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Eigenerwärmung Batterie verbessert aufladen bei kalten Temperaturen
Aug 02, 2018

Forscher an der Penn State University haben eine selbstwärmende Batterie erstellt. Warum? Da kalte Temperaturen (oft erlebt der Fahrer außerhalb Kaliforniens) die Laderate von herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien verlangsamen. Das heißt, die Sie bleiben müssen, eingesteckt mehr Fahrer genug Ladung für ihre tägliche Fahrt Bedürfnisse ermöglichen. Aufladen bei Temperaturen unter 50º F auch zu schneller Abbau der Batterie führen kann, sagen die Forscher.


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"Elektrofahrzeuge an der Westküste beliebt sind, weil das Wetter begünstigt", sagt Xiao Guang Yang, Assistenzprofessor Forschung im Fach Maschinenbau. "Sobald Sie sie an der Ostküste oder in Kanada, verschieben, dann gibt es eine enorme Problem. "Wir gezeigt, dass die Akkus schnell unabhängig von der Außentemperatur." Zuvor, entwickelten die Forscher eine selbstwärmende Batterie, die Kraftentzug in eisiger verhindern würde Temperaturen. Jetzt sie gebaut haben, auf der Grundlage dieser Forschung, eine Batterie zu erstellen, die in 15 Minuten mit einem Schnellladegerät bei allen Temperaturen runter-wieder aufgeladen werden kann 45 º F.


Die Eigenerwärmung Batterie verwendet eine dünne Nickel-Folie mit einem Ende an den Minuspol und die anderen, die sich außerhalb der Zelle angebracht, ein drittes Terminals erstellen nach Penn State. An einem Switch angeschlossenen Temperatursensor bewirkt, dass Elektronen fließen durch die Nickel-Folie um den Stromkreis zu schließen, wenn die Temperatur unterhalb der Raumtemperatur. Dies heizt die Nickel-Folie durch Widerstandsheizung schnell und wärmt das Innere der Batterie. Sobald die Batterie interne Temperatur oberhalb der Raumtemperatur ist, öffnet des Schalters und der elektrische Strom fließt in die Batterie schnell aufladen.

"Eine Besonderheit unserer Zelle ist, dass es die Heizung und wechseln Sie dann zur Aufladung automatisch," sagt Professor Chao Yang Wang engineering. Er ist auch der Regisseurs Penn State elektrochemische Engine Center. "Auch die Stationen bereits dort nicht geändert werden. Steuerung von Heizung und Laden befindet sich die Batterie nicht die Ladegeräte."


In Labortests, die Forscher fanden ihre selbsterwärmende Batterie 4.500 Zyklen von 15 Minuten aufladen bei 32 Grad F mit nur 20 Prozent Kapazitätsverlust widerstehen konnte – entspricht etwa 280.000 Meilen zu fahren und eine Lebensdauer von 12,5 Jahren. Eine herkömmliche Batterie unter den gleichen Bedingungen getestet erlitt einen Verlust von 20 % der Kapazität nach nur 50 Ladezyklen.


Die Wissenschaftler sagen, dass Schnellladen bei niedrigen Temperaturen die Bildung von Dendriten auf der Oberfläche der Anoden fördert die Akku-Leistung verschlechtert. Nicht verraten sie den Hersteller der konventionellen Batterien, die sie im Labor getestet. Sie haben auch nicht diskutiert, wie viel der verfügbaren Leistung in den Batterien von der Aufheizvorgang verbraucht wird.


"Diese allgegenwärtige Schnelllade-Methode auch ermöglicht es Herstellern kleinere Batterien verwenden, die leichter und auch sicherer in einem Fahrzeug sind", sagte Wang. Kleinere, leichtere Akkus dürften auch deutlich günstiger als herkömmliche Batterien, bringen den Punkt wo Elektroautos kostet genauso viel wie herkömmliche Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren näher als je zuvor. Das wäre ein wichtiger Wendepunkt für die Elektroauto-Revolution.