C (dus tussen 2u en 30 minuten, ongeacht de capaciteit ... alleen de stroombeperking van de oplader telt) en de lading moet totaal zijn om de levensduur te optimaliseren (de laatste% is belangrijk want gedaan met zwakke stroom: kijk op je smartphone, zij zijn het die langzamer vooruit gaan)
De belasting is dus op zijn best, 15 keer langzamer dan de ontlading.
Ook hier is de vergelijking met olie niet relevant en heeft het weinig zin: de tank van een 50L-auto, dus ongeveer 500 kWh "bruto" energie, wordt in minder dan 2 minuten gevuld, dus meer dan 250 kWh. per minuut of 900MJ / min (1 kWH = 3.6 MJ)… of 15MJ / s of… 15 MW! Zelfs door te corrigeren voor de opbrengsten, ontstaat er een enorme equivalente elektrische laadstroom ...
e) Good life: aantal cycli of werkuren
Lithiumbatterijen worden doorgaans gegeven voor 1000 cycli… in werkelijkheid is het doorgaans minder en is sterk afhankelijk van onderhoud.
We missen een beetje info en echte ervaringsfeedback ... ik gebruik bijvoorbeeld nog steeds een smartphone die meer dan 4 jaar oud is en de batterijcapaciteit is nog steeds redelijk "goed" (ik zou zeggen ongeveer 50% van de capaciteit). initieel)… het heeft daarom 1000 cycli overschreden (maar cycli zijn niet noodzakelijk volledig) en kan operationeel zijn.
Over het algemeen beschouwen we een HS-batterij als deze "slechts" 70% van zijn oorspronkelijke capaciteit bereikt ...
Het zou hier nodig zijn om te vergelijken met de levensduur van een warmtemotor ... 15 jaar geleden leerde ik dat een automotor de maat heeft om 5000 uur mee te gaan ... dwz 250 km bij 000 km / uur van gemiddelde. Ik denk dat dat aantal is gedaald sinds ...
f) De prijs kWh opgeslagen
Tesla heeft powerwall aangekondigd zonne-fotovoltaïsche / tesla-powerwall-winstgevende-t13891.html voor $ 3500 voor 10 kWh… of $ 350 / kWh (alles inbegrepen: met beheer, box…).
We kunnen schatten dat de enige kosten van de batterij is 250 $ / kWh.
Voor het grote publiek zijn de huidige beste prijzen voor kleine batterijen (ongeveer 200 Wh capaciteit) op zijn best 300 € / kWh.
Het is dezelfde prijs.
Maar de kwaliteit van een batterij is niet de andere ... die van Tesla moeten aan de top gezien hun feedback.
Aan de andere kant wordt benzine verkocht voor minder dan € 2 voor 10 kWh ... nou ja, er is geen beeld zoals ze zeggen!
Maar benzine kan natuurlijk maar één keer worden gebruikt en kan niet 100% duurzaam worden opgeladen met bijvoorbeeld zonne-energie ... (nou ja, maar over miljoenen jaren ...)