Proiect AMEsim integrat

UNIVERSITATEA UNIVERSITATEA POLITEHNICĂ BUCUREȘTI

SISTEM SISTEME E DE TRAC TRACȚIUNE IUNE HBRIDĂ HBRIDĂ

Capitolul 1. Introdu!r! "n pr!#!nt$ nu%&rul d! auto'!(iul! ruti!r! !)t! din ! *n ! %ai %ar!$ *n %od )p!ial *n %!diul ur+an$ iar antitat!a !%i)iilor d! ,a#!$ ar! pun! *n p!riol 'ia-a oa%!nilor i alit&-il! %!diului$ !)t! *n ontinu& r!t!r!. D!oa%dat&$ nu )! poat! 'or+i d! r!du!r!a nu%&rului d! auto'!(iul! ruti!r!. P! d! alt& part!$ )! ti! & r!)ur)!l! d! o%+u)ti+ili /o)ili )unt li%itat! i n!r!,!n!ra+il!. P! plan %ondial$ pr!oupar!a on)trutorilor d! auto'!(iul! p!ntru r!du!r!a on)u%ului d! o%+u)ti+il i r!du!r!a !%i)iilor poluant! )0a %at!riali#at$ *n ulti%ul d!!niu$ prin d!#'oltar!a d! '!(iul! pu-in poluant! i u on)u% r!du) d! o%+u)ti+il. Din at!,oria a!)tora$ p! ln,& !l! ar! utili#!a#& ,a#ul natural li(!/iat$ %!tanolul )au !n!r,ia !l!tri&$ /a part! i '!(iul!l! (i+rid!. Con)trutorii d! auto'!(iul! on)id!r& &$ *n a!)t )!n)$ una dintr! )olu-iil! radial! !)t! )(i%+ar!a pro/und& a %odului d! propul)i! al auto'!(iul!lor$ prin pro%o'ar!a )i)t!%!lor (i+rid! d! propul propul)i! )i!$$ on)id on)id!ra !rat! t! a )olu-i )olu-iii d! 'iitor 'iitor p!ntru p!ntru r!du! r!du!r!a r!a )u+)t )u+)tanan-ial ial&& a on)u% on)u%ulu uluii d! o%+u)ti+il i a !%i)iilor poluant!. Si)t!%!l! d! propul)i! ar! au in o%pon!nta lor$ p! ln,& un )i)t!% on'!n-ional u %otor u ard!r! int!rn&$ !l pu-in *n& unul apa+il )a /urni#!#! uplu d! tra-iun! la ro-il! auto%o+ilului i ar! )& r!up!r!#! o part! din !n!r,ia in!ti& *n /a#!l! d! d!!l!rar!$ )unt uno)ut! )u+ d!nu%ir!a d! )i)t!%! (i+rid! r!,!n!rati'!. P!ntru r!dar!a !n!r,i!i r!up!rat!$ )i)t!%!l! d! a-ionar! )unt d! tipul2 (idro%!ani! 3(idro)tati! )au (idrodina%i!4$ !l!tro%!ani! 3ur!nt ontinuu )au )au alt!rnati'4 și %!ani!. O onur!n-& d!o)!+it& d!o)!+it& )! d!#'olt& d!#'olt& *ntr! )i)t!%ul (i+rid t!r%o0!l!tri$ ar! p! ln,& %otorul t!r%i %ai ar! i un )i)t!% !l!tri$ i )i)t!%ul (i+rid t!r%o(idrauli ar!$ p! ln,& %otorul t!r%i d! a-ionar! %ai ar! )i un )i)t!% (idrauli d! propul)i!. Con)trutorii d! auto'!(iul! au d!rulat proi!t! d! a%ploar!$ ar! au 'i#at r!ali#ar!a d! )i)t!%! i !(ipa%!nt! %!atroni! o%pl!5! p!ntru r!up!rar!a !n!r,i!i in!ti!$ *n /a#!l! d! /rnar!$ la auto'!(iul! ruti!r! i r!dar!a a!)t!ia *n /a#!l! d! d!%arar!6a!l!rar!$ *n )opul r!du!rii )u+)tan-ial! a on)u%ului d! o%+u)ti+il i a polu&rii %!diului. Solu-ia t!(ni& d! r!ali#ar!$ r!ali#ar!$ p! ar! a!știa au al!)0o$ !)t! a!!a a!!a a unui )i)t!%ul )i)t!%ul (i+rid t!r%o(idra t!r%o(idrauli uli paral!l$ paral!l$ ar! utili#!a#& o %ain& (idrauli& apa+il& )& /un-ion!#! att *n r!,i% d! po%p&$ *n /a#a d! / rnar!$ t i *n r!,i% r !,i% d! %otor$ *n /a#a d! a!l!rar!6d!%arar!. a!l!rar!6d!%arar!. "ntr0un ilu d! luru al auto'!(iulului$ /or%at dintr0o p!rioad& d! a!l!rar!$ una d! rular! u 'it!#& on)tant& i una d! d!!l!rar! 3/i,. 14$ )! on)tat& & put!r!a n!!)ar&$ *n pri%a /a#&$ !)t! %ult %ai %ar! d!t !a n!!)ar& rul&rii u 'it!#& on)tant&. S! ad%it! ipot!#a &$ *n /a#a d! /rnar!$ %otorul t!r%i /un-ion!a#& la tura-ia d! %!r) *n!t *n ,ol. Prin /rnar!a auto%o+ilului$ !n!r,ia in!ti& do+ndit& prin a!l!rar! )! tran)/or%& *n !n!r,i! alori& *n )i)t!%ul d! /rnar! i )! pi!rd! ir!'!r)i+il. S! pun! pro+l!%a da&$ *n /a#a d! /rnar!$ !n!r,ia in!ti& a auto%o+ilului nu )0ar put!a r!up!ra i )toa *n au%ulatoar! d! !n!r,i!. Datorit& /aptului & !n!r,ia poat! /i !5tra)& din a!)t! au%ulatoar! i utili#at& din nou$ )! )pun! & a'!% d!0a /a! u )i)t!%! 7r!,!n!rati'!8 d! r!up!rar!. "n /i,. 9 )! !'id!n-ia#& pond!r!a )urprin#&tor d! %ar! a !n!r,i!i in!ti! di)ipat! p! parur)ul unui ilu ur+an %!diu !urop!an$ p!ntru a r!ali#a /un-ia d! oprir! )au *n!tinir! a auto%o+ilului. "n un!l! a#uri$ a!a)t& pond!r! a:un,! pn& )pr! ;<= din !n!r,ia total&$ aa u% )! poat! o+)!r'a *n /i,. 9$ und! E%ot !)t! !n!r,ia n!!)ar& a /i /urni#at& d! %otor p!ntru propul)ar!a auto'!(iulului$ Edi) !)t! !n!r,ia di)ipat& *n ti%pul d!!l!r&rii$ iar E%in !)t! !n!r,ia n!!)ar& p!ntru propul)i! *n a#ul r!up!r&rii total! a !n!r,i!i di)ipat!. S! poat! tra,! onlu#ia & )! pot r!ali#a a!l!ai iluri d! d!pla)ar! *n r!,i% ur+an u un %otor %ai %i > d! und! i aa0nu%itul /!no%!n d! 7do?n)i#in,8. "n pr!#!nt$ pr!oupar!a on)trutorilor d! auto'!(iul! p!ntru r!du!r!a on)u% on)u%ulu uluii d! o%+u) o%+u)ti+ ti+il il i r!du! r!du!r!a r!a !% !%i)i i)iilo ilorr poluan poluant! t! )0a %a %at!r t!rial iali#a i#att *n d!#'ol d!#'oltar tar!a !a d! '!(iul! pu-in poluant! i u on)u% r!du) d! o%+u)ti+il. Din at!,oria a!)tora$ p! ln,& !l! ar! utili#!a#& ,a#ul natural li(!/iat$ %!tanolul )au !n!r,ia !l!tri& dr!pt )ur)! d! !n!r,i!$ /a part! i '!(iul!l! (i+rid!.

1 din @<



Fig. 1. Ciclul de lucru al autovehiculelor

Fig. 2. Pond!r!a !n!r,i!i di)ipat!

Si)t!%!l! d! propul)i! ar! au *n o%pon!n-a lor$ p! ln,& un )i)t!% on'!n-ional u %otor u ard!r! int!rn&$ !l pu-in *n& unul apa+il )& /urni#!#! uplu d! tra-iun! la ro-il! auto%o+ilului i )& r!up!r!#! o part! din !n!r,ia in!ti& din /a#!l! d! d!!l!rar!$ )unt uno)ut! )u+ d!nu%ir!a d! )i)t!%! (i+rid! r!,!n!rati'!. "n o%para-i! u '!(iul!l! !l!tri!$ arat!ri#at! printr0o autono%i! r!du)& d! d!pla)ar!$ '!(iul!l! (i+rid! au %ult! a'anta:!$ datorit& &rora a *n!put d!#'oltar!a lor p! )ar& din ! *n ! %ai lar,& lar,&.. Un auto'! auto'!(i (iul ul !(ipa !(ipatt u un )i)t!% )i)t!% (i+rid (i+rid d! propul propul)i! )i! r!ali# r!ali#!a# !a#&& o !ono !ono%i! %i! i%portant& d! o%+u)ti+il i r!du! poluar!a prin r!up!rar!a un!i p&r-i i%portant! din !n!r,ia d! /rnar!. Ar(it!tura un!i tran)%i)ii (i+rid! poat! /i r!ali#at& *n dou& 'ariant! d! +a#&$ )!ri! i paral!l$ dup& u% )! pr!#int& *n /i,. . La o tran)%i)i! (i+rid& )!ri!$ %otorul t!r%i nu !)t! on!tat %!ani la ro-il! %otoar!$ put!r!a n!!)ar& d!pla)&rii auto%o+ilului /iind tran)%i)& prin )i)t!%! (idrauli! )au !l!tri!. La o tran)%i)i! (i+rid& paral!l&$ )! p&)tr!a#& l!,&tura %!ani& *ntr! %otorul t!r%i i ro-il! %otoar!$ *n)&$ *n a!a)t& tran)%i)i!$ poat! /i introdu)& i !n!r,ia pro'!nit& d! la a,r!,atul )!undar d! antr!nar!. Prinipial$ )(!%!l! !lor dou& 'ariant!$ )!ri! i paral!l$ pot /i ur%&rit! *n /i,. . Tr!+ui! %!n-ionat /aptul &$ la rndul lor$ tran)%i)iil! (i+rid! paral!l! )! *ntln!) la auto%o+il! *ntr0o %ar! di'!r)itat! d! on/i,ura-ii. D! !5!%plu$ *n a#ul )i)t!%ului (i+rid t!r%o!l!tri )!ri!$ %otorul u ard!r! int!rn& a-ion!a#& un ,!n!rator !l!tri ar!$ la rndul )&u$ a-ion!a#& un %otor !l!tri$ iar *n a#ul )i)t!%ului (i+rid t!r%o0!l!tri paral!l$ !l! dou&

9 din @<



%otoar! pot /un-iona )!parat )au *n a!lai ti%p p!ntru a propul)a auto'!(iulul. P!ntru un (i+rid t!r%o0!l!tri$ !l! dou& 'ariant! pot /i ur%&rit! *n /i,. .

Fig. 3. Tipurile de sisteme hibride serie şi paralele

Si)t!%!l! (i+rid! d! propul)i! au$ *n ,!n!ral$ ur%&toar!a o%pon!n-&2 > )i)t!%! d! on'!rtir! on'!rtir! a !n!r,i!i !n!r,i!i %!ani! *n alt tip d! !n!r,i! > )i)t!%! d! )toar! )toar! a !n!r,i!i !n!r,i!i o+-inut! prin on'!rtir!a on'!rtir!a !n!r,i!i %!ani! %!ani! > )i)t!%! d! utili#ar!$ utili#ar!$ p!ntru propul)i!$ a !n!r,i!i )toat!. )toat!. Si)t!%!l! d! on'!rtir! a !n!r,i!i %!ani! pot /i2 > %!ani! > %!ano0in!r-ial!$ > %!ano0!l!tri! %!ano0!l!tri! > %!ano0(idrauli! %!ano0(idrauli! > %!ano0pn!u%ati!. %!ano0pn!u%ati!. Si)t Si)t!% !%!l !l!! d! )to )toar ar!! a !n!r !n!r,i ,i!i !i )! pot pot r!al r!ali# i#aa *n %a %aii %u %ult! lt! %o %odu duri ri$$ *n /un /un-i -i!! d! o%pon!nt!l! t!(ni! i%pliat! *n a!)t pro!). Prinipal!l! tipuri d! o%pon!nt! utili#at! p!ntru )toar!a !n!r,i!i r!up!rat! )unt la)i/iat! *n /i,. .

Fig. 4.

Tipuri de sisteme de stocare a energiei recuperate

Si)t!%!l! d! on'!rtir!a !n!r,i!i )toat! *n !n!r,i! %!ani&$ tran)%i)& &tr! ro-il! %otoar! la auto'!(iul!lor$ )! pot r!ali#a utili#nd$ d! a)!%!n!a$ %ai %ult! tipuri d! )i)t!%!$ d! di'!r)! naturi$ pr!#!ntat!$ )(!%ati$ *n /i,. ;.

 din @<

UNIVERSITATEA POLITEHNICĂ BUCUREȘTI

Fig. 5.

1.1.

SISTEME DE TRACȚIUNE HBRIDĂ

Sisteme de acţionare pe baza energiei stocate

Apariția și evoluția autovehiculelor hibride

Toota Priu) 3/i,. 4 !)t! pri%ul auto%o+il 7/ull8 (i+rid produ) *n %a)&. Auto%o+ilul )! r!%ar& prin utili#ar!a a dou& %otoar!$ unul t!r%i și unul !l!tri$ propul)ia *n %od t!r%i$ !l!tri )au o%+inat /iind )!tat& *n /unți! d! r!,i%ul d! d!pla)ar!.

Fig. 6.

Toyota Prius – prima generaț ie

Nu%it THS )i)t!%ul d! propul)i! d! la Toota poat! rula *n %od t!r%i 3utili#nd %otorul u ard!r! int!rn& p! ilu AtFin)on4$ !l!tri )au o%+inat. Put!r!a /urni#at& d! /i!ar! %otor 3!l!tri )au t!r%i4 !)t! at!nt %onitori#at& d! )i)t!%!l! !l!troni! d! ontrol p!ntru a pla)a puntul d! /unționar! al a!)tora *n #on!l! u randa%!nt ridiat.

 din @<


Fig. 7.


Toyota Prius – componente

Datorit& /aptului & Priu) poat! rula$ *n anu%it! ondiții d! d!pla)ar!$ !5lu)i' *n %od !l!tri !%i)iil! poluant! )unt #!ro. A!)t +!n!/iiu adu! un aport )!%ni/iati' %!diului din %aril! a,lo%!r&ri ur+an! u tra/i int!n). Co%parati' u un auto%o+il ! !)t! !(ipat u un %otor t!r%i p! +!n#in&$ u a!!ași d!n)itat! d! put!r!$ Priu) !%it! u apro5i%ati' <= %ai pu țin! ,ra%! d! CO9 p!ntru /i!ar! Filo%!tru parur). D! a)!%!n!a$ p! ilul o%+inat$ on)u%ul d! o%+u)ti+il )! )itu!a#& *n :urul 'alorii d! ;$1 l61<< F%. Pri%a ,!n!rați! d! Priu)$ din punt d! '!d!r! al !%i)iilor poluant! )! )itua la ni'!lul anilor 9<<;. Auto%o+ilul t!)tat dup& )tandard!l! !urop!n! *n 'i,oar! !%it!2 <$ ,6F% d! %ono5id d! ar+on 3CO94$ <$<; ,6F% d! (idroar+uri 3HC4 și <$<; ,6F% d! o5i#i d! a#ot 3NO54. THS Nul!ul )i)t!%ului d! propul)i! d! p! Priu) !)t! r!pr!#!ntat d! THS. A!)t )i)t!% int!,rat onțin! un %otor t!r%i u randa%!nt ridiat d! 1$; litri$ un %otor !l!tri$ un ,!n!rator !l!tri și un %!ani)% plan!tar u roți dințat!. Tot a!)t )i)t!%$ datorit& o%patit& ții$ poat! /i utili#at u ușurinț& *n )pațiul oupat d! &tr! un %otor t!r%i și o tran)%i)i!. M!ani)%ul plan!tar u roti dințat! ar! rol d! uti! d! 'it!#! u 'ariați! ontinu&. Prin 'ari!r!a turați!i !lor  !l!%!nt! o%pon!nt! 3roata )olar&$ platoul port0)at!liți și oroan&4 )! o+țin! o 'ariați! a 'it!#!i d! i!șir! )i%ilar& u !a a unui CVT.

; din @<


Fig. 8.


Mecanism planetar cu roți dinț ate – Toyota Prius CVT

Motorul u ard!r! int!rn& !)t! on!tat la platoul port0)at!liți al %!ani)%ului plan!tar. G!n!ratorul !l!tri 3MG14 !)t! l!,at la roata )olar&$ iar %otorul !l!tri 3MG94 !)t! ri,idi#at la oroana dințat& a %!ani)%ului plan!tar. O+)!r'ați!2 C!l! doua %așini !l!tri! MG1 și MG9 pot /unționa att *n r!,i% d! %otor t și *n r!,i% d!,!n!rator. R!,i%ul d! /unționar! d!pind! d! )tar!a d! d!pla)ar! a auto%o+ilului 3'it!#& r!du)&$ a!l!rați! put!rnia$ /rnar!$ !t.4

Fig. 9. Componentele sistemului THS

Toyota Prius

Cuplul d! i!șir! al oroan!i !)t! tran)%i) printr0un lanț la un %!ani)% r!dutor u an,r!nar! )i%pl& și apoi la di/!r!nțial und! !)t! a%pli/iat. M!ani)%ul plan!tar u roti dințat! !)t! nu%it și PSD 3Po?!r Split D!'i!4 d!oar!! )! o%port& a un di)po#iti' d! di'i#ar! a put!rii. A'anta:!l! a!)tui )i)t!% %!ani o%pu) din %!ani)%ul plan!tar$ an,r!na: )i%plu și di/!r!n țial !)t! r!pr!#!ntat d! /ia+ilitat! și ro+u)t!ț!. Toat! o%pon!nt!l! au po#iții /i5!$ una *n raport u !alalt&$ %ișar!a /iind doar d! rotați!$ *n :urul a5!lor. A)t/!l )! !li%in& po)i+il!l! d!/!t! și pro+l!%! ! pot ap&r!a *n a#ul utili#&rii un!i utii CVT la)i! )au a un!ia auto%at!. Motorul termic Propul)orul prinipal al auto%o+ilului !)t! %otorul u ard!r! int!rn& 1N0JE$ u ilu AtFin)on$ d! 1$; litri$ u patru ilindrii *n lini!. A!)ta !)t! pr!'&#ut u di)tri+uți! 'aria+il& int!li,!nt& VVT0i și d!#'olt& o put!r! d! @9 CP la ;<< rot6%in și un uplu d! 11; N% la 9<< rot6%in.

 din @<


Fig. 10. Carat!ri)tia


d! uplu și d! put!r! a %otorului t!r%i 1N0JE

Si)t!%ul int!li,!nt d! di)tri+uți! p!r%it! 'ariația ontinu& a /a#!lor )upap!lor d! ad%i)i! *n /unți! d! r!,i%ul d! /unționar! al %otorului$ !!a ! on/!r& %otorului p!r/or%anț! dina%i! r!%ara+il! și un on)u% )&#ut d! o%+u)ti+il. Li%itar!a turați!i %a5i%! a %otorului la ;<< rot6%in p!r%it! utili#ar!a %at!rial!lor ușoar! p!ntru o%pon!nt!$ *%+un&t&ț!șt! randa%!ntul t!r%i și r!du! pi!rd!ril! prin /r!ar!. P!ntru r!du!r!a ,r!ut&ții auto%o+ilului +loul %otor și (iula)a )0au /a+riat din alia: d! alu%iniu iar ,al!ria d! !'auar! din oț!l ino5ida+il. Po)i+ilitat!a d! a utili#a MG1 p! po)t d! d!%aror6alt!rnator iar MG9 a ,!n!rator *n r!,i% d! /rnar! a p!r%i) o r!du!r! *n plu) a %a)!i total! a %otorului prin !li%inar!a alt!rnatorului și a d!%arorului la)i. Controlul *%+o,&țirii a%!)t!ului a!r0ar+urant )! r!ali#!a#& prin int!r%!diul un!i lap!t! o+turatoar! ontrolat& !l!troni. P!ntru r!du!r!a !%i)iilor poluant! )i)t!%ul d! ali%!ntar! u o%+u)ti+il !)t! !tanș iar ,a#!l! d! !'auar! )unt tratat! d! un on'!rtor ataliti p! tr!i &i 3TKC4. MG1 (Generatorul) Mașina !l!tri& MG1 ar! tr!i /unții2 G!n!rator d! ur!nt !l!tri > *n a!)t a# !)t! antr!nat& d! %otorul t!r%i și produ! !n!r,i! !l!tri& ! !)t! utili#at& p!ntru ali%!ntar!a %otorului d! trațiun! MG9 )au p!ntru *n&rar!a +at!riilor. Start!r6d!%aror > !)t! utili#at la pornir!a %otorului t!r%i. Motor !l!tri > !)t! utili#at a 'ariator d! turați! p!ntru %!ani)%ul plan!tar prin %odi/iar!a turați!i roții )olar! )! 'aria#& turația oroan!i %!ani)%ului plan!tar d!i 'it!#a auto%o+ilului.

MG2 (Motorul electric) Motorul !l!tri d! trațiun! *nd!plin!șt! %ai %ult! /unții2 propul)!a#& auto%o+ilul *n do%!niul 'it!#!lor și a )arinilor r!du)!$ a)i)t& %otorul t!r%i la trațiun! *nd a!)ta /unțion!a#& *n do%!niul )arinilor %!dii și %ari$ produ! !n!r,i! !l!tri& nd auto%o+ilul )! a/la *n r!,i% d! /rnar!. @ din @<



Motor !l!tri > utili#at p!ntru d!pla)ar!a *naint! și *napoi a auto%o+ilului.

G!n!rator !l!tri > utili#at *n r!,i%ul d! /rnar! a auto%o+ilului. Motorul !l!tri d! ur!nt alt!rnati' produ! o put!r! %a5i%a on)tanta d! ; CP *ntr! 1<< și ;<< rot6%in. Prin int!r%!diul %!ani)%ului plan!tar$ a r!dutorului )i%plu și a di/!r!nțialului$ %otorul !)t! on!tat tot ti%pul la rotil! punții /aț&. Cuplul %a5i% d! ;< N% !)t! /urni#at la turații :oa)! 3apro5i%ati' << rot6%in4 !!a !0i p!r%it! auto%o+ilului )& d!%ar!#! și )& /i! propul)at !5lu)i' *n %od !l!tri. M!r)ul *napoi al auto%o+ilului !)t! a)i,urat tot d! %otorul !l!tri prin in'!r)ar!a )!n)ului d! rotați! al a!)tuia. S!l!tar!a %odului d! %!r) *napoi )! /a! a ționnd un l!'i!r d! %ii di%!n)iuni a/lat *n '!in&tat!a 'olanului. Cutia automată cu variație continuă Prati utia d! 'it!#! !)t! /or%at& din lanțul %!tali$ %!ani)%ul plan!tar și r!dutorul /i5. Controlul !l!troni al put!rii !lor tr!i %otoar!6,!n!ratoar! 3MG1$ MG9 și %otorul t!r%i4 p!r%it! 'ari!r!a turați!i d! i!șir! din tran)%i)i! d!i i%pliit a 'it!#!i auto%o+ilului. Contatul p!r%an!nt al !l!%!nt!lor tran)%i)i!i u roțil! %otoar! d!i lip)a unui a%+r!ia: )au a unui on'!rti#or d! uplu a p!r%i) o+țin!r!a d! a!l!rațiilor lin!$ /&r& șouri și *%+un&t&țir!a ti%pului d! r&)pun) la ap&)ar!a p!dal!i d! a!l!ra ți!. Tran)%i)ia !)t! ontrolat& prin int!r%!diul unui l!'i!r d! )!l!ți! %ontat p! oloana d! dir!ți! ! uprind! ur%&toar!l! )t&ri6pro,ra%!2

Fig. 11. Toyota Prius – poziț iile levierului selector de programe P – Parcare!Par"# $ – Mers %napoi!$everse# & –

&eutru!&eutral# ' – Condus!'rive și ( – )ncetinire!(ra"ing*

"n po#iția B %otorul t!r%i !)t! pornit și utili#at *n r!,i% d! /rnar! p!ntru *n!tinir!a auto%o+ilului la o+orr!a unor pant! lun,i 3/unți! )i%ilar& u a unui 7r!tard!r8 d! p! autoar!4. Bateriile Bat!riil! )unt d! tipul ni(!l > (idrur& %!tali& 3 Ni0MH4$ onțin  d! %odul! indi'idual! ! *n)u%at produ 9@ V. Pa(!tul d! +at!rii !)t! %ontat p! punt!a din )pat!$ dup& )aun!l! pa)a,!rilor. A!a)t& a%pla)ar!a p!r%it! utili#ar!a opti%& a )pațiului din int!riorul auto%o+ilului p!ntru )porir!a on/ortului pa)a,!rilor. Datorita t!n)iunilor și a ur!nților %ari !)t! int!r#i)& int!r'!nția p!r)oan!lor n!autori#at! a)upra +at!riilor. Bat!riil! nu )! r!para iar int!r'!nția )! poat! r!ali#a nu%ai d! &tr! p!r)onalul Toota )p!iali#at *n a!)t )!n). P!ntru a prot!:a oupan ții auto%o+ilului d! o !'!ntual& !l!troutar! +at!ria !)t! i#olat&$ *n a#ul unui aid!nt )au d!/!țiun!$ d! r!)tul auto%o+ilului prin int!r%!diul unui r!l!u d! )i,uranț&. nvertorul AC!"C Rolul in'!rtorului !)t! d! a tran)/or%a ur!ntul ontinuu 3CC4 produ) d! +at!ri! *n ur!nt alt!rnati' 3CA4 n!!)ar p!ntru ali%!ntar!a %așinilor !l!tri!. D! a)!%!n!a tran)/or%& din CA *n CC$ p!ntru r!*n&rar!a +at!riilor$ !n!r,ia !l!tri& produ)& d! una din !l! doua %așini !l!tri!.

 din @<



Fig. 12. +nvertor

In'!rtorului %ai onțin! și un on'!rtor d! CC p!ntru tran)/or%ar!a t!n)iunii d! 9@ V *n t!n)iun! d! 19 V n!!)ar& p!ntru ali%!ntar!a !(ipa%!nt!lor au5iliar! al! auto%o+ilului 3ilu%inar!$ )i)t!% audio$ a!r ondiționat$ !t.4 #e$imurile de %uncționare Modul d! /unționar! a ,rupului %oto0propul)or 3propul)i! !l!tri& )au (i+rid&4 )au r!,i%ul d! /unționar! al %așinilor !l!tri! 3%otor )au ,!n!rator4 poat! /i !5!%pli/iat prin d!p!nd!nta turațiilor !l!%!nt!lor %!ani)%ului plan!tar 3)olar&$ platou )at!liți și oroan&4. Modul contact A!)t %od or!)pund! u po#iția 7ontat8 a unui auto%o+il la)i$ u %otor t!r%i. "n a!)t %od 'it!#a auto%o+ilului !)t! nul& dar )i)t!%ul !l!tri !)t! 7ar%at8$ +at!ria !)t! on!tat&$ prin int!r%!diul r!l!ului d! )i,uranț&$ la in'!rtor.

Fig. 13. Toyota Prius –

Mod contact

"emara&ul automobilului (mod electric) Dup& pun!r!a ontatului$ da& ondu&torul auto apa)& p!dala d! a!l!ra ți!$ auto%o+ilul *n!p! )& )! d!pla)!#! /iind propul)at d! MG9 ar! /un țion!a#& *n r!,i% d! %otor !l!tri. "n a!)t %od MG1 )! 'a roti *n )!n)ul opu) d! rotați! al MG1 d!oar!! %otorul t!r%i$ /iind oprit$ 'a i%o+ili#a platoul )at!liților din %!ani)%ul plan!tar.  din @<




mod electric

'ornirea motorului termic "n %odul d! propul)i! !l!tri da& 'it!#a auto%o+ilului d!p&ș!șt! o anu%it& li%it& 3apro5. ;< F%6(4 %otorul t!r%i !)t! pornit utili#nd MG1. In'!rtorul 'a ali%!nta MG1 ar! /unțion!a#& *n r!,i% d! %otor. S!n)ul d! rotați! al lui MG1 și MG9 'a /i a!lași$ !!a ! 'a antr!na %otorul t!r%i.


demara, motor termic

Accelerație ușoară Dup& pornir!a %otorului t!r%i da& ondu&torul dor!șt! o a!l!rați! ușoar& auto%o+ilului$ %otorul t!r%i *ș i 'a %&ri turaț ia p!)t! 'aloar!a lui MG9. "n a!)t a# MG1 'a /i antr!nat& /iind *n r!,i% d! ,!n!rator !l!tri. En!r,ia !l!tri& produ)& d! MG1 !)t! utili#at& p!ntru MG9.

1< din @<



Fig. 16. Toyota Prius – accelerație ușoar-

"eplaare cu vitea contanta medie "n a!)t %od d! /unționar! auto%o+ilul !)t! propul)at (i+rid$ u %otorul t!r%i și !l !l!tri MG9. G!n!ratorul MG1 produ! !n!r,i! !l!tri& p!ntru ali%!ntar!a MG9.

Fig. 17.

Toyota Prius – deplasare cu vitez- constant- medie

Accelerație puternică "n a#ul *n ar! )! dor!șt! o a!l!rați! put!rni& a auto%o+ilului$ turația %otorului t!r%i r!șt!. Auto%o+ilul !)t! propul)at *n %od (i+rid 3!l!tri și t!r%i4. MG1 'a produ! !n!r,i! !l!tria p!ntru a ali%!nta MG9. "n plu)$ p!ntru a o+țin! un uplu %a5i% din MG9 +at!ria 'a /urni#a )upli%!ntar !n!r,ia !l!tri& n!!)ar&.

11 din @<


Fig. 18.


Toota Priu) > a!l!rați! put!rni&

"eplaare cu viteă contantă mare P!ntru o anu%it& turați! a %otorului t!r%i$ p!ntru a put!a %&ri turația lui MG9$ MG1 'a /i +loat 3turați! #!ro4. "n a!)t r!,i% d! d!pla)ar!$ auto%o+ilul !)t! propul)at *n %od (i+rid$ MG9 /iind ali%!ntat u !n!r,i! !l!tri& d! la +at!rii.

Fig. 19.

Toyota Prius – deplasare cu vitez- constant- mare

*iteă ma+imă P!ntru a!!ași turați! a %otorului t!r%i$ MG9 'a a'!a o turați! %ai %ar! da& MG1 !)t! *n r!,i% d! %otor și rotit *n )!n) in'!r). Auto%o+ilul !)t! propul)at (i+rid 3!l!tri  t!r%i4$ +at!ria ali%!ntnd u !n!r,i! !l!tri& att %otorul !l!tri MG9 t și MG1.

19 din @<




deplasare cu viteza ma.im-

,r-nare recuperativă Cnd ondu&torul auto ațion!a#& p!dala d! /rn&$ u )opul d! a r!du! 'it!#a auto%o+ilului$ %otorul t!r%i !)t! oprit. "n a!)t %od MG9 'a /unționa *n r!,i% d! ,!n!rator !l!tri$ /iind antr!nat d! rotil! auto%o+ilului 3/rn& d! %otor4. En!r,ia produ)a d! MG9 !)t! utili#at& p!ntru *n&rar!a +at!riilor. MG1 nu 'a /i ali%!ntat$ și )! 'a roti *n )!n) in'!r) /aț& d! MG9 datorit& turați!i #!ro a %otorului t!r%i.

Fig. 21. Toyota Prius

– /r0nare cu recuperare de energie

Atentie 

rnar!a utili#nd MG9 *n r!,i% d! ,!n!rator nu *nloui!șt! )i)t!%ul d! /rnar! (idrauli$ la)i. "n a#ul *n ar! ondu&torul auto dor! șt! o /rnar! put!rni& )i)t!%ul (idrauli int!r'in! pr!u% la un auto%o+il on'!nțional. P!ntru a d!t!r%ina int!n)itat!a /rn&rii d!i i%pliit n!!)itat!a ati'&rii )i)t!%ului (idrauli$ alulatorul )i)t!%ului d! /rnar! utili#!a#& in/or%ația pro'!nita d! la un )!n#or d! po#iți! %ontat p! p!dala d! /rn&. Po#i ția p!dal!i d! /rn& )! tradu! *n /orța n!!)ar& d! /rnar! ar! d!id! %o%!ntul ati'&rii )i)t!%ului d! /rnar! (idrauli$ la)i. Merul napoi 1 din @<



"n a!)t %od auto%o+ilul !)t! propul)at *n %od !5lu)i' !l!tri$ MG9 /iind *n r!,i% d! %otor !l!tri dar u )!n) d! rotați! opu) /a ț& d! %odul 7Dri'!8. Motorul t!r%i !)t! oprit iar MG1 )! 'a roti li+!r. En!r,ia !l!tri& p!ntru MG9 !)t! /urni#at& d! +at!ri!.

Fig. 22.

Toyota Prius – mers %napoi

Si)t!%ul THS )! /a! r!%arat datorit& %odului )i%plu și !/ii!nt prin ar! )! utili#!a#& doua %așini !l!tri! și un %otor t!r%i p!ntru propul)ar!a unui auto%o+il *n '!d!r!a %ini%i#&rii on)u%ului d! o%+u)ti+il$ p&)trnd *n a!lași ti%p p!r/or%anț!l! dina%i! al! auto%o+ilului la un ni'!l a!pta+il. Opti%i#ar!a a!)tui )i)t!% a /o)t ontinu&$ ur%&toar!l! ,!n!rații d! Toota Priu) /iind %ai a'an)at! din punt d! '!d!r! al p!r/or%anț!lor.

1 din @<



Capitolul 9. Studiul și anali#a p!ntru %od!l! )i%ilar!2 para%!tri on)truti'i$ /unționali$ !n!r,!tii$ di%!n)ionali ș i %a)ii Ta+!lul nr. 1. Mod!l! )i%ilar! d! auto%o+il! "enumire automobil Aton Chevrolet Martin Corvette *12 C 0a$ato ;  1; 1@

ambor$hin i #eventon

ambor$hin i Murciela$o ' 345

@<< 9<;

;< 9<;

Sava$e #ivale #oad8acht GTS ;9@ ;< 1@ 1

199

11;

11<

191

9<< 0 0 1< 0

9@1< 1<< 1;@ 1 @$;

9; 1; 1; 1; @1;$;

9; 1; 1; 1;< 0

9;< 1@9 1< 1 0

0

@$;

$<;

0

0

Cla)ia

RKD @0)p!!d Tr!%! TR0<@< %anual 19 V 

AKD

5

RKD

Cla)ia

Auto%ata 0 @ tr!pt!

Auto%at 0 @ tr!pt!

/r. crt .

'aramentrii

1 9

Lun,i%! %Q Lati%! 3/ara o,lin#i4 %Q



Inalti%! %%Q

19;<

 ;  @ 

A%pata%!nt %%Q Earta%!nt /ata %%Q Earta%!nt )pat! %%Q Ma)a totala F,Q Ma)a p! punt!a /ata F,Q Ma)a p! punt!a )pat! F,Q Ar(it!tura GMP

 1< 11

Tip tran)%i)i!

19 1 1

Cilindr!! %Q Nu%ar d! ilindrii 0Q Put!r! %a5i%a KQ

Manual 0 tr!pt! ;; 19 <

Manual 0  tr!pt!

1; din @<

 V19 ;

%anuala0 tr!pt! 19 19' 9@

,errari 467 talia

 ' 1

11; 9@<< 19<

1;  


1; 1 1@ 1 1 9< 91 99 9 9

Turati! d! put!r! %a5i%a rot6%inQ Cuplu %a5i% N%Q Turati! d! uplu %a5i%a rot6%inQ Put!r! !l!tria in)talata 3daa !)t! di)poni+il4 KQ A!l!rati! <01<< F%6( )Q Vit!#a %a5i%a F%6(Q Con)u% o%+u)ti+il ur+an l61<< F%Q Con)u% o%+u)ti+il !5tra0ur+an l61<< F%Q Con)u% o%+u)ti+il o%+inat l61<< F%Q Cantitat! CO9 !%i)a ,6F%Q


;<<

<<<

<<<

@;<<

<<<

9<<

;@<

9

<

;<

;<

@<

;@;<

<<

<<<

;<<

<<<

<<

0

0

0

0

0

0

$9

$

$

$;



$

<;

<

<

<

<

9

9$

1@

9$

9$

1$@

0

11$@

$1

1;

1;$1

$@

0

1$

11$9

91$

91$

1$

$

1

9@

;

;

<@

9@

Capitolul . Al!,!r!a unui %od!l d! auto'!(iul2 rit!rii d! )!l!ț i! a auto'!(iulului "n al!,!r!a unui %od!l d! auto'!(iul 'o% țin! ont d! di%!n)iunil! și p!r/or%an ț!l! dina%i! al! a!)tuia$ punnd *n !'id!nț& ur%&toar!l! rit!rii d! )!l! ți!2 Di%!n)iuni d! %a)& și d! ,a+arit t %ai r!du)! − − Put!r! a %otorului u ard!r! int!rn& t %ai %ar! − Cuplu al %otorului u ard!r! int!rn& t %ai %ar! − Vit!#& d! d!pla)ar! t %ai %ar! − Ar(it!tura tran)%i)i!i.

9.1. "imeniuni de maă și de $abarit c-t mai redue Gr!utat!a !)t! un a)p!t /oart! i%portant *n on)truția d! auto%o+il!$ d!oar!! o ,r!utat! %ai %i& *%+un&t&ț!șt! p!r/or%anț!l! auto%o+ilului și )ad! on)u%ul d! o%+u)ti+il. "n %od )p!ial$ *n !!a ! pri'!șt! )up!rar0uril!$ r!du!r!a %a)!i auto%o+ilului !)t! un a)p!t ruial și din a!a)t& au#& )! *n!ar& utili#ar!a unor %at!rial! u ,r!utat! t %ai ușoar& *n on)tru ția a!)tora 3!5.2 alu%iniu$ /i+r& d! ar+on$ /i+r& d! )til& !t.4. D! a)!%!n!a$ di)tri+u ția ,r!ut& ții p! punți !)t! și a!)ta un a)p!t d! ar! tr!+ui! ținut ont$ a'nd in/lu!n ț! )!%ni/iati'! *n ti%pul 'ira:!lor și /rn&rii. C!a %ai +un& di)tri+uți! a ,r!ut&ții !)t! ;<=0;<=2 o di)tri+uți! !,al& a ,r!ut&ții p! a%+!l! punți. Prin ur%ar!$ *n !l! ! ur%!a#& 'o% ap!la la ta+!lul din apitolul 9 p!ntru o%parar!a di%!n)iunilor auto%o+il!lor și al!,!r!a )oluți!i opti%!. i,. 9. 1naliz- dimensiuni de mas- și de gabarit

Din anali#a ta+!lului d! %ai )u) r!i!)! & di%!n)iunil! d! ,a+arit al! auto%o+il!lor )unt )!n)i+il apropiat!$ dar %a)a total& !a %ai r!du)& o ar! auto%o+ilul Sa'a,! Ri'al! Roada(t GTS. 9.2. 'utere: moment și viteă c-t mai mari 1 din @<



Auto%o+il!l! anali#at! )unt )up!ar0uri și tr!+ui! ș& *și p&)tr!#! p!r/or%anț!l! d! auto'!(iul )port și *n 'arianta (i+rid&. "n dia,ra%a d! %ai :o) )unt pr!#!ntat! put!ril! d!#'oltat! d! %otorului u ard!r! int!rn& al! /i!&rui auto%o+il anali#at. i,. 9. 1naliza puterii# momentului și vitezei ale automobilelor

Din dia,ra%a pr!#!ntat& %ai )u)$ r!i!)! & auto%o+ilul Sa'a,! Ri'al! Roada(t GTS ar! p!r/or%anț!l! dina%i! !l! %ai *nalt!.

9.9.

Arhitectura tranmiiei

Ta+!lul nr. 9. Ar(it!tura tran)%i)i!i "enumire automobil /r. crt .

'aramentrii

1 Ar(it!tura GMP

Chevrolet ambor$hini ambor$hini Corvette Murciela$o #eventon C ' 345 RKD

AKD

5

,errari 467 talia RKD

Sava$e #ivale #oad8acht GTS Cla)ia

Datorit& )i%plit&ții on)truti'! și a o)tului r!lati' r!du)$ )0a optat p!ntru ar(it!tura la)i& a tran)%i)i!i. "n ur%a )ta+ilirii rit!riilor d! )!l!ți! și a anali#&rii *nadr&rii auto%o+il!lor *n a!)t! rit!rii$ )0 a a:un) la onlu#ia & !a %ai +un& al!,!r! !)t! auto%o+ilul Sa'a,! Ri'al! Roada(t GTS.

Capitolul . Anali#a di/!rit!lor tipuri d! +at!rii d! au%ulatoar!. Crit!rii d! )!l!ți! al! +at!riilor d! au%ulatoar! 4.1.

ntroducere "n )oi!tat!a d! a)t&#i$ oa%!nii au *nț!l!) i%portan ța utili#&rii )ur)!lor d! !n!r,i! r!,!n!ra+il!. "n!pnd d! la !l! %ai %ii aparat! pn& la !l! %ai 'ariat! in)tru%!nt! t!r%innd u plat/or%! d! %in!rit d! %ar! put!r!$ !(ipa%!nt!l! ar! au a )ur)& d! !n!r,i! +at!rii au  ști,at at!nția utili#atorilor datorit& a'anta:!lor ar! l! au *n o%parați! u !(ipa%!nt!l! ar! utili#!a#& a )ur)& d! !n!r,i! o%+u)ti+ili /o)ili. C(iar și *n do%!niul auto%o+il!lor$ ar! !)t! do%inat d! %otoar!l! u ard!r! int!rn&$ )unt ușoar! )(i%+&ri *n !!a ! pri'!șt! '!(iul!l! u )ur)& d! !n!r,i! !l!tri&. Prinipalul a'anta: al a!)tor '!(iul! !)t! !/ii!nța %ai +un& și prot!ția %!diului *non:ur&tor *n a!lași ti%p. "ntrut$ %otoar!l! u ard!r! au o t!(nolo,i! +a#at& p! o 1<< d! ani d! !r!tar! on!ptul d! tran)%i)i! !l!tri& %od!rn& !)t! *n& *n /a#a d! d!#'oltar!. Dar totu și$ )! %ai pot adu! *%+un&t&țiri *n a%+!l! do%!nii. Pri%ul pa) *n adu!r!a un!i '!(i t!(nolo,ii dar *n& !/ii!nt! *ntr0una %od!rn& și %ai puțin poluant&$ !)t! la %o%!ntul atual i%pl!%!ntar!a t!(nolo,i!i (i+rid! p! auto'!(iul! u %otoar! u 1@ din @<



ard!r! int!rn&$ /i! di!)!l$ /i! +!n#in&$ ard!r! +!n#in&$ p!ntru r!du!r!a r!du!r!a on)u%ul on)u%ului ui d! o%+ o%+u)ti+i u)ti+ill și a !%i)iilor !%i)iilor poluant!. P!ntru a!)t luru$ )ur)a d! !n!r,i! a %otorului !l!tri tr!+ui! )toat& und!'a p! auto'!(iul. Sin,ura po)i+ilitat! la %o%!ntul atual$ !)t! utili#ar!a un!i t!(nolo,ii %od!rn! a +at!riilor p!ntru a a)i,ura a)i,ura trațiun!a auto'!(iulului. auto'!(iulului. T!(nol T! (nolo,ia o,ia +at!riilor +at!riilor )0a d!#'olta d!#'oltatt rapid și !)t! on)id!rat& on)id!rat& a /i %ai pu țin poluant& poluant& d!t utili#ar!a utili# ar!a o%+u)ti+ o%+u)ti+ililor ililor /o)ili. /o)ili. Cu% !)t! %ai !5at %ai pu țin poluant pro!)ul pro!)ul d! /a+riar! al +at!riilor La %o%!ntul atual$ %a:oritat!a +at!riilor )unt r!ila+il! <=. A!lași luru )! poat! )pun! )pu n! și d!)pr! d!)pr! '!(iul! '!(iul!l! l! '!(i '!(i ar! )unt )unt r!ilat r!ilat!! și tran)/or tran)/or%at %at!! *n '! '!(i (iul! ul! %od!rn %od!rn!! 3o ț!l$ pla)ti$ )til&4. E)t! o %ar! 'aritat! d! +at!rii r&)pndit! *n /oart! %ult! do%!nii$ d! la +at!rii %inu %i nu) )ul ul!! ut util ili# i#at at!! la %i %ir ro oip ipur urii a ar! r! tr tr!+ !+ui ui!! )& du dur! r!#! #!  tt %a %aii %u %ult lt po po)i )i+i +il$ l$ p pn& n& la )up!rapaitori )up!rapaito ri utili#ați *n op!rațiuni ! n!!)it& n!!)it& o put!r! put!r! %ar! *ntr0o p!rioad& )urt& )urt& d! ti%p.

4.1.1. 4.1. 1. ; privire privire de anamblu anamblu aupr aupraa tipurilor tipurilor de baterii baterii

i,. 9;. 'istribuț ia di/eritelor tipuri de baterii

Bat!riil! )unt la)i/ia Bat!riil! la)i/iat! t! *n /unți! d! )trutur& )trutur& (i%i& (i%i& și !l! %ai o%un! o%un! )unt )i)t!%!l! )i)t!%!l! +a#at! p! litiu$ plu%+$ ni(!l. "n /i,ura d! %ai %ai :o) )! arat& di)tri+u ția a!)tor tipuri d! +at!rii. Cu un pro!nt d! @=$ +at!riil! +at!riil! Li0ion !)t! al!,!r!a p!ntru p!ntru di)po#iti'! porta+il! și tran)%i)i! !l!tri&. Nu !5i)t& !5i) t& a)t&#i a)t&#i alt! )i)t!% )i)t!%!! ar! )& *i*i a%!nin a%!nin ț! do%ina do%ina ția. Bat!riil! u plu%+ și aid )unt uno)ut! uno)ut! a a /iind ro+u)t! și o )ur)& d! !n!r,i! !ono%i&$ /iind utili#at! utili#at! *n %a)&. %a)&. Cu toat! & +at!riil! +at!riil! Li0ion *și /a lo p! piața +at!riilor +at!riilor plu%0aid$ plu%0aid$ !r!r!a !r!r!a p!ntru a!)t!a din ur%& !)t! *n& *n r!șt!r!. Apliațiil! )unt *%p&rțit! *n )tart!r! p!ntru auto'!(iul! 39<=4$ +at!rii )ta )taționar! p!ntru r!#!r'a d! put!r! 3=4 și +at!rii u u ilu d! d! *n&rar!0 *n&rar!0 d!)&r d!) &rar ar!! rapid rapid p!ntru p!ntru %o+ilit %o+ilitat! at!aa roțilo ilorr 3;=4 u% ar /i %așini inil! l! d! ,ol/$ ,ol/$ )aun! )aun! u rotil! rotil! și plat/or%! d! ridiar!. En!r,ia En!r ,ia )p!i/i& )p!i/i& ridiat& și )to )toar! ar! *nd!lun,at& *nd!lun,at& au /&ut +at!riil! alalin! alalin! %ai popu popular! lar! d!tt '!( d! '!(il! il! #in #in0ar+ 0ar+on$ on$ in'! in'!ntat! ntat! d! G!ro G!ro,!) ,!) L!l L!lan( an(!! *n 1 1.. Bat! Bat!riil! riil! Ni( Ni(!l0(id !l0(idrur& rur& %!tali %!t ali& & on ontin tinu& u& )& d! țin& un rol i%portan i%portantt din %o%!nt %o%!nt ! au *nl *nlou ouit it uti utili# li#&ri &ri d!)!r'it d!)!r'it!! *n pr!ala+il d! +at!riil! ni(!l0ad%iu. To Totu tuși$ u un pro!nt d! piaț& d! = și *n )&d!r!$ +at!riil! NiMH !)t! un 7:u&tor8 7:u&tor8 %i. O utili#ar! *n ur) d! d!#'oltar! a +at!riilor$ !)t! tran)%i)ia !l!tri& p!ntru tran)port p!r)onal. Co)tul +at!ri!i$ lon,!'itat!a și pro+l!%!l! d! %!diu ditat!a#& t d! rapid )!torul auto%o+il!lor 'a adopta a!)t nou )i)t!% d! propul)i!. Co%+u)ti+ilii /o)ili )unt i!/tini$ on'!na+ili și u șor di)pon di)poni+i i+ili li și %oduri %oduri alt!rna alt!rnati'! ti'! d! a /a! /a! opo#i opo#iți!i ri,id! ri,id!$$ *n %o %odd )p!ial )p!ial *n A%! A%!ria ria d! 1 din @<



Nord. Pot /i n!!)ar! )ti%ul!nt! ,u'!rna%!ntal!$ dar a)t/!l d! int!r'!n ții pot di)tor)iona ad!'&ratul o)t al !n!r,i!i.

4.2.

'ro$ree n domeniul bateriilor Bat!ri Bat !riil! il! a'a a'an)! n)!a#& a#& p! dou dou&& /ro /rontu nturi. ri. A!)t! A!)t! d!# d!#'ol 'olt&ri t&ri )! r!/ r!/l! l!t& t& *n r!șt!r t!r!a !a !n! !n!r,i r,i!i !i )p!i/i! )p! i/i! și *%+un& *%+un&țir!a put! put!rii rii )p!i )p!i/i! /i! p!nt p!ntru ru !rin !rinț!l! d! *n& *n&rar! rar! u ur!n ur!nți %ari. %ari. "%+un& "%+un&t& t&țir!a un!ia nu *n)!a%n& *n)!a%n& *n %od %od auto%at auto%at și *%+un&t& *%+un&t&țir!a !l!ilalt! !l!ilalt! și ad!)!a ad!)!a aii apar! apar! un o%pro%i). "n /i,ura d! %ai %ai :o) )! arat& arat& r!lația dintr! !n!r,ia !n!r,ia )p!i/i& )p!i/i& *n K(6F, K(6F, și put!r!a )p!i/i& )p!i/i& *n K6F,.

i,. 9. Puterea speci/ic- și energia speci/ic- a di/eritelor tipuri de baterii

C!l! %ai +un! p!r/or%an p!r/or%anț! al! +at!ri!i )unt !l! !l! al! +at!ri!i litiu0%!tal. O pri%& '!r)iun! a /o)t introdu)& *n 1< d! Moli En!r, p! atuni$ dar in)ta+ilitat!a u litiu %!tali la anod a i%pu) o r!'i#uir! *n 11. Litiul )olid tind! )& /or%!#! /ila%!nt! %!tali! )au d!ndrit!$ ondund la )urtiruit. En!r,ia En!r ,ia )p!i/i& )p!i/i& %ar! și +una d!n)itat!a d!n)itat!a d! put!r! a +at!riilor +at!riilor litiu0%!tal litiu0%!tal i0au /&ut p! on)trut on) trutori ori ș& r!'i#ui r!'i#uia)& a)& a!a a!a)t& )t& )tru )trutur& tur& (i%i (i%i&& put!rni put!rni&. &. 7"%+l 7"%+ln# n#ir!a8 ir!a8 d!nd d!ndrit!lo rit!lorr și o+țin!r! in!r!aa )tandard! )tandard!lor lor d! )i,uran )i,uranț& dorit! pot pot /i atin)! atin)! prin o%+in o%+inar!a ar!a litiului litiului %!tali %!tali u u )taniu )taniu și )ilion. D! a)!%!n!a$ a)!%!n!a$ )0a *n!rat utili#ar!a ,ra/!n!lor ,ra/!n!lor a )!parator *%+un&t&țit. Gra/!n!l! )unt un )trat )u+țir! d! ar+on ar+on pur u ,ro)i%!a unui unui ato% l!,at *ntr >o )trutur& tip /a,ur! (!5a,onal&. S0a *n!rat$ d! a)!%!n!a$ utili#ar!a unor )traturi %ultipl! )!paratoar! ar! )& *%pi!di! p&trund!r!a d!ndrit!lor. d!ndrit!lor. Noil! +at!rii !5p!ri%!ntal! !5p!ri%!ntal! litiu0%!tal pot o+țin! <
4.9. 4. 9.

Comp Co mpar arar area ea bat bater erii iilo lorr cu cu alt altee ur uree de pu pute tere re

Au#i% d!)pr! %inunat!l! %inunat!l! *%+un&t&țiri adu)! t!(nolo,iilor +at!riilor$ +at!riilor$ /i!ar! o/!rind di/!/it! a'anta:!$ dar nii nii una nu on/!r& on/!r& o )oluți! )ati)/&&toar! )ati)/&&toar! la n!!)it& țil! d! !n!r,i! !n!r,i! din #il!l! noa)tr!. noa)tr!. "n ti%p ! +at!riil! +at!riil! )!r'!) )!r'!) +in! +in! un!l! pi!ț!$ au d!)i,ur d!)i,ur un!l! un!l! li%it&ri și nu pot o/!ri !/!ti' !/!ti' toat! toat! n!!)it& n!! )it&țil! d! !n!r, !n!r,i!. i!. a. St Stoc ocar area ea en ener er$i $iei ei 1 din @<


b.

c.

d.

e.


Bat!riil! Bat!ri il! )to )to( (!a# !a#&& !n! !n!r, r,ia ia d! d!)tu )tull d! +in +in!! și p!n p!ntru tru o p!r p!rioa ioad& d& d! ti% ti%pp on on)id )id!ra !ra+il +il&. &. Bat!riil! Bat!r iil! n!r! n!r!*n& *n&ra+i ra+il! l! r!țin %ai %ult& %ult& !n!r,i! !n!r,i! d!t d!t !l! r!*n&r r!*n&ra+il! a+il! și autod!)& autod!)&rar! rar!aa !)t! %ai :oa)&. Bat!riil! alFalin! )unt +un! ti%p d! 1< ani u pird!ri %ini%al!. Bat!riil! u plu%+$ ni(!l$ litiu n!!)it& r!*n&r&ri p!riodi! p!ntru a o%p!n)a pi!d!r!a d! put!r!. aid dur!a#& d! o+i!i 1 or!. "n o%par o% paraați!$ p!ntr p!ntruu a u% u%pl! pl! r!#!r' r!#!r'oru orull unu unuii '!(iul '!(iul dur!a# dur!a#&& doar t!'a t!'a %inut %inut!. !. D! și un!l! '!(iul! !l!tri! pot /i *n&rat! pn& pn& la < = *n %ai putin d! o or& d! la o pri#& d! %ar! put!r!$ utili#atorii d! '!(iul! !l!tri! 'or tr!+ui )& /a& a:u)t&ri . &. #eciclarea 9< din @<



Bat!riil! ni(!l > ad%iu și plu%+ > aid onțin %at!rial! p!riuloa)! și nu pot /i r!ilat! *n d!po#it!l! d! d!ș!uri. Bat!riil! d! ni(!l > (idrur& %!tali& și litiu0 )unt !olo,i! și pot /i r!ilat! u artiol! d! u# a)ni r!,ulat!$ *n antit& ți %ii. Autorit&țil! r!o%and& a toat! +at!riil! /i r!ilat!.

4.4.

Selectarea ntre timpul ma+im de %uncționare: durata de viață mare: dimeniuni redue și cot redu

Bat!riil! r!*n&ra+il! au un rol i%portant *n 'iața noa)tr& d! #i u #i și %ult! tr!+uri ar /i d! n!on!put /&r& po)i+ilitat!a d! a r!*n&ra o +at!ri! ,oal&. Cu% +at!ria )! *%+un&t& ț! șt!$ un nu%&r tot %ai %ar! d! di)po#iti'! )unt dotat! u +at!rii r!*n&ra+il!. Punt!l! d! int!r!) )unt ti%pul d! /unționar! +un$ pr!t !ono%i$ 'iaț& lun,&$ apait& ți %ari d! *n&rar!$ /un ționar!a *n )i,uran ț&$ ușurința d! d!po#itar! și r!ilar!. C!l! %ai /r!'!nt! tipuri d! +at!rii d! au%ulatoar! )unt +at!riil! plu%+ > aidul$ NiCd$ NiMH și Li0Ion. Bateriile plumb =acid. A!)ta !)t! !l %ai '!(i tip d! +at!rii r!*n&ra+il!. Bat!riil! • plu%+ > aid )unt ro+u)t!$ /unșion!a#& +in! la )arini %ari și au un pr!t !ono%i dar ar! o !n!r,i! )p!i/i& r!du) și ilu d! 'iaț& li%ita&. Bat!riil! plu%+ > aid )unt utili#at! p!ntru )aun! u rotil!$ %așini d! ,ol/$ d! tran)port d! p!r)onal$ ilu%inat d! )i,uranț& și )ur)& d! ali%!ntar! n!*ntr!rupti+il& 3UPS4. Plu%+ul !)t! to5i și nu pot /i di)pu)! *n d!po#it!l! d! d!ș!uri. Bateriile nichel = cadmiu. Matur și +in! *ntț!l!)$ NiCd !)t! utili#at *n a#ul *n ar! )unt • n!!)ar! durat! lun,i d! 'iaț&$ ur!ntțid! d!)&rar! %ari și t!%p!raturi !5tr!%!. Bat!ria NiCd !)t! una dintr! !l! %ai ro+u)t! și dura+il! +at!rii !)t! )in,ura ar! p!r%it! *n&rar!a ultra0rapid& u )tr!) %ini%. Prinipal!l! apliații )unt )ul! !l!tri!$ di)po#iti'! %!dial!$ +at!rii d! a!rona'! și UPS. Datorit& pro+l!%!lor d! %!diu$ NiCd !)t! *nlouit& u alt! +at!rii u alt! o%po#iții (i%i!. Cad%iul !)t! to5i. Bateriile nichel = hidrură metalică. Ca *nlouir! prati& p!ntru NiCd$ NiMH ar! %!tal! • to5i! doar ușoar! și o/!r& o !n!r,i! )p!i/i& %ai %ar!. NiMH !)t! utili#at& p!ntru in)tru%!nt! %!dial!$ %așini (i+rid! și apliații indu)trial!. Bat!ria NiMH !)t! d! a)!%!n!a di)poni+il *n AA și AAA !lul! p!ntru utili#ar! d! &tr! on)u%atori. Bateriile litiu = ion. Bat!ri! u o%po#ița! (i%&! !a %ai pro%i ț&toar!. Li0Ion !)t! • *nlouir!a *n %ult! apliații ar! au /o)t ant!rior d!)!r'it! d! +at!rii plu%+ > aid și p! +a#& d! ni(!l. Mai d!liat d!t %a:oritat!a !lorlalt! )truturi (i%i!$ Li0ion ar! n!'oi! d! un iruit d! prot!ți! p!ntru )i,uranț&. Bat!ri! Li0ion !)t! %ai )u%p& d!t %a:oritat!a !lorlalt! +at!rii$ dar ont!a#& ilu %ar! d! /unționar!$ *ntr!țin!r! r!du)& și o)tul r!du) p! ilu. Ta+!l nr. . Carat!ri)tiil! +at!riilor r!*n&ra+il! utili#at! *n %od o+ișnuit

91 din @<



C!r!tar!a *n do%!niul +at!rilor! ,ra'it!a#& )pr! +at!rii plu%+ > aid și p! +a#& d! litiu0. AGM 3A+)or+!nt Gla)) Mat4 !)t! un tip d! +at!ri! i%portant *n /a%ilia +at!riilor plu%+ > aid și plu%+ > aid u aditi'i d! ar+on$ /&nd pro,r!)! p!r%i țnd *n&rar!a %ai rapid& și r! șt!r!a ilului d! 'iaț&. Ta+!lul  o%par& arat!ri)tiil! !lor patru )i)t!%! utili#at! *n %od o+ișnuit la +at!riil! r!*n&ra+il! ar! arat& ratin,uri %!dii d! p!r/or%anț& *n %o%!ntul pu+li&rii. Li0ion !)t! *%p&rțit *n %ai %ult! tipuri di/!rit!. Bat!riil! )unt nu%it! a)t/!l d! %at!rial! lor ati'! ar!$ *n !l! %ai %ult! a#uri )unt atod. Si)t!%!l! tradițional! Li0ion )unt o+alt$ %an,an și /o)/at. Lip)!șt! din li)t& +at!ria litiu0ion poli%!r. A!)t tip d! +at!ri! *și tra,! nu%!l! )&u d! la )i)t!%ul uni d! )!parar! și !l!trolit ar! pot!nț!a#& +at!ria. O data p! d!plin d!#'oltat& și ra/inat&$ ar(it!tura poli%!r ar! un %ar! pot!nțial. D! a)!%!n!a$ lip)!șt! +at!ria r!*n&ra+il& litiu0%!tal. A!a)t& +at!ri! !)t! )upu)& !r!t&rii pri'ind ontrolul r!șt!rii d!ndrit!lor$ ar! pot o%pro%it! )i,uranța. O dat& r!#ol'at! a!)t! 99 din @<



pro+l!%!$ +at!ria Li0%!tal ar! p!r)p!ti'a d! a d!'!ni o alt!rnati'& d! +at!ri! u o !5traordinar& !n!r,i! )p!i/i& și u o +un& put!r! )p!i/i&. Alt! +at!rii p! +a#& d! litiu /a pro,r!)! pro%iț&toar!$ d!și /oart! rudi%!ntar!. A%+alar!a uni& a /&ut +at!riil! Li0ion di)poni+il! și a!)i+il!. or%a !a %ai o%un& !)t! 1;<$ o !lul& ar! %&)oar& 1 %% *n dia%!tru și !)t! ;%% lun,i%!. A!)t /or%at o/!r& !a %ai %ar! 'ari!tat!$ !n!r,i! )p!i/i& %ai %ar!$ !l %ai %i o)t p!r K( și poat!$ d! a)!%!n!a$ o/!ia )!r'iii %ai /ia+il!. P!)t! 9$; %iliard! d! 1;< d! !lul! au /o)t produ)! *n 9<1. Tr!i at!,orii uni! d! +at!rii Li0ion au ap&rut$ /i!ar! a+ordnd di/!rit! apliații. Di)poni+il *n 1;< 3și alt! /or%at!4 a!)t! at!,orii )unt C!lula En!r,i! u apaitat! %ar!$ C!lula Put!r! u apait&ți %ari d! *n&rar! și !lul!l! (i+rid! ar! )& )ati)/a& !rinț!l! la a%+!l! ni'!l! d! p!r/or%anț&. Alt! !lul! )unt /&ut! p!ntru do%!niu d! t!%p!ratur& !5tin) și iluri !5tr!% d! lun,i. Ci/r!l! )unt +a#at! p! !'alu&ri %!dii al! +at!riilor o%!rial!. Bat!rii d! )p!ialitat! u ratin, p!)t! %!di! )unt !5lu)!. a. Co%+inar!a dintr! o+alt$ ni(!l$ %an,an și alu%iniu r!șt! d!n)itat! d! !n!r,i! d! pn& la 9;
4.6. Tipuri de baterii itiu = ion Bat!riil! Litiu0ion )unt nu%it dup& )u+)tanța lor ati'&$ )ri)& *n *ntr!,i%! )au )p!i/iat& d! )i%+oluril! (i%i!. O )!ri! d! lit!r! și i/r! *nșirat! *%pr!un& pot /i ,r!u d! pronunțat și a%intit și )truturil! (i%i! al! +at!riilor )unt$ d! a)!%!n!a$ pr!#!ntat! a+r!'iat! prin lit!r!. D! !5!%plu$ litiu o5id d! o+alt$ una dintr! !l! %ai o%un! +at!rii Li 0 ion$ ar! )i%+oluril! (i%i! al! LiCoO9 și a+r!'i!r!a LCO. Din %oti'! d! )i%plitat!$ o /or%& )urt& a /o)t atri+uit& un!i )truturi (i%i! ar! p!ntru a!)t au%ulator !)t! Li 0 o+alt. Co+altul !)t! prinipala %at!ri! ati'&$ ar! o/!r& p!r)onalitat! a!)t!i +at!rii. A!a)t& )!țiun! r!#u%& șa)! dintr! !l! %ai o%un! +at!rii Li0ion2 Litiu o5id d! o+alt 3LiCoO94$ Litiu o5id Man,an 3LiMn 9O4$ Litiu Ni(!l Man,an o5id d! Co+alt 3LiNiMnCoO 9 )au NMC4$ Litiu /o)/at d! i!r 3Li!PO4$ Litiu Ni(!l Co+alt o5id d! Alu%iniu 3LiNiCoAlO94 și Litiu Titanat 3LiTi;O194. Bateria itiu o+id de cobalt ( iCo; 2 ) En!r,ia )p!i/i& %ar! /a! a +at!ria Li > o+alt )& /i! popular& t!l!/oan! %o+il!$ laptop0 uri și a%!r! di,ital!. Bat!ria on)t& *ntr0un atod din o5id d! o+alt și un anod din ,ra/it ar+on. Catodul ar! o )trutur& )trati/iat& și *n ti%pul d!)&r&rii$ ionii d! litiu tr! d! la anod la atod. lu5ul )! in'!r)!a#& la *n&rar!. D!#a'anta:ul +at!ri!i Li > o+alt !)t! o durat& d! 'iata r!lati' )urt&$ )ta+ilitat! t!r%i& )&#ut& și apa+ilit&ți d! *n&rar! li%itat! 3put!r! )p!i/i&4 . i,ura 9@ ilu)tr!a#& )trutura. 9 din @<



i,. 9@. Structura 2itiu – Cobalt

Bat!ria Li 0 o+alt nu poat! /i *n&rat& și d!)&rat& la un ur!nt %ai %ar! d!t ratin,ul. A!)t luru *n)!a%n& & o !lul& 1;< u 9$<<%A( poat! /i *n&rat& și d!)&rat& nu%ai la 9$<<%A. orțar!a un!i *n&r&ri rapid! )au apliar!a un!i )arini %ai %ari d!t 9$<<%A pro'oa& )upra*n&l#ir!a și )oliit&ri n!:u)ti/iat!. P!ntru o *n&rar! rapid& opti%&$ produ&torul r!o%and& o rat& d! <$C )au 19<%A. Ciruitul d! prot!ți! al au%ulatorului li%it!a#& *n&rar!a și rata d! d!)&rar! la un ni'!l )i,ur d! apro5i%ati' 1C. Gra/iul d! %ai :o) 3/i,ura 94 r!#u%& p!r/or%anța +at!ri! Li > o+alt *n t!r%!ni d! !n!r,i! )au d! apaitat! ar! )! r!/!r& la ti%pul d! /unționar! put!r!a )p!i/i& )au apaitat!a d! a /urni#a ur!nt %ar! )i,uranț& p!r/or%anț& la t!%p!raturi ridiat! și )&#ut! durata d! 'iata r!/l!tnd ilul d! 'iaț& și lon,!'itat!  și o)tul . Alt! arat!ri)tii d! int!r!) nu apar! ,ra/iul pn#& d! p&ian:!n to5iitat!a$ apa+ilit&țil! d! *n&rar! rapid&$ d!)&rar! și t!r%!nul d! 'ala+ilitat!.

i,. 9. Snapshot caracteristici 2i – Cobalt

Ta+!l nr. . Carat!ri)tiil! +at!ri!i LiCoO9 ithium Cobalt ;+ide> LiCoO9 at(od! 3<= Co4$ ,rap(it! anod! S(ort /or%2 LCO or Li0o+alt.

Sin!

11

Volta,!$ no%inal

Sp!i/i !n!r, 3apait4

.
1;<>9<
9 din @<



<.@>1C$ (ar,!) to .9
tpial. C(ar,! urr!nt a+o'! 1C )(ort!n) +att!r li/!.

Di)(ar,! 3C0rat!4

Cl! li/!

T(!r%al runa?a

Appliation)

1C 9.;
;<<>1<<<$ r!lat!d to d!pt( o/ di)(ar,!$ load$ t!%p!ratur!

1;<C 3<94. ull (ar,! pro%ot!) t(!r%al runa?a

Mo+il! p(on!)$ ta+l!t)$ laptop)$ a%!ra)

V!r (i,( )p!i/i !n!r,$ li%it!d )p!i/i po?!r. Co%%!nt)

Co+alt i) !5p!n)i'!. S!r'!) a) En!r, C!ll. MarF!t )(ar! (a) )ta+ili#!d.

Bateria itiu o+id de Man$an ( iMn 2;4 ) Bat!ria Li > ion u )pin!l d! %an,an a /o)t pu+liat p!ntru pri%a dat& *n Bul!tinul d! C!r!tar! a Mat!rial!lor *n 1. "n 1$ Moli En!r, a o%!riali#at o !lul& Li > ion u Litiu o5id d! Man,an a %at!rial atod. Ar(it!tura /or%!a#& o )trutur& d! )pin!l tridi%!n)ional& ar! *%+un&t&ț!șt! ur,!r!a ionilor p! !l!trod$ !!a ! du! la r!#i)t!nț& int!rn& %ai %i& și %an!'ra+ilitat! *%+un&t&țit& a ur!ntului. Un alt a'anta: al )truturii )pin!l !)t! )ta+ilitat!a t!r%i& ridiat& și o )i,uranț& )porit&$ dar ilul d! 'iaț& !)t! li%itat. Bat!ria Li > %an,an !)t! utili#at& p!ntru )ul! !l!tri!$ in)tru%!nt! %!dial!$ pr!u% și '!(iul!l! (i+rid! și !l!tri! 3 1@°R!#i)t!nț& int!rn& )&#ut& a !lul!lor pro%o'!a#& *n&rar! rapid& și ur!nți d! d!)&rar! d! int!n)itat! %ar!. "ntr0un pa(!t 1;<$ !lula Li > %an,an poat! /i d!)&rat& la ur!nți d! 9<0
9; din @<



i,. 9. Structura 2i – Mangan

Bat!ria Li > %an,an ar! o apaitat! ar! !)t! d! apro5i%ati' o tr!i%! %ai %i& d!t +at!ria Li > o+alt. l!5i+ilitat! d! proi!tar! p!r%it! in,in!rilor p!ntru )& %a5i%i!#!a +at!ria /i! p!ntru lon,!'itat! opti%& 3durata d! 'iaț&4$ ur!ntul %a5i% d! *n&rar! 3put!r! )p!i/i&4$ /i! p!ntru apaitat! %ar! 3!n!r,i! )p!i/i&4. D! !5!%plu$ '!r)iun!a u durat& d! 'ia ța %ar! a !lul!i 1;< ar! o apaitat! %od!rat& d! 1$1<<%A( '!r)iun!a d! %ar! apaitat! !)t! 1$;<<%A( . i,ura < pr!#int& dia,ra%a pn#a d! p&ian:!n a un!i +at!ri! tipi! Li > %an,an. Carat!ri)tiil! apar %ar,inal$ dar %od!l! noi )0au *%+un&t&țit *n t!r%!ni d! put!r! )p!i/i&$ )i,uranț& și durat& d! 'iaț& .

i,. <. Snapshot caracteristici 2i – Mangan

C!l! %ai %ult! +at!rii Li > %an,an )unt part!n!r! u +at!riil! Litiu Ni(!l Man,an o5id d! Co+alt 3NMC4$ p!ntru a *%+un&t&ți !n!r,ia )p!i/i& și a pr!lun,i durata d! 'iaț&. A!a)t& o%+inați! adu! !l! %ai +un! a'anta:! din /i!ar! )i)t!% și a șa0nu%ita LMO 3NMC4 !)t! al!a)& p!ntru !l! %ai %ult! '!(iul! !l!tri!$ u% ar /i Ni))an L!a/$ C(!' Volt și BMK i. Part!a LMO a +at!ri!i$ ar! !)t! d! apro5i%ati' < la )ut& p! C(!' Volt $ pr!'!d! i%pul) d! ur!nt %ar! p! a!l!rați! $ part!a NMC d& int!r'alul d! ondu!r! lun, . Ta+!l nr. ;. Carat!ri)tiil! +at!ri!i LiMn9O ithium Man$anee ;+ide> LiMn9O at(od!. ,rap(it! anod! S(ort /or%2 LMO or Li0%an,an!)! 3)pin!l )trutur!4 1

Volta,!$ no%inal

.@
9 din @<

Sin!


Specific energy (capacity)


100–150Wh/kg

0.7–1C typical, 3C maim!m, charge" t# $.%0& Charge (C-rate) (m#"t cell")

1C 10C p#""ile *ith "#me cell", 30C p!l"e 'i"charge (C-rate) (5"), %.50& c!t-#ff

300–700 (relate+ t# +epth #f +i"charge, Cycle life temperat!re)

%50C ($%) typical. igh charge pr#m#te" hermal r!na*ay thermal r!na*ay

2#*er t##l", me+ical +eice", electric pplicati#n" p#*ertrain"

igh p#*er !t le"" capacity "afer than 4iC#mment"

c#alt c#mm#nly mie+ *ith 6C t# impr#e perf#rmance.

Bateria itiu /ichel Man$an o+id de Cobalt (i/iMnCo; 2 au /MC) C!i %ai i%portanți produ&tori d! +at!rii )! on!ntr!a#& p! o o%+inați! d! Ni(!l0 Man,an0Co+alt 3NMC4 a atodului. Si%ilar u +at!ria Li > %an,an$ a!)t! )i)t!%! pot /i adaptat! p!ntru a )!r'i a C!lul!l! d! En!r,i! )au C!lul! d! Put!r!. D! !5!%plu$ o !lul& NMC 1;< *n ondiții d! *n&rar! %od!rat! ar! o apaitat! d! apro5i%ati' 9$<<%A( și poat! li'ra 0;A NMC *n a!!ași !lul& opti%i#at& p!ntru put!r! )p!i/i& ar! o apaitat! d! nu%ai apro5i%ati' 9$<<<%K( dar o/!r& un ur!nt ontinuu d! d!)&rar! d! 9


d! a)!%!n!a$ o/!rit! *n ar! %odul *n ar! onținutul d! %!tal al atodului )! a+at! d! la /or%ula 16016016. Produ&torii p&)tr!a#& raportul un )!r!t +in! p&#it. i,ura @ d!%on)tr!a#& arat!ri)tiil! NMC.

i,. 1. Snapshot caracteristici &MC

Ta+!l nr. . Carat!ri)tiil! +at!ri!i LiNiMnCoO9 ithium /ic?el Man$anee Cobalt ;+ide> LiNiMnCoO9. at(od!$ ,rap(it! anod!

Sin! 9<<

S(ort /or%2 NMC 3NCM$ CMN$ CNM$ MNC$ MCN )i%ilar ?it( di//!r!nt %!tal o%+ination)4

Volta,!$ no%inal

.

1;<>99
C(ar,! 3C0rat!4

<.@>1C$ (ar,!) to .9

1C 9C po))i+l! on )o%! !ll) 9.;
Cl! li/!

1<<<>9<<< 3r!lat!d to d!pt( o/ di)(ar,!$ t!%p!ratur!4

T(!r%al runa?a

91<C 31<4 tpial. Hi,( (ar,! pro%ot!) t(!r%al runa?a

Appliation)

E0+iF!)$ %!dial d!'i!)$ EV)$ indu)trial

Co%%!nt)

Pro'id!) (i,( apait and (i,( po?!r. S!r'!) a) H+rid C!ll. a'orit! (!%i)tr /or %an u)!) %arF!t )(ar! i) inr!a)in,.

9 din @<



Bateria itiu %o%at de ,ier (i,e'; 4) "n 1$ la Uni'!r)itat!a din T!5a) 3 și a altor ontri+ua+ili4 a /o)t d!)op!rit /o)/atul a %at!rial p!ntru atodul +at!riilor litiu0 r!*n&ra+il!. Li0/o)/at o/!r& p!r/or%anț ! !l!tro(i%i! +un! și r!#i)t!nț& )&#ut&. A!)t luru !)t! po)i+il la )ar& nano a atodului din /o)/at. B!n!/iiil! (!i! )unt rata %ar! a ur!ntului și ilul 'iaț& lun,$ p! ln,& )ta+ilitat! t!r%i& +un&$ )i,uranț& )porit& și tol!ranț&$ da& )unt )upra)oliitat!. Bat!ria Li0/o)/at !)t! %ai tol!rant& la ondițiil! d! *n&rar! o%pl!t& și !)t! %ai puțin )oliitat! d!t alt! )i)t!%! d! litiu0ion$ da& !)t! %!nținut& la t!n)iun! *nalt& p!ntru un ti%p %ai lun,. Ca trad!0o//$ t!n)iun!a %ai %i& d! $9V6!lul& r!du! !n!r,ia )p!i/i&$ /a ț& d! Li > %an,an. Ca și *n !l! %ai %ult! +at!rii$ t!%p!ratura r!! r!du! p!r/or%anț!l! și t!%p!ratur& ridiat& )urt!a#& durata d! 'iaț& și Li0/o)/at nu !)t! o !5!pți!. Bat!ria Li0/o)/at ar! o auto0d!)&rar! %ai %ar! d!t alt! tipuri d! +at!rii Li0ion$ ar! poat! pro'oa pro+l!%! d! !(ili+rar! odat& u *%+&trnir!a. i,ura  r!#u%& atri+ut!l! +at!ri! Li0/o)/at. Bat!ria Li0/o)/at !)t! ad!)!a utili#at& p!ntru a *nloui +at!ria d! pornir! plu%+ > aid. Patru !lul! *n )!ri! produ 19$ aid *n )!ri!. V!(iul! *nar& +at!ria plu%+ > aid 1$
i,. 9. Snapshot caracteristici 2i3eP45

Ta+!l nr. @. Carat!ri)tiil! +at!ri!i Li!PO Lithium Iron Phosphate: 4ie2$ cath#+e, graphite an#+e

Sh#rt f#rm8 42 #r 4i-ph#"phate Since 199:

&#ltage, n#minal

3.%0&, 3.30&

9 din @<



Specific energy (capacity)

90–1%0Wh/kg

Charge (C-rate)

1C typical, charge" t# 3.:5& 3h charge time typical

1C, %5C #n "#me cell" $0 p!l"e (%") %.50& c!t-#ff 'i"charge (C-rate) (l#*er that %& ca!"e" +amage)

1000–%000 (relate+ t# +epth #f +i"charge, Cycle life temperat!re)

hermal r!na*ay

%70C (51) &ery "afe attery een if f!lly charge+

2#rtale an+ "tati#nary nee+ing high l#a+ c!rrent" pplicati#n" an+ en+!rance

&ery flat #ltage +i"charge c!re !t l#* capacity. ne #f "afe"t C#mment" 4i-;#n". <"e+ f#r "pecial market". =leate+ "elf+i"charge.

itiu /ichel Cobalt o+id de Aluminiu ( i/iCoAl; 2 ) Bat!ria Litiu Ni(!l Co+alt o5id d! Alu%iniu$ )au NCA$ a /o)t *n :ur din 1 utili#at& p!ntru apliații )p!ial! și *%part! ațiuni )i%ililar! u NMC$ o/!rind !n!r,i! )p!i/i& ridiat& și o d!)tul d! +un& put!r! )p!i/i& și o durat& d! 'iaț& lun,&. A!)t! atri+ut! l0au /&ut p! Elon Mu)F )& al!a,& NCA p!ntru T!)la EV . Mai puțin %&,ulitoar! )unt )i,uranța și o)tul. i,ura  r!#u%& șa)! arat!ri)tii (!i!. NCA !)t! o d!#'oltar! 'iitoar! +at!ri! Litiu o5id d! ni(!l ad&u,nd alu%iniu o/!r& o %ai %ar! )ta+ilitat! (i%i& .

i,. . Snapshot caracteristici &C1 < din @<



Ta+!l nr. . Carat!ri)tiil! +at!ri!i LiNiCoAlO9 ithium /ic?el Cobalt Aluminum ;+ide> LiNiCoAlO9 at(od! 3= Co4$ ,rap(it! anod! S(ort /or%2 NCA or Li0alu%inu%.

Sin! 1

Volta,!$ no%inal

.

9<<09
C(ar,! 3C0rat!4


Cl! li/!

T(!r%al runa?a

<.@C$ (ar,!) to .9
1C tpial .<
;<< 3r!lat!d to d!pt( o/ di)(ar,!$ t!%p!ratur!4

1;<C 3<94 tpial$ Hi,( (ar,! pro%ot!) t(!r%al runa?a

Appliation)

M!dial d!'i!)$ indu)trial$ !l!tri po?!rtrain 3T!)la4

Co%%!nt)

S(ar!) )i%ilariti!) ?it( Li0o+alt. S!r'!) a) En!r, C!ll.

itiu titanat (i 4Ti6;12) Bat!riil! ano#iLitiu Titanat au /o)t uno)ut! *n& din anii 1<. Li > titanat *nloui!șt! ,ra/itul *n anodul un!i +at!rii tipi! litiu0ion și %at!rialul /or%!a#& o )trutur& d! )pin!l. Catodul !)t! ,ra/it și )!a%&n& u ar(it!tura un!i +at!rii litiu > tipi! d! %!tal. Li 0 titanat ar! o t!n)iun! no%inal& d! 9$99°4. Cu toat! a!)t!a$ +at!ria !)t! )u%p& și la ;K( 6 F, !n!r,ia )p!i/i& !)t! )&#ut&$ ri'ali#nd a d! NiCd . Ta5! Li 0 titanat d! 9. titanat. Utili#&ri tipi! )unt tr!nuri d! rular! !l!tri! ș ii UPS.

1 din @<



i,. . Snapshot caracteristici 2i5Ti6478

Ta+!l nr. . Carat!ri)tiil! +at!ri!i LiTi;O19 ithium Titanate> Grap(it! at(od! LiTi;O19 3titanat!4 anod! S(ort /or%2 LTO or Li0titanat! Sin! 9<<

Volta,!$ no%inal

9.

@<>
C(ar,! 3C0rat!4

1C tpial ;C %a5i%u%$ (ar,!) to 9.;V


1
Cl! li/!

$<<<>@$<<<

T(!r%al runa?a

On! o/ )a/!)t Li0ion +att!ri!)

Appliation)

UPS$ !l!tri po?!rtrain 3Mit)u+i)(i i0MiEV$ Honda it EV4

Co%%!nt)

Lon, li/!$ /a)t (ar,!$ ?id! t!%p!ratur! ran,! +ut lo? )p!i/i !n!r, and !5p!n)i'!. A%on, )a/!)t Li0ion +att!ri!).

i,ura ; o%par& !n!r,ia )p!i/i& a plu%+ului$ ni(!lului și )i)t!%!l! +a#at! p! litiu. "n ti%p ! NCA !)t! ști,&toar! lar prin )toar!a un!i apait&ți %ai %ari d!t alt! )i)t!%!$ a!a)ta )! utili#!a#& nu%ai p!ntru !n!r,ia )p!i/i&. "n !!a ! pri'!șt! put!r!a )p!i/i& și )ta+ilitat!a 9 din @<



t!r%i&$ Li > %an,an și Li > /o)/at )unt )up!rioar!. Li > titanat poat! a'!a o apaitat! r!du)&$ dar a!a)t& )trutur& (i%i& )upra'i!țui!șt! !l %ai %ult d!t alt! +at!rii )!undar! *n !!a ! pri'!șt! durata d! 'ia ț&. D! a)!%!n!a$ ar! !a %ai +un& p!r/or%an ț& la t!%p!ratur& r!!. Si,uran ța și ilu d! 'iața d!'in tot %ai i%portant! d!t apaitat!a )in,ur& .

i,. ;. 9nergia speci/ic- a di/eritelor tipuri de baterii

NCA )! +uur& d! !a %ai %ar! !n!r,i! )p!i/i& u toat! a!)t!a$ +at!riil! %an,an și /o)/at )unt )up!rioar! *n t!r%!ni d! put!r! )p!i/i& și )ta+ilitat! t!r%i&. Bat!ria Li 0 titanat ar! !a %ai +un& durat& d! 'iaț&.

4.3.

Găirea unui timp de %uncționare optim și raportul de putere al unei baterii i!ion

Optimizarea alegerii unei baterii Li-ion, care include energia specifcă, puterea specifcă și timpul de uncționare Bateriile pot f ăcute pentru a uncționa ca o Celulă de Energie care stochează o cantitate mare de energie, sau c o Celulă de Putere care este capabilă să livreze curenți de sarcină mari. O analogie este un acon de apă, care este proiectat pentru a mențină un volum mare de lichid !n timp ce oeră o deschidere largă pentru a permite turnarea rapidă. "imensiunile fzice ale unei baterii sunt specifcate de volum !n litri #l$ %i masă #&g$. 'dăug(nd dimensiunile %i greutatea se oeră energia specifcă !n )h*&g, densitatea de putere !n )h*l %i putere specifcă !n )*&g. Cele mai multe baterii sunt evaluate !n )h*&g, dezvăluind c(tă energie o greutate dată poate genera.

R!lația dintr! !n!r,i! și put!r! a un!i +at!rii poat! /i !l %ai +in! pr!#!ntat& *ntr0o r!pr!#!ntar! ,ra/i& d! tip Ra,on!. A!a)t& r!pr!#!ntar! pla)!a#& !n!r,i! *n K( p! ori#ontal&$ p! a5a J și put!r!a *n K p! '!rtial&$ a5a . Liniil! dia,onal! din /u,ur& d!#'&lui! %o%!ntul *n ar! !lul!l! +at!ri!i pot li'ra !n!r,i! la di/!rit! ondiții d! *n&rar!. Cur+a d! put!r! d!ri'at& o/!r& o lini! d! d!%arați! lar& a ni'!lului d! put!r! p! +at!ria *l poat! /urni#a. R!pr!#!ntar! ,ra/i& Ra,on! !)t! un %od d! a/ișar! lo,arit%i& a pro/ilurilor d! p!r/or%anț& d! 'alori /oart! %ari și %ii.

 din @<



i,ura J ilu)tr!a#& r!pr!#!ntar!a Ra,on! aratnd !n!r,ia d! d!)&rar! și put!r! a patru tipuri d! +at!rii litiu0ion la)i! a%+alat! *n !lul! 1;<. Struturil! (i%i! al! +at!riilor ar&tat! )unt !l! %ai o%un! )i)t!%! d! !n!r,i! +a#at! p! )trutura litiu0ion$ ar! inlud litiu0/o)/at d! /i!r 3LP4$ litiu0o5id d! %an,an 3LMO4 și ni(!l o+alt %an,an 3NMC4.

En!r,ia d! d!)&rar! K(Q i,ura . $eprezentarea gra/ic- $agone

L!,!nd&2 A19 APR1;


)au < la )ut&. O at!nți! )porit& !)t! t!%p!ratura *ntrut +at!ria pi!rd! put!r! la r!!. R!pr!#!ntar!a Ra,on! nu inlud! a!)t! di)r!panț!. Tr!+ui! r!%arat /aptul & *n&rar!a unui au%ulator p!ntru apaitat!a )a d! put!r! %a5i%& r!șt! )oliit&ril! și )urt!a#& 'iața. Cnd !)t! n!!)ar& un ur!nt %ar! *n %od ontinuu$ +at!ria ar tr!+ui )& /i! %ar!. T!)la /a! a!)t luru u %a șinil! lor MODEL S prin du+lar!a și triplar!a +at!ri!i. O analo,i! !)t! un a%ion ,r!u !(ipat u un %otor di!)!l %ar!$ ar! o/!r& )!r'iii d! +un! o p!rioad& lun,&d! ti%p$ )pr! d!o)!+ir! d! in)talar!a unui %otor %ai %i d! %așin& )port u ai put!r! )i%ilari. R!pr!#!ntar!a Ra,on! alul!a#& d! a)!%!n!a$ !rin ț!l! d! put!r! al! alt!i )ur)! d! !n!r,i! și di)po#iti'! d! )toar!$ u% ar /i ond!n)atori$ 'olant$ +at!rii d! ur!nt și pil! d! o%+u)ti!. Cu% pil!l! d! o%+u)ti! și %otoar!l! u ard!r! int!rn& utili#!a#& o%+u)ti+il dintr0un r!#!r'or$ un on/lit )! d!#'olt& d!oar!! li'rar!a d! !n!r,i! )! poat! /a! ontinuu. Gra/iul Ra,on! poat! /i d! a)!%!n!a utili#at p!ntru a )ta+ili raportul !n!r,i!6put!r! și )tar!a d! *n&rar!a opti%& a un!i )ur)! d! !n!r,i! r!,!n!ra+il&$ u% ar /i !lul!l! )olar! și tur+in!l! !oli!n!.

4..

Ciclul de %uncționare

P!ntru a o%para tipuri d! +at!rii '!(i și %ai noi$ Cad!5 a t!)tat un nu%&r %ar! d! +at!rii ni(!l0ad%iu$ ni(!l (idrur&0%!tali& și litiu0ion utili#at! p!ntru di)po#iti'!l! d! o%uniar! porta+il!. Pr!,&tiril! au inlu) o *n&rar! inițial&$ ur%at& d! un r!,i% d! iluri d! d!)&rar!6*n&rar! total& la 1C. Ta+!l!l! arat& apaitat!a *n pro!nt!$ %&)urar!a r!#i)t!n ț!i și d! auto0d!)&rar!a o+ținut! din nd *n nd prin itir!a )&d!rii apait& ții *n ti%pul un!i p!rioad! d! r!pau) d!  d! or!. T!)t!l! au /o)t !/!tuat! p! anali#ori din )!ria +at!ri!i Cad!5 @<<<. Bateria /ichel!cadmiu In !!a ! pri'!șt! ilul d! 'ia ț&$ ni(!l0ad%iu !)t! +at!ria !a %ai d! durat&. i,ura 1 ilu)tr!a#& apaitat!a$ r!#i)t!nța int!rn& și d! auto0d!)&rar!a un!i +at!rii Ni0Cd )tandard u @$9V$ <<%A. Din au#a on)trn,!rilor d! ti%p$ t!)tul a /o)t t!r%inat dup& 9<< d! iluri. Capaitat!a a r&%a) on)tant& r!#i)t!nța int!rn& a r&%a) )&#ut& la @;%K și auto0d!)&rar!a a /o)t )ta+il&. A!)t tip d! +at!ri! pri%!șt! un ,rad A d! ratin, p!ntru p!r/or%anț& aproap! p!r/!t&. A!)t tip d! +at!ri! pri%!șt! ratin, A p!ntru o apaitat! )ta+il&$ r!#i)t!nța int!rn& )&#ut& și auto0d!)&rar! %od!rat& *n %ult! iluri.

i,ura @. Per/ormanț ele bateriei &i:Cd

Capaitat!a ultra0*nalt& a +at!ri!i ni(!l0ad%iu o/!r& o !n!r,i! )p!i/i& d! pn& la < la )ut& %ai %ar!$ o%parati' u '!r)iun!a )tandard$ u toat! a!)t!a$ *n d!tri%!ntul unui ilu d! 'i! ț& ; din @<



r!du). "n /i,ura 9 )! o+)!r'& o )&d!r! on)tant& a apait& ții *n ti%pul a 9<<< d! iluri$ o u șoar& r!șt!r! a r!#i)t!nț!i int!rn! și o r!șt!r! a auto0d!)&r&rii dup& 1<<< d! iluri.

i,ura . Per/ormanț ele bateriei &i:Cd de ultra capacitate

A!)t tip d! +at!ri! o/!r& !n!r,i! )p!i/i& %ai %ar! d!t '!r)iun!a )tandard *n d!tri%!ntul r!du!rii ilului d! 'iaț&. Bateria /ichel hidrură!metalică i,ura  anali#!a#& +at!ria NiMH$ o +at!ri! ar! o/!r& !n!r,i! )p!i/i& ridiat&$ dar pi!rd! apaitat!a dup& << d! iluri. E5i)t&$ d! a)!%!n!a o r! șt!r! rapid& a r!#i)t!n ț!i int!rn! dup& ilul u nu%&rul @<< și r!șt! auto0d!)&rar!a dup& 1<<< d! iluri. T!)tul a /o)t r!ali#at p! o ,!n!rația %ai '!(! d! +at!rii NiMH.

i,ura . Per/ormanț ele bateriei &iMH

 din @<



A!)t tip d! +at!ri! o/!r& p!r/or%anț! +un! la *n!put$ dar dup& << d! iluri$ apaitat!a$ r!#i)t!nța int!rn& și auto0d!)&rar!a *n!p )& r!a)& rapid. Bat!riil! NiMH %ai noi au r!#ultat! %ai +un!. Bateriile i!ion i,ura < !5a%in!a#& apaitat!a d! )&d!r! a p!r/or%an ț!lor a un!i +at!rii %od!rn! Li0ion C!lul& d! Put!r! la o d!)&rar! d! 9A$ 1;A$ 1
+igura -. Caracteristicile ciclului de viața al bateriei IH!"#$%C de la &-One 'oli( )*,#+, %%%m. Bat!ria a /o)t *n&rat& la 9A și d!)&rat& la 9$ 1<$ 1; și 9
d!)&rar!a N6A. Bat!riil! t!)tat! *n la+orator tind )& o/!r! r!#ultat! %ai +un! d!t p! t!r!n. El!%!nt!l! )oliit&rilor *n utili#ar!a #ilni& nu )! apli& *ntotd!auna +in! *n la+oratorul d! t!)tar!. "%+&trnir!a :oa& un rol %ini%al *ntr0un la+orator$ d!oar!! +at!riil! )unt t!)tat! *ntr0o p!rioad& d! t!'a luni$ %ai d!,ra+& d!t durata d! 'iaț& pr!oni#at& d! %ai %ul ți ani. T!%p!ratura !)t! d! %ult! ori %od!rat&$ iar +at!riil! )unt *n&rat! *n ondiții d! *n&rar! ontrolat& și u *n&r&toar! apro+at!. Toat! +at!riil! o/!r& un ilu d! 'iaț& r!du) da& )unt d!)&rat! u i%pul)uri. "n a#ul *n ar! o +at!ri! tr!+ui! )& /i! *n %od r!p!tat *n&rat& u 'r/uri d! ur!nt$ )! r!o%and& )& in)tala ți un pa(!t u o rat& %ai %ar! d! A(.

4.7.

Tipuri de celule de baterie

Cu% +at!riil! au *n!put )& /i! produ)! *n %a)&$ %od!lul +oran )0a )(i%+at *n /or%atul ilindri. C!lula %ar!  p!ntru lant!rn! a /o)t introdu) *n 1 și !lula D a ur%at *n 1. Cu n!'oia d! !lul! %ii$ !lula C a ur%at *n 1<<$ iar populara AA a /o)t introdu) *n 1<@. Celule cilindrice C!lula ilindri& ontinu& )& /i! unul dintr! tipuril! d! !lul& !a %ai utili#at& p! )ar& lar,& p!ntru +at!rii pri%ar! și )!undar!. A'anta:!l! )unt ușurința d! /a+ria ți! și +una )ta+ilitat! %!ani&. Cilindrul tu+ular poat! r!#i)ta pr!)iunii int!rn! ridiat! /&r& a )! d!/or%a. @ din @<



C!l! %ai %ult! !lul! ilindri! d! litiu și p! +a#& d! ni(!l inlud un o%utator p!ntru o!/ii!ntul t!r%i po#iti' 3PTC4. Cnd )unt !5pu)! la ur!nt !5!)i'$ nor%al poli%!rul ondutor )! *n&l#!șt! și d!'in! r!#i)ti'$ /unționnd a o prot!ți! *n a# d! )urtiruit. Dup& ! )urtiruitul !)t! !li%inat$ PTC )! r&!șt! și )! *ntoar! la )tar!a ondutoar! C!l! %ai %ult! !lul! ilindri! au d! a)!%!n!a$ un %!ani)% d! r!du!r! a pr!)iunii și d!)i,n0ul !l %ai )i%pli)t utili#!a#& un )i,iliu %!%+ran& ar! )! *n(id! la pr!)iun! %ar!. Sur,!ril! și )! !'aporar!a pot ap&r!a dup& ! %!%+rana )! rup!. Ori/iiil! d! '!ntila ți! r!!tanșa+il! u o )upap& u ar )unt d!)i,n0ul pr!/!rat. Un!l! !lul! Li0ion on!t!a#& )upapa d! )uprapr!)iun! la o )i,uranța !l!tri& ! d!)(id! !lula da& o pr!)iun! p!riuloa)& )! au%ul!a#&.

+igura . Secț iune transversal- a unei celule litiu:ion cilindrice pr!#int& o )!țiun! tran)'!r)al& a un!i !lul! ilindri!. Utili#&ril! tipi! p!ntru )unt )ul! !l!tri!$ in)tru%!nt! %!dial!$ laptop0uri și !0+iil!t!. P!ntru a

i,ura 1 !lula ilindri& p!r%it! 'ariații *n adrul un!i anu%it! di%!n)iuni$ produ&torii /olo)!) !lul! d! lun,i%! /ratural&$ u% ar /i /or%at!l! :u%&tat! și tr!i )/!rturi. Mod!lul d! !lul! ilindri! ar! a+ilitat!a unui ilu d! 'iaț& +un$ o/!r& o 'iaț& lun,& al!ndari)ti$ !)t! !ono%i&$ dar !)t! ,r!a și ar! o d!n)itat! )a#ut& p!r pa(!t din au#a )pa țiului ,ol. Ni(!l0ad%iu o/!r& !a %ai %ar! 'ari!tat! d! tipuri d! !lul!$ iar un!l! r&)pndit! și la ni(!l (idrur&0 %!tali&$ dar nu și la litiu0ion din %o%!nt ! a!a)t& )trutur& (i%i& și0a )ta+ilit propriil! )al! /or%at!. 1;< ilu)trat *n i,ura 9 r&%n! una dintr! !l! %ai popular! pa(!t! d! !lul!. Apliațiil! tipi! )unt )ul! !l!tri!$ di)po#iti'! %!dial!$ laptop0uri și !0+iil!t!.

 din @<



+igura /. Celula obișnuită !"#$% de litiu-ion Cilindrul metalic măsoară 0mm !n diametrul %i 12mm lungimea. Celula mai mare /112măsoară de /1mm !n diametru.

"n 9<1$ au /o)t produ)! 9$;; %iliard! d! !lul! 1;< %ai *nti u 9$9 A( și au% !a %ai %ar! part!$ u o apaitat! d! 9$A(. Un!l! tipuri %ai noi d! C!lul! d! En!r,i! 1;< au $1 A( și apaitat!a 'a r! șt! pn& la $ A( pn& 9<1@. Produ&tori )! pr!,&t!) p!ntru $ A($ un /or%at ar! )p!r& !i & 'a /i di)poni+il la a!lași o)t a '!r)iunil! d! apaitat! %ai %i&. 1;< !)t! !lula !a %ai opti%i#at& și o/!r& !l %ai %i o)t p! K(. "n ti%p d! on)u%atorii tr! la %od!l! plat!$ 1;< !)t! p! puntul %a5i% atin) și nu !5i)t& )upra0produ ți!. Bat!riil! pot /i *n !l! din ur%& /&ut! u !lul! plat!$ dar !5p!rtii )pun a 1;< 'a ontinua )& ondu& p! pia ț&. i,ura  pr!#int& )ituația d! )upra0apro'i#ionar! ar! a /o)t or!tat& datorit& !r!rii d! '!(iul! !l!tri! T!)la. C!lula d! +at!ri! %ai %ar! tip 9;< u un dia%!tru d! 9 d! %% /a ț& d! 1 %%$ nu ar! ar! a!!ași popularitat! a și 1;<. 9;o !)t! %ai d!) utili#at& p!ntru )i)t!%!l! ! utili#!a#& +at!rii litiu /o)/at d! /i!r. Un!l! +at!rii plu%+0aid *%pru%ut&$ d! a)!%!n!a$ d!)i,nul ilindri. Cuno)ut! )u+ nu%!l! d! Ha?F!r Clon$ a!a)t& !lula o/!r& o )ta+ilitat! *%+un&t&țit& a !lul!lor$ ur!n ți d! d!)&rar! %ai %ari și o )ta+ilitat! a t!%p!raturii %ai +un& *n o%parați! u %od!lul pri)%ati on'!nțional. Ha?F!r Clon! ar! propriul /or%at.

+igura 3. Cererea și uncționarea bateriei !"#

%$  din @<



C(iar da& !lula ilindri& nu utili#!a#& p! d!plin )pațiul prin r!ar!a unor )pa ții d! a!r prin pla)ar! una ln,& alta$ !lula 1;< ar! o d!n)itat! d! !n!r,i! %ai %ar! d!t o !lul& Li0ion pri)%ati& )au pun,&. Tipul d! !lul& 1;< d! A( o/!r& 9K(6F,$ *n ti%p ! o !lul& %od!rn& tip pun,& ar! doar 1K(6F . D!n)itat!a %ar! d! !n!r,i! a !lul!lor ilindri! o%p!n)!a#& p!ntru arat!ri)tiil! )al! d! )uprapun!r! %ai puțin id!al!. Spatiul ,ol poat! /i /olo)it p!ntru r&ir! p!ntru a *%+un&t&ți %ana,!%!ntul t!r%i. D!#int!,rar!a !lullor nu poat! /i *ntotd!auna pr!'!nit&$ dar propa,ar!a )! poat!. C!lul!l! ilindri! )unt ad!)!a di)tanțat! p!ntru a opri propa,ar!a p! ar! doar o !lul& ar tr!+ui )& o )uport!. Spa ți!r!a a)!%!n!a$ a:ut& la r&ir!. "n plu)$ un d!)i,n ilindri nu )(i%+& %&ri%!a. O !lula pri)%ati& d! ;%%$ prin o%parați!$ )! poat! !5tind! la %%$ u anu%it! o%pro%i)uri.

Celule de baterie de tip buton C!lula +uton$ d! a)!%!n!a$ uno)ut și )u+ nu%!l! d! !lula tip %on!d!$ a)i,ura un d!)i,n o%pat *n di)po#iti'! porta+il! din anii 1<. S0au o+ținut t!n)iuni %ari prin )uprapun!r!a !lul!lor *ntr 0un tu+. T!l!/oan! /&r& /ir$ di)po#iti'! %!dial! și +a,(!t! d! )!uritat! p! a!roporturi au /olo)it a!)t! +at!rii . D!și %ii și i!/tin d! /a+riat$ !lula +uton a &#ut *n di#,rați! și a l&)at al! d! a /or%at!lor d! +at!rii %ai on'!ntional!. Un d!#a'anta: al !lul!i +uton !)t! u%/lar!a da& !)t! *n&rat& pr!a r!p!d!. C!lula +utonul nu ar! nii un ori/iiu d! a!ri)ir! ar! )& o/!r! )i,uranț& și poat! /i *n&rat& nu%ai la 1<...1 A( u toat! a!)t!a$ noil! %od!l! pr!tind o apaitat! d! *n&rar! rapid&. C!l! %ai %ult! !lul! +uton utili#at! *n pr!#!nt )unt non0r!*n&ra+il! și )! ,&)!) &* i%planturi %!dial!$ !a)uri$ aparat! auditi'!$ (!il! d! la %așin&. i,ura  ilu)tr!a#& !lul!l! +uton și )!țiun!a lor tran)'!r)al&.

i,ura . Celule tip buton

C!lul!l! +uton uno)ut! și )u+ nu%!l! d! !lul! %on!#i$ au di%!n)iuni r!du)! dar nu p!r%it o *n&rar! rapid&. Ma:oritat!a !lul!lor +uton o%!rial! )unt n!r!*n&ra+il!.

Celule de baterie de tip primatic Introdu)& la *n!putul anilor 1<$ !lula pri)%ati& %od!rn& )ati)/a! !r!r!a d! di%!n)iuni %ai )u+țiri. "n/&șurat& *n a%+ala:! !l!,ant! )!a%ana u o uti! d! ,u%a d! %!)t!at )au un +aton d! ioolat& %i$ !lul!l! pri)%ati! utili#!a#& *n %od opti% a )pațiul prin utili#ar!a di)pun!rii )trati/iat!. Alt! %od!l! )unt *n/&șurat! și aplati#at! *ntr0o rola ,u%at& p)!udo0 pri)%ati&. A!)t! !lul! )! ,&)!) pr!do%inant *n t!l!/oan! %o+il!$ ta+l!t! și laptop0uri și 'aria#& d! la <<%A( la $<<<%A(. Nu !5i)t& /or%at uni'!r)al și /i!ar! produ&tor on!p! propriul /or%at. < din @<



C!lul!l! pri)%ati! )unt d! a)!%!n!a di)poni+il! și *n /or%at! %ari. A%+alat! *n ara)! d! alu%iniu )udat!$ !lul!l! pot li'ra apait&ți d! la 9< la 
+igura 2. Celula prismatică Celula prismatică !mbunătățe%te utilizarea spațiului %i vă permite design e4ibil, dar poate f mai scump de abricat, mai puțin efciente !n managementul termic %i au o viață mai scurtă dec(t celulele cilindrice.

C!lula pri)%ati& n!!)it& un p!r!t! %ai ,ro) p!ntru a o%p!n)a )ta+ilitat!a %!ani& )&#ut& o%parati' u %od!lul ilindri. Un!l! u%/l&ri datorat! au%ul&rii d! ,a# )unt nor%al!.

Celula de baterie de tip pun$ă "n 1; !lula pun,& a )urprin) do%!niul +at!rilor u un d!)i,n nou radial. "n loul utili#&rii unui ilindru %!tali și unui ondutor !l!tri )til& 0%!tal$ /il! d! /olii ondutoar! )unt )udat! la !l!tro#i și adu) la !5t!rior *ntr 0un %od o%pl!t )i,ilat . i,ura  ilu)tr!a#& o !lul& tip pun,&.

+igura 1. Celula tip pungă

C!lula pun,& o/!r& o )oluți! )i%pl& $ /l!5i+il& și ușor p!ntru a on)truția +at!ri!i. E5pun!r!a la u%iditat! și t!%p!ratur& ridiat& poat! )urta durata d! 'iaț&. C!lula pun,& utili#!a#& )pațiul *n %od !l %ai !/ii!nt și atin,! o !/ii!n ț& la a%+alar! d! <0;=$ !a %ai %ar! dintr! +at!rii. Eli%inar!a ara)!i d! %!tal r!du! ,r!utat!a$ dar !lula ar! n!'oi! d! )pri:in *n o%parti%!ntul +at!ri!i. Pa(!tul pun,& ,&)!șt! apliații *n on)u%$ do%!niul 1 din @<



%ilitar și apliații auto. Nu !5i)t& !lul! pun,& )tandardi#at! /i!ar! produ&tor on!p! propriul %od!l. Pa(!t!l! tip pun,& )unt d! o+i!i Li0poli%!r și /unțion!a#& +in! a și C!lul!l! d! Put!r! ,!n!rnd ur!nți %ari. Capaitat!a !)t! %ai %i& d!t la Li0ion *n pa(!tul ilindri. U%/lar!a !5!)i'& !)t! un %oti' d! *n,ri:orar!. Utili#atorii pa(!t!lor tip pun,& au raportat pn& la tr!i pro!nt! inid!nt! d! u%/lar!. Pr!)iun!a r!at& poat! )par,! apaul +at!ri!i și$ *n un!l! a#uri$ poat! rup! a/ișa:ul și pl&il! u iruit! !l!troni!. i,ura @ pr!#int& o !lul& pun,& u%/lat&.

i,ura @. Celula de tip

C!lul!l! pun,& )unt /a+riat! prin ad&u,ar!a unui )&ul!ț d! ,a# t!%porar p! o part!a ."n ti%pul pri%!i *n&r&ri$ ,a#! )unt !'auat! *n )&ul! ț$ a!)ta !)t! *nd!p&rtat și pa(!tul !)t! r!)i,ilat$ a part! a pro!)ul d! /ini)ar! . "n&r&ril! ult!rioar! ar tr!+ui )& nu %ai produ& ,a#!. U%/lar!a indi& /aptul & pro!)ul d! /a+riați! poat! /i !ronat. C!lul!l! pri)%ati! și pun,& au pot!nțial !n!r,!ti o %ai %ar! !n!r,i! d!t /or%atul ilindri$ dar t!(nolo,ia p!ntru a produ! /or%at! %ari nu !)t! *n& )u/ii!nt d! d!#'oltat& . Co)tul p!r FK( *n /or%atul d! !lul! pri)%ati6pun,& !)t! *n& %ai %ar! d!t p!ntru !lula 1;<. Ca o o%para ți!$ o)tul p!ntru Ni))an L!a/ u !lul! pri)%ati! )au pun,& !)t! d! W ;;6FK( !l! %ai +un! pratii 3DoE6AABC 4 u a!)t /or%at !)t! d! W ;<6FK(. C!l %ai %i pr! ț p! FK( *l ar! T!)la EV u 1;< !lul!. Strat!,ia Gr!!n?i( !)ti%!a#& o)tul +at!ri!i T!)la G!n III la W 9<6FK(. Sumar Bat!riil! r!*n&ra+il! )unt /i! inundat! u !l!tro#ii di)puși *n !l!trolit a +at!riil! plu%+0 aid )au ilindri! a +at!riil! NiCd$ NiMH și Li0Ion. Dup& 'in! !lula pun,&$ un /or%at ar! !)t! )i%ilar u a%+ala:!l! produ)!lor ali%!ntar! p!ri)a+il!. D!)tinat )& /i! %ai i!/tin d! /a+riat și %ai /l!5i+il& a/or%&$ ra/ina%!nt! )unt n!!)ar! p!ntru a adu! a!)t on!pt d! !lul! ui%itor la a!lași ni'!l d! p!r/or%anț& din '!r)iun!a ilindri&. "n onlu#i!2 • !lul!l! ilindri! au o p!r/or%anț& )up!rioar&$ o +un& )ta+ilitat! %!ani& și )! pr!t!a#& la produți! auto%ati#at!. C!lul!l! au un ulu +un d! /un ționar!$ o/!r& o durat& d! 'ia ț& %ar!$ )unt i!/tin!$ dar )unt ,r!l! și au o d!n)itat! )&#ut& la a%+alar!. • !lul!l! pri)%ati! )unt di)pu)! *n ara)! din alu%iniu )au oț!l p!ntru )ta+ilitat!. Cu *n'!li ș la%inat )au plat!$ !lula utili#!a#& )pațiul *n %od %ai !/ii!nt$ ar! p!r/or%anț! %ai r!du)!$ %ai ,r!u d! ,!)tionat t!r%i și poat! a'!a un ilu d! 'iaț& %ai )urt d!t !lula ilindri&. !lul! pun,& /olo)! ar(it!tura la%inat& *ntr0o pun,&. Sunt u șoar! și %ai i!/tin!$ dar • !5pun!r!a la u%iditat! și t!%p!ratur& ridiat! pot )urta durata d! 'iaț&. Un /ator d! u%/lar! d!  la 1< la )ut& p!)t! ;<< d! iluri d! /unționar! !)t! nor%al.

9 din @<



+igura 0( Comparație /ntre tipuri de celule

i,ura  o%par& pr!țul *n W6K( a !lul!i ilindri!$ pri)%ati! și pun,&$ d! a)!%!n!a$ uno)ut! )u+ nu%!l! d! la%inat!. "n ti%p ! !lula ilindri& a /o)t !a %ai !ono%ia din punt d! '!d!r! al /a+ri&rii$ %od!lul d! !lul! plat! d!'in o%p!titi'! și !5p!rții pr!#i o )(i%+ar! &tr! a!)t! /or%at! d! !lul!$ %ai al!) *n a#ul *n ar! rit!riil! d! p!r/or%anț& al! !lul!i ilindri! pot /i *nd!plinit!.

4.@. Conectarea bateriilor n vederea creșterii volta&ului au obținerea unor curenți de ncărcare mai mari Au%ulatorii pot atin,! t!n)iun!a d! /unționar! dorit& prin on!tar!a %ai %ultor !lul! *n )!ri! /i!ar! !lul& adau,& propria t!n)iun! la t!n)iun!a total& . Con!5iun!a paral!l& atin,! o apaitat! %ai %ar! prin r!șt!r!a ur!ntului /i!ar! !lul& ontri+ui! la nu%&rul d! a%p!ri6or& 3A(4. Un!l! pa(!t! poat! /i o o%+inați! d! on!5iuni )!ri! și paral!l. Bat!riil! d! laptop au d! o+i!i patru !lul! d! .V Li0ion *n )!ri! p!ntru a atin,! 1$ V și dou& *n paral!l p!ntru a r! șt! apaitat!a d! la 9$<<%A( la $<<%A(. O a)t/!l d! on/i,urați! )! nu%! șt! S9P$ adi& patru !lul! *n )!ri! și *n paral!l dou&. I#olatoar!l! /oli! *ntr! !lul!l! pr!'in %at!rialul %!tali ondutor d! inid!nța unui )urt iruit. C!l! %ai %ult! +at!rii )! pr!t!a#& la on!5iun!a )!ri! și *n paral!l. E)t! i%portant )& )! utili#!#! a!lași tip d! +at!ri! u a!!ași t!n)iun! și apaitat! 3A(4 și )& nu )! a%!)t!! di/!rit! %&ri și di%!n)iuni. O !lul& )la+& ar du! la un d!#!(ili+ru. A!)t luru !)t! d!o)!+it d! i%portant *ntr0o on/i,urați! d! )!ri!$ d!oar!! la +at!ri! !)t! la /!l d! put!rni& a '!ri,a !a %ai )la+& dintr0un lanț. O analo,i! !)t! un lanț *n ar! #al!l! r!pr!#int& !lul!l! unui au%ulator on!tat! *n )!ri! 3i,ura 4.

+igura 5. Compararea bateriei cu un lan ț

al!l! r!pr!#int& !lul! *n )!ri! p!ntru a r!șt! t!n)iun!a$ du+lar!a unui rnd indi& o on!5iun! paral!l& p!ntru a )ti%ula *n&rar!a u ur!nt. O !lul& )la+& poat! & nu )! d!t!riora i%!diat$ dar 'a /i !pui#at& %ai rapid d!t !l! put!rni! *n ti%pul utili#&rii ontinu!. La *n&rar!$ !lula )la+&)! 'a *n&ra *naint!a put!rni!$ d!oar!! !)t! %ai puțin d! *n&rat și r&%n! )upra*n&rat& %ai %ult d!t !l!lalt!. La  din @<



d!)&rar!$ !lula )la+& )! ,ol!șt! pri%a și !)t! lo'it& d! /ra ții %ai put!rnii. C!lul!l! din %ulti0 pa(!t! tr!+ui! )& )! potri'!a)&$ %ai al!) atuni nd )unt utili#at! p!ntru aplia ții indu)trial!.

[email protected]. Conectarea n erie E(ipa%!nt!l! porta+il! ar! au n!'oi! d! t!n)iuni %ai %ari utili#!a#& +at!rii u dou& )au %ai %ult! !lul! on!tat! *n )!ri!. i,ura ;< pr!#int& o +at!ri! u patru !lul! +a#at! p! ni(!l d! 1$9
+igura 2-. Conectarea /n serie a celulelor

Ad&u,ar!a d! !lul! *n șir r!șt! t!n)iun!a ur!ntul r&%n! a!lași. Da& a'!ți n!'oi! d! o t!n)iun! %ai iudat&$ d! !5!%plu$ d! $;< 'ol ți$ on!ta ți ini !lul! plu%+0aid$ opt NiMH )au NiCd )au tr!i Li0ion *n )!ri!. T!n)iun!a /inal& a +at!ri!i nu ar! n!'oi! )& /i! !5at& atta ti%p t a!a)ta !)t! %ai %ar! d!t !!a ! )p!i/i& di)po#iti'ul. O )ur)& d! 19V ar put!a )& /unțion!#! *n lo d! $;


+igura 2. Conectarea serie a unei celule deecte

[email protected]. Conectarea n paralel "n a#ul *n ar! )unt n!!)ari ur!nti %ai %ari și !lul! %ai %ari nu )unt di)poni+il! )au nu )! potri'!) on)trn,!rii d! d!)i,n$ una )au %ai %ult! !lul! pot /i on!tat! *n paral!l. C!l! %ai %ult! +at!rii p!r%it on/i,urații paral!l! u !/!t )!undar %i. i,ura ;9 ilu)tr!a#& patru !lul! on!tat! *n paral!l. T!n)iun!a a%+ala:ului ilu)trat r&%n! la 1$9
+igura 2/( Conectarea %n paralel a 5 celule 5P*

O !lul& ar! d!#'olt& o r!#i)t!nț& %ar! )au )! )par,! !)t! %ai pu țin riti *ntr0un iruit paral!l d!t *ntr0o on/i,urați! *n )!ri!$ dar a!)t luru 'a r!du! apaitat!a d! *n&rar! total&. E a un %otor u ard!r! int!rn& nu%ai p! tr!i ilindri *n lo d! toat! !l! patru. Un )urtiruit$ p! d! alt& part!$ !)t! %ult %ai ,ra' din %o%!nt ! !lula d!/!t& *ți tra,! !n!r,ia din !l!lalt! !lul!$ au#nd p!riol d! in!ndiu. C!l! %ai %ult! a șa0nu%it! )urtiruit! !l!tri! )unt u șoar! și )! %ani/!)t& a o auto0d!)&rar! ridiat&. Un )urtiruit total poat! )& apar& și a!)t luru )! *nt%pl& atuni nd o !lul& pri%! șt! polari#ar! in'!r)&. Pa(!t!l! %ari inlud ad!)!a o )i,uran ț& ar! d!on!t!a#& !lula d!/!t& din iruitul paral!l$ da& ar put!a )& apar& )urtiruitul. i,ura ; ilu)tr!a#& o on/i,ura ți! paral!l& u o !lul& d!/!t&.

; din @<



+igura 23. Conectarea paralel a unei celule deecte

[email protected]. Conectarea erie!paralel Con/i,urația )!ri!0paral!l din /i,ura ; p!r%it! o /l!5i+ilitat! d! proi!tar! și atin,! t!n)iun!a dorit& și ratin,uril! d! ur!nt$ u o di%!n)iun! )tandard a !lul!i. Put!r!a total& !)t! produ)ul dintr! t!n)iun! și ur!nt patru !lul! d! 1$9
+igura 2. Conectarea %n serie!paralel a 5 celule 8S8P*

C!lul! Li 0 ion )! pr!t!a#& +in! la on/i,ura ții )!ri!0paral!l$ dar !lul!l! au n!'oi! d! %onitori#ar! p!ntru a r&%n! *n li%it!l! d! t!n)iun! și ur!nt. Ciruit! int!,rat! 3ICS4 p!ntru di/!rit! o%+inații d! !lul! )unt di)poni+il! p!ntru a )upra'!,(!a pn& la 1 !lul! Li0ion. Pa(!t!l! %ai %ari au n!'oi! d! iruit! p!r)onali#at!$ iar a!)t luru !)t! 'ala+il și p!ntru T!)la %od!lul ; ar! utili#!a#& p!)t! @<<< d! !lul! 1;< p!ntru a /urni#a ;FK(.

4.15.

Tipuri de baterii utiliate n domeniul autovehiculelor

"n do%!niul auto%o+il!lor )unt utili#at! di/!rit! tipuri d! +at!rii d! au%ulatoar! ar! /urni#!a#& !n!r,ia %otoar!lor !l!tri!. i!ar! dintr! !l! pr!#int& a'anta:! și d!#a'anta:! *n /un ți! d! )oluția on)truti'& utili#at& p!ntru produ!r!a !n!r,i!i.  din @<



Ta+!lul nr. 1<. Tipuri d! +at!rii d! au%ulatoar! Tipul +at!ri!i

Cu aid

Ni(!l 0 ad%iu

Ni(!l (idrur&0%!tali& 3NiMH4

Litiu0ion$ Litiu0poli%!r )trutur& (i%i& tradițional& 3LiCoO96,ra/it4

Litiu0ion$ Litiu0poli%!r Co0dop!d 3NCAX6NCMX6,ra/it4

Litiu0ion$ o)/at d! /i!r 3Li!PO4

T!n)iun!a VQ

En!r,ia )p!i/i& K(6F,Q

D!n)itat!a d! !n!r,i! K(6LQ

Put!r!a )p!i/i& K6F,Q

9$1

<0<

<0@;

1;<01<

1$9

1$9

$0$@

$0$;

$90$

<0<

<0<

1<09<

1<099<

<019<

;<01;<

1<0<<

9@<0;<

9<0<

1;<09<<

1;<

A'anta:!

i!/tin!

D!#a'anta:! Gr!l!$ )!n)i+il! la d!)&rar!

Si,ur!$ nu /oart! )u%p!$ rat& %ar! d! Gr!l!$ to5i!$ )! d!)&rar!$ pot d!/!ta /unționar! rapid +un& la t!%p!raturi :oa)!

9;<01<<<

D!n)itat! %ar! d! !n!r,i!$ nu )unt /oart! d&un&toar! p!ntru %!diu

P!r/or%anț! )&#ut! la t!%p!raturi :oa)!$ autod!)&rar! )!)i#a+il&

1;<<0<<<

En!r,i! )p!i/i& %ar!$ n!!)it& r!ilar! )p!ial&

Su%p&$ n!!)it& !l!troni&$ nu )unt )i,ur!

1;<<0<<<

Mai )i,ur!$ )ta+il! t!r%i

T!n)iun! puțin %ai %i&$ d!n)itat!a d! !n!r,i! puțin %ai %i&

Si,ur!$ i!/tin!

D!n)itat! d! !n!r,i! )&#ut&$ t!(nolo,i! *n d!#'oltar!

1<<09;<<

XNCA 0 Lit(iu% NiF!l Co+alt Alu%inu% O5id! XNCM 0 Lit(iu% NiF!l Man,an!)! Co+alt O5id!. "n ta+!lul d! %ai )u) )unt pr!#!ntat! a'anta:!l! și d!#a'anta:!l! /i!&r!i )oluții on)truti'!$ pr!u% și in/or%ații pri'ind 'olta:ul p!ntru /i!ar! !lul&$ !n!r,ia )p!i/i&$ d!n)itat!a d! !n!r,i!$ put!r!a )p!i& și o)tul !n!r,i!i. Un!l! dintr! !l! )unt )i%ilar! din punt d! '!d!r! al p!r/or%anț!lor$ dar di/!r& din punt d! '!d!r! al )i,uranț!i. "n dia,ra%a d! %ai :o) )! arat& o%parati' !n!r,ia +at!riilor d! au%ulatoar! ni(!l0 și litiu0ion. NCA6NCM ș i Litiu0poli%!r )trutur& (i%i& tradiț ional& au !a %ai %ar! d!n)itat! d! !n!r,i! o%parati' u !l!lalt! tipuri d! +at!rii și pot )toa %ai %ult& !n!r,i! d!t !l!lalt!$ la a!!ași ,r!utat!. Din punt d! '!d!r! al put!rii )p!i/i! și al )ta+ilit&ții t!r%i!$ +at!riil! NCA6NCM și litiu0/o)/at d! /i!r )unt )up!rioar!. P!ntru )i)t!%!l! d! trațiun! !l!tri!$ )i,uranța și durata d! 'iaț& )unt %ai i%portant! d!t apaitat!a. @ din @<



+igura 22. Comparaț ie di/erite tipuri de baterii

4.15.1. Bateriile litiu = ion Bat!riil! litiu > ion )unt utili#at! la )ar& lar,& a)t&#i$ *n!pnd d! la t!l!/oan! %o+il!$ laptopuri și )i)t!%! d! put!r!. C!l %ai %ar! a'anta: al a!)tor +at!rii !n!r,ia %ai %ar! p! unitat!a d! %a)& o%parati' u !l!lalt! tipuri d! +at!rii !5i)t!nt!. Un alt %ar! a'anta: al a!)tor +at!rii !)t! di)tri+uția put!rii *n /unți! d! %a)&$ a!)t! +at!rii /iind /oart! !/ii!nt!$ !l! a'nd )ta+ilitat! t!r%i& +un& și autod!)&rar! r!du)& *n ti%p. Mai %ult d!t att$ +at!riil! litiu > ion pot /i r!ilat! aproap! *n *ntr!,i%!. Totuși$ a!)t! +at!rii pot /i di/!rit! din punt d! '!d!r! al d!n)it&ții !n!r,i!i și al put!rii )p!i/i! *n /unți! d! )oluția on)truti'&. A!a)ta *n)!a%n& &$ *n /un ți! d! %at!rial!l! utili#at! la on)truți! anodului )au atodului$ !lul!l! +at!ri!i )! 'or o%porta di/!rit la t!%p!raturi :oa)! )au ridiat!$ )au pot /urni#a %ai %ult& )au %ai pu țin& !n!r,i!. D! a)!%!n!a$ on)trutorii d! auto%o+il! (i+rid! al!, )& utili#!#! a!)t! tipuri d! +at!rii$ datorit& /aptului & a!)t!a o/!r& p!r/or%anț! %ai +un! *n a!)t! do%!niu d!t !l!lalt! +at!rii. 4.15.2. Baterii /ichel = hidrură metalică (/iMH) A!)t! tipuri d! +at!rii )unt utili#at! )unt %ai d!) utili#at! in do%!niul alulatoar!lor )au al !(ipa%!nt!lor %!dial!. Bat!riil! d! a!)t tip au 'alori r!#ona+il! *n !!a ! pri'! șt! !n!r,ia )p!i/i& și put!r!a )p!i/i&. Din punt d! '!d!r! al a'anta:!lor$ *n o%parați! u +at!riil! la)i! u aid$ a!)t! +at!rii )unt %ai on'!na+il! p!ntru aplia țiil! din do%!niul alulatoar!lor datorit& durat!i d! 'iața %ai %ari. D!0a lun,ul ti%pului$ a!)t! +at!rii au /o)t utili#at! la auto'!(iul! !l!tri! )au (i+rid!$ dar au /o)t *nlouit! i%!diat! ! )0au d!#'oltat t!(nolo,ii p!ntru r!du!r!a o)turilor %ari d! /a+riați! a +at!riilor Li0ion. "n plu)$ +at!riil! ni(!l0(idrur& %!tali&$ pr!#int& o rat& %ar! d! autod!)&ar! și d! a)!%!n!a ,!n!r!a#& t!%p!raturi %ari p! ti%pul *n&r&rii și d!)&r&rii$ /iind n!!)ar& utili#ar!a unui %odul d! ontrol p!ntru )i,uranța *n !5ploatar!a lor$ /apt ar! l! /a! )& /i! %ai )u%p!. 4.15.9. Bateriile cu acid Pro+a+il !l %ai %ar! a'anta: al +at!riilor u aid *l on)titui! o)turil! %ii d! produ!r! a!)tora$ /iind utili#at! p! auto'!(iul!l! din toat& lu%!a p!ntru a /urni#a put!r!a n!!)ar& pornirii !l!tro%otorului. A!)t! +at!rii au )i,uranț& *n !5ploatar! și *n a!lași ti%p pot /urni#a o put!r! !l!tri& %ar!. "n !!a ! pri'!șt! d!#a'anta:!l!$ +at!riil! u aid o/!r& o put!r! )p!i/i& )&#ut&$ p!r/or%anț! r!du)! la t!%p!raturi :oa)! și un ilu d! 'iaț& li%itat. Da& aord&% o at!n ți! %ai )porit& d!#a'anta:!lor ar! l!0ar put!a adu! a!)t tip d! +at!rii la %ontar!a lor p! un auto'!(iul  din @<



!l!tri )au (i+rid$ put!% )pun! & pa(!tul d! +at!rii ar tr!+ui )a ai+& o ,r!utat! /oart! %ar! p!ntru a put!a /urni#a !n!r,ia !l!tri& n!!)ar& d!pla)&rii p! o anu%it& di)tan ț&. Totu și$ +at!riil! u aid )unt utili#at! au% p! un!l! '!(iul! !l!tri!$ u% ar /i %așinil! d! ,ol/.

4.15.4. ltracapacitorii A!)t! +at!rii utili#!a#& un li(id polari#at a și !l!trod și !l!trolit. Ultraapaitorii pot /urni#a o !n!r,i! /oart! %ar! p! o p!rioad& )urt& d! ti%p$ /iind utili#ați p!ntru r!șt!r!a a!l!rați!i și p!r/or%anț!lor auto'!(iulului. A!)t! +at!rii pot /i /olo)it! a )ur)! )!undar! p!ntru *n%a,a#inar!a !n!r,i!i p! auto'!(iul!l! (i+rid!$ !l! a:utnd ni'!lul !l!tro(i%i d! *n&rar! al +at!riilor. 4.11.

Autonomia bateriei: $reutatea și calculul puterii aceteia Una dintr! !rint!l! %a:or! !)t! a!!a a '!(iulul )& r!ali#!#! %ai pu țin d! < ,6 F% d! CO9. Mai %ult d!t att$ 'aloar!a alulat& a antit&ții d! CO 9 !)t! o+ținut& prin ur%&toar!a /or%ul&2 M Y 3D! XM1  Da' XM9463D!  Da'4 T!r%!nii utili#ați *n !uația d! %ai )u) )! !5pli& a)t/!l2 > M > %a)a !%i)iilor d! CO 9 *n ,6F% > M1 > %a)a !%i)iilor d! CO 9 *n ,6F% u +at!ria o%pl!t *n&rat& > M9 > %a)a !%i)iilor d! CO 9 *n ,6F% nd +at!ria )! a/l& la )tadiul %ini% d! *n&rar!. A!a)t&

'aloar! o on)id!r&% a /i 9< ,6F% > Da' Y 9; F% > di)tanța %!di! pr!)upu)& *ntr! dou& *n&r&ri on)!uti'! al! +at!ri!i > D! 0 autono%ia pr!)upu)& a auto'!(iulului$ *n %odul !l!tri$ *n on/or%itat!a u pro!duril! *n ar! produ&torul tr!+ui! )& )p!i/i! %i:loa!l! prin ar! )! pot !/!tua %&)ur&tori u auto'!(iulul /unționnd doar !l!tri. Aplind !uația d! %ai )u) și prin )u+)tituir!a tuturor t!r%!nilor$ )! poat! alula 'aloar!a autono%i!i p!ntru /unționar!a !l!tri&. Una dintr! !rinț!l! i%pu)! !)t! a!!a & auto'!(iulul tr!+ui! )& /i! apa+il )& /unțion!#! un ilu NEDC /&r& )& /i! n!!)ar& utili#ar!a %otorului u ard!r! int!rn&. A)t/!l$ !%i)iil! la /unționar!a nu%ai !l!tri 'or /i #!ro 3*n a#ul *n ar! +at!ria !)t! o%pl!t *n&rat&4. Euația d! %ai )u) d!'in!2 M Y Da' XM96D!  Da' P!ntru a ,&)i 'aloar! lui D !$ *nti r!aran:&% t!r%!nii din !uația ant!rioar& și o+țin!%2 D! Y Da' XM96M 0 Da' Prin *nlouir!a t!r%!nilor și !/!tuar!a alul!lor$ r!#ult& & 'aloar!a lui D! !)t! d! ;$9; F%. A!a)ta !)t! di)tanța p! ar! '!(iulul tr!+ui! )& /i! apa+il d! a parur,& *n %odul pur !l!tri p!ntru )ati)/a!r!a n!'oil! i%pu)! d! r!,l!%!nt&ril! d! t!)tar!. Totuși$ dup& a% %!nționat ant!rior$ li%ita i%pu)& d! !%i)ii d! CO9 !)t! d! < ,6F%. Autono%ia r!#ultat& d! ;$9; F% !)t! !(i'al!nț& u ini iluri NEDC o%pl!t!. Mai %ult$ /rnar!a r!,!n!rati'& !)t! apliat& %od!lului u o !/ii!nț& ridiat&. Prin apliar!a /rn&rii r!,!n!rati'! p! parur)ul ilului NEDC$ on)u%ul d! o%+u)ti+il )ad! la 1$ FK(6ilu la <$ FK(6ilu. Prin *n%ulțir!a on)u%ului d! o%+u)ti+il d! <$ FK(6ilu u ; iluri NEDC$ r!#ultatul !)t! d! $; FK(6; iluri NEDC. Prin ur%ar!$ a!a)ta !)t! put!r!a r!#ultat& n!!)ar& la roți. Prin o+țin!r!a !n!r,i!i n!!)ar! la )ur)&$ a!a)ta !n!r,i! n!!)ar& )! *n%ul ț! șt! u !/ii!nța tran)%i)i!i d! ;= și !/ii!nța d! ali%!ntar! a +at!ri!i < =. Prin alular!a !n!r,i!i  din @<



n!!)ar& la roți$ u !a %ai +un& !/ii!nț&$ r!#ultatul p!ntru !n!r,ia ar! tr!+ui! )& o d!a +at!riil! !)t! ;$ FK(6; iluri. Bat!ria ar! la *n!put atuni nd !)t! 1<<= *n&rat& $ un SOC3Stadiu% o/ (ar,!4 d! 1<<. Mai %ult d!t att$ p!ntru o %ai +un& utili#ar! a pa(!tului d! +at!rii *ntr0o #on& d! )i,uranț&$ și d! a)!%!n!a$ p!ntru a a)i,ura un ilu d! 'iaț& %ai %ar! al +at!ri!i$ a!a)ta nu tr!+ui! )& /i! !pui#at& la %ai puțin d! < = din SOC . A!)t luru *n)!a%n& &$ apaitat!a %a5i%& utili#at& p!ntru trațiun! !)t! @< = din apaitat!a Zori,inal&8 a au%ulatorului. A!a)ta ondu! la o !n!r,i! %!di! total& n!!)ar& d! la +at!ri! d! $; FK( . Co%+innd a!a)ta u o put!r! d! 'r/ dorit& d! ; FK 3 n!!)ar& p!ntru a a!l!ra d! la ;< la 19< F%6( *n ilul NEDC > p! auto)trad&4$ ,&)i% para%!trii /inali ar! tr!+ui! )& /i! )ati)/&uți d! +at!ri!. "n ur%&toar!l! para,ra/!$ nu%&rul total d! !lul! și d! a)!%!n!a ,r!utat!a +at!ri!i 'a /i alulat&. Ba#ndu0n! p! /i,ura $ tipul d! +at!ri! utili#at 'a /i +at!ria litiu0ion$ +at!ria litiu poli%!r +a#at p! litiu ni(!l %an,an o5id d! o+alt. Totu și$ datorit& r&)pndirii %ari a a!)tor )oluții on)truti'! și a nu%!roa)!lor !r!t&ri p!ntru *%+un&t&țir!a lor$ din ta+!lul u a:utorul &ruia a% on)truit /i,ura $ )! 'a lua 'aloar!a %!di! a !n!r,i!i )p!i/i! și a d!n)it&ții d! !n!r,i!.

4.12.

Bateria itiu /ichel Man$an ;+id de Cobalt (i/iMnCo;2) Si)t!%!l! d! +at!rii litiu0poli%!r poat! /i adaptat! p!ntru a o/!ri !n!r,i! )p!i/i& %ar! )au put!r! )p!i/i& ridiat&$ dar nu a%+!l!. D! !5!%plu$ NMC 3 Litiu Ni(!l Man,an o5id d! Co+alt 4$ u 1;< !lul! p!ntru u#ul on)u%atorului poat! atin,! 9$9;<%A( $ dar put!r!a )p!i/i& !)t! %od!rat&. NMC *n a!!ași !lul& opti%i#at p!ntru put!r! )p!i/i& %ar! ar! o apaitat! d! nu%ai 1$;<<%A( . Un anod p! +a#& d! ,ra/it 'a /i apa+il )& %!ar,& la pn& $<<<%A( u toat! a!)t!a$ put!r!a )p!i/i& și ilul d! 'ia ț& pot /i o%pro%i)! . Ni(!lul !)t! uno)ut p!ntru !n!r,ia )a )p!i/i& ridiat& dar )ta+ilitat! )&#ut& %an,anul ar! +!n!/iiul d! a /or%a o )trutur& d! )pin!l p!ntru r!ali#ar!a un!i r!#i)t!nț! int!rn& /oart! %ii$ dar o/!r& un !n!r,i! )p!i/i& )&#ut&. Co%+innd %!tal!l! )! adu! !l! %ai +un! +!n!/iii din /i!ar! . ● En!r,ia )p!i/i& K(6F,Q2 1@ ● D!n)itat!a d! !n!r,i! K(6LQ2 @< ● Put!r!a )p!i/i& K6F,Q2 9<<. Co%+inația atodului d! o tr!i%! ni(!l$ o tr!i%! %an,an și o tr!i%! o+alt o/!r& un a%!)t! uni$ ar!$ d! a)!%!n!a$ r!du! o)tul %at!riilor pri%! datorit& on ținutului r!du) d! o+alt. C!l! d! %ai )u) arat& arat!ri)tiil! NMC. Dup& u% a% %!nționat ant!rior$ put!r!a %a5i%& n!!)ar& p!ntru %otorul !l!tri !)t! d! ; FK . A!a)t& put!r! poat! /i o+ ținut& d! la +at!rii prin utili#ar!a )p!i/iațiilor p!ntru put!r!a )p!i/i& d!#'oltat& d! +at!ri! și put!r!a n!!)ar& *n ti%p. Ta+!lul d! %ai :o) d!)ri! put!r!a )p!i/i&$ !n!r,ia )p!i/i& a dou& tipuri d! +at!rii $ u% ar /i Li0poli%!r și Li0ion. Ta+!lul nr. 11 /r. crt .

Bateria 'roprietăți

i/iMnCo; 2

i!ion

1

Put!r!a )p!i/i& p! /i!ar! !lul& KQ

1<

$

9

Put!r!a )p!i/i& K6F,Q

9<<

9<



Put!r!a n!!)ar& FKQ







En!r,ia )p!i/i& p! /i!ar! !lul& K(rQ

@

9$9;

;

En!r,ia )p!i/i& K(6F,Q

1@



;< din @<





En!r,ia n!!)ar& FK(rQ

$;

$;

+igura 21. Snapshot 2i&iMnCo48

P! +a#a propri!t&ților di/!rit! al! +at!ri!i așa u% )! arat& *n ta+!l!l$ put!% o+)!r'a & Li0 poli%!r ar! o d!n)itat! d! !n!r,i! %ai %ar!. Ma)a /i!&r!i !lul! !)t! <, și di%!n)iunil! !lul!lor )unt 99
1<<

9<<

Put!r!a d! la /i!ar! !lul& KQ

91;

1<

Ta+!lul nr. 1 Propri!t&ți

4.19.

i/iMnCo; 2

Put!r!a %a5i%& d! la +at!ri! KQ

999

Put!r!a %a5i%& n!!)ar& FKQ

;

Nu%&rul d! !lul!

1<

Ma)a total& F,Q



Volu% total lQ

1

Concluii

"n a!)t apitol$ au /o)t )ta+ilit! tipul d! +at!ri! și )trutura (i%i& a a!)t!ia. "n plu)$ toat! tipul on)truti'! au /o)t pr!#!ntat! și !nu%!rat! u a'anta:!l! și d!#a'anta:!l! lor. Dup& u% a% %!nționat %ai )u)$ +at!ria Li0ion poli%!r 0 LiNiMnCoO9 !)t! !a %ai potri'it& p!ntru pa(!tul d! +at!rii d! p! Sa'a,! Ri'al! GTS Roada(t ,ra ți! p!r/or%an ț!lor /oart! +un! *n !!a ! ;1 din @<



pri'!șt! !n!r,ia )p!i/i& și put!r!a )p!i/i&$ dar$ d! a)!%!n!a !)t! %ult %ai )ta+il& la t!%p!raturi ridiat!$ *n o%parați! u alt! )truturi (i%i! +a#at! p! litiu. "n ulti%a part! a apitolului$ r!#ultat!l! p!ntru di%!n)iun!a +at!ri!i 3 *n Filo,ra%! și litri 4 au /o)t utili#at!$ p!ntru a )ta+ili nu%&rul !5at d! !lul! n!!)ar! p!ntru o%pl!tar!a att ; iluri NEDC dar și p!ntru r!ali#ar!a un!i put!ri %a5i%! d! ; FK. Au%ulatorul tr!+ui! )& nt&r!a)& @< F,$ u ,r!utat! adițional& *n a#ul *n ar! )! dor!șt! r!șt!r!a autono%i!i. Cu toat! a!)t!a$ a'nd *n '!d!r! & '!(iulul ar! n!'oi! d! o +at!ri! d! aproap! @< d! F, p!ntru parur,!r!a un!i di)tanț! d! ; F% *n %odul pur !l!tri d! ondu!r!$ a!)t luru poat! /i on)id!rat r!l!'ant$ d!oar!! %a:oritat!a '!(iul!lor !l!tri! /olo)!) un pa(!t d! +at!rii nt&rind *ntr! 1;< 0 9<< F, p!ntru a parur,! 1;< F% . D! !5!%plu $ a doua ,!n!ra ți! d! Toota Priu) ar! ;$ F, p!ntru pa(!tul d! +at!rii. "n !!a ! pri'!șt! '!(iul!l! pur !l!tri!$ +at!ria !)t! )upradi%!n)ionat& p!ntru a r!ali#a o autono%i! %ai +un& %ai +un& 3Ni))an L!a/ 0 << F, p!ntru un parur) d! 9< F%4  1 Q .

4.14.

'e viitor

"n anii ur%&tori $ 'a r!șt! nu%&rul d! autoturi)%! pur !l!tri! și (i+rid!$ iar t!(nolo,ia n!!)ar& p!ntru a ali%!ntar!a a!)tor %așini !)t! o *n,ri:orar! . O %ul ți%! d! !r!t&ri )! d!)/&șoar& *n )opul d! a introdu! tipuri di/!rit! d! +at!rii lund *n on)id!rar! para%!tri u% ar /i ,r!utat!a$ !n!r,ia$ put!r!a. Una dintr! alt!rnati'!l! p!ntru a r!du! ,r!utat!a !)t! utili#ar!a t!(nolo,i!i nano p!ntru a d!#'oltar!a +at!riilor$ !a %ai pro%iț&toar! /iind !a +a#at& p! ioni d! %a,n!#iu$ ar! /urni#!a#& %ai %ult& put!r! d!t litiu0ion și !)t! %ai i!/tin d! /a+riat. Utili#ar!a nano0 %at!rial!lor p!ntru a opti%i#a !lul! indi'idual!$ l! /a! )!%niati' %ai u șoar! și poat! dura %ai %ult d!t +at!riil! atual! . Un alt a)p!t *n !!a ! pri'!șt! +at!riil! litiu ion !)t! !li+!rar!a l!nt& a !n!r,i!i 3ato%i d! litiu )! %iș& pr!a *n!t prin %at!rialul +at!ri!i4 $ d!i prin aop!rir!a u /o)/at a:ut& a!l!rar!a ionilor și /a! %ai ușor a a!știa )& a:un,& la t!r%inal. "n pr!#!nt$ o %ulți%! d! !r!t&ri și d!#'olt&ri *n !'oluția t!(nolo,i!i +at!riilor u li(id pot o/!ri /l!5i+ilitat! *n a+ordar!a on)trn,!rilor +at!riilor litiu0ion prin produț ia !l!troliti& d! alu%iniu ultra 0 pur .

+igura 26.

Propri!tat!a li(id& *n#!)tr!a#& +at!riil! u o in!ti& și propri!t&ți d! tran)port )up!rioar!. T!n)iun!a d! /unționar! a /i!&r!i !lul! !l!tro(i%i!$ EC!l $ )! a+at! d! la pot!n țialul d! !(ili+ru al !lul!i$ E!ll$![$ p! +a#a d!n)it&ții ur!ntului$ :$ pi!rd!rilor d!p!nd!nt! )au t!n)iunii in!/ii!n!&$ 3 :4 $ a)t/!l *nt E!ll 3:4 Y E!ll $ ![0I i 3:4Q . D!/ii!nț!l! tipi! d! t!n)iun! 314 pi!rd!ri la tran)/!r d! )arina$ t$ ar! r!#ult& din in!tia l!nt& a !l!tro#ilor$ 394 pi!rd!ril! o(%i!$ ar! r!#ult& din r!#i)ti'itat!a !l!tri& a !lul!lor !l!trolitului$ !l!tro#ilor$ ol!torilor d! ur!nt$ și 34 tran)portul d! %a)&$ %t$ pi!rd!r! au#at! d! diu/u#ia l!nt& a r!atanților și produ)! *n a/ar& d! int!r/ața !l!trod!l!trolit. Bat!riil! %!tal li(id )! laud& a /i ultrarapid! *n in!tia *n&r&rii 0 tran)/!rului !l!trodului datorit& int!r/!ț!i li(id0 ;9 din @<



li(id !l!trod!!l!trolit$ apaitat! %ar!$ pi!rd!ri o(%i! %ii p!r%i)! d! !l!trolitul !5tr!% d! +un ondutor 0 )ar! topit&$ și tran)portul d! %a)& rapid al r!atanților și a produ)!lor la și d! la int!r/ața !l!trod!!l!trolit prin di/u#ia *n )oluția li(id&. "n o%+inați!$ a!)t! propri!t&ți p!r%it +at!ri!i %!tal li(id )& /unțion!#! u o r!lati'& !/ii!nț& la t!n)iun! *nalt& și d!n)it&ți %ari d! ur!nt. Bat!riil! %!tal li(id %ai au propri!tat!a d! a /i %ai i!/tin!$ d!oar!! %ult! dintr! %at!rial! andidat! a !l!trod )unt a+und!nt! p! P&%nt și și )unt i!/tin!. "n /inal$ poat! arat!ri)tia !a %ai atrati'& a a!)tor +at!rii !)t! r!ar!a și ani(ilar!a ontinu& !l!tro#ilor %!tal li(id p! ilul d! *n&rar! > d!)&rar!.

4.16.

Sitemul de mana$ement al bateriei (BMS)

Si)t!%ul d! %ana,!%!nt al +at!ri!i *n)!a%n& lururi di/!rit! p!ntru oa%!ni di/!riți. P!ntru unii !)t! pur și )i%plu %onitori#ar!a +at!ri!i$ p&)trnd un ontrol u pri'ir! la para%!trii d! /unționar! (!i! *n ti%pul *n&r&rii și d!)&r&rii$ u% ar /i t!n)iuni$ ur!nți și t!%p!ratura int!rn& a +at!ri!i și a %!diului a%+iant. Ciruit!l! d! %onitori#ar! 'or o/!ri *n %od nor%al intr&ri la di)po#iti'!l! d! prot!ți! ar! ar put!a ,!n!ra alar%! )au d!on!ta +at!ria din )arin& )au *n&rar! da& oriar! dintr! para%!trii r!) p!)t! li%it!. P!ntru in,in!ri r!)pon)a+ilitat!a p!ntru !n!r,ia *n %odul )tand0+ ar! !)t! !)t! ulti%a lini! d! ap&rar! a +at!ri!i *%potri'a un!i *ntr!rup!ri d! put!r! )au o pan& *n r!ț!aua d! o%unia ții$ BMS *n)!a%n& Si)t!% d! Mana,!%!nt al Bat!ri!i. A)t/!l d! )i)t!%! uprind nu nu%ai %onitori#ar!a și prot!ția +at!ri!i$ i și %!tod!l! d! %!nțin!r! a a!)t!ia ,ata )& li'r!#! put!r!a %a5i%& atuni nd !)t! n!!)ar și %!tod! p!ntru pr!lun,ir!a durat!i )al! d! 'iaț&. A!a)ta inlud! totul d! la ontrolul r!,i%ului d! *n&rar! pn& la %!nt!nanța plani/iat&. P!ntru in,in!rii d! auto%o+il! Si)t!%ul d! Mana,!%!nt al Bat!ri!i !)t! o o%pon!nt& a unui %ult %ai o%pl!5 u atiun! rapid&$ Si)t!%ul d! Mana,!%!nt En!r,!ti și tr!+ui! )& int!r/!r!#! u alt! )i)t!%! d! la +ordul auto'!(iulului$ u% ar /i !l d! %ana,!%!nt al %otorului$ ontrolul li%!i$ d! o%uniații și )i)t!%! d! )i,uranț&. E5i)t&$ prin ur%ar!$ %ai %ult! )oiuri d! BMS. Proiectarea unui Sistem de Management al Bateriei

"n )opul d! a ontrola p!r/or%anța +at!ri!i și )i,uranta !)t! n!!)ar )& )! *n ț!l!a,& !!a ! tr!+ui! )& /i! ontrolat și d! ! ar! n!'oi! d! ontrol. A!)t luru n!!)it& o *n ț!l!,!r! *n pro/un#i%! a o%po#iți!i (i%i! /unda%!ntal! a !lul!lor$ arat!ri)tiilor d! p!r/or%anț& și %oduri d! d!/!tar! a +at!riilor$ *n )p!ial d!/!tar!a +at!riilor litiu0. Bat!ria nu poat! /i pur și )i%plu tratat& a o uti! n!a,r&. BMS Buildin$ Bloc? E5i)t& tr!i o+i!ti'! prinipal! o%un! tuturor Si)t!%!lor d! Mana,!%!nt al Bat!ri!i2 \ Prot!:ar!a !lul!lor )au +at!ri!i d! la d!/!tar! \ Pr!lun,ir!a durat!i d! 'iaț& a +at!ri!i \ M!nțin!r!a +at!ri!i *ntr0o )tar! *n ar! )& poat! *nd!plini !rinț!l! /unțional! al! !r!rii p!ntru ar! a /o)t )p!i/iat&. P!ntru a atin,! a!)t! o+i!ti'!$ BMS poat! *norpora una )au %ai %ult! dintr! ur%&toar!l! /unții2 'rotecția celulelor. Prot!:ar!a +at!ria p!ntru a nu /unționa *n a/ara ondi țiilor d! tol!ranț& • !)t! /unda%!ntal& p!ntru toat! apliațiil! BMS. "n prati&$ BMS tr!+ui! )& a)i,ur! o prot!ți! a !lul!lor o%pl!t& p!ntru a aop!ri aproap! ori! !'!ntualitat!. un ționar!a un!i +at!rii *n a/ara li%it!lor )al! d! proi!tar! )p!i/iat! 'a du! in!'ita+il la d!/!tar!a +at!ri!i. "n a/ar& d! inon'!ni!nt!$ o)tul d! *nlouir! a +at!ri!i pot /i pro(i+iti'!. A!)t luru !)t! 'ala+il %ai al!) p!ntru +at!riil! p!ntru auto%o+il! d! *nalt& t!n)iun! și d! %ar! put!r!$ ar! tr!+ui! )& /unțion!#! *n %!dii o)til! și ar!$ *n a!la și ti%p$ )unt )upu)! !5ploat&ri a+u#i'! d! &tr! utili#ator. Controlul ncărcării. A!a)ta !)t! o arat!ri)ti& !)!n țial& a BMS. Mai %ult! +at!rii )unt • a/!tat! d! *n&rar!a n!or!)pun#&toar! d!t d! ori! alt %oti'. ; din @<



Cererea de mana$ement. Nu !)t! dir!t l!,at& d! /unționar!a a +at!ri!i *n )in!$ !r!r!a d! %ana,!%!nt )! r!/!r& la apliațiil! *n ar! !)t! utili#at& +at!ria. O+i!ti'ul )&u !)t! d! a %ini%i#a )ur,!r!a d! ur!nt a +at!ri!i prin proi!tar!a po)i+ilit&ților d! !ono%i)ir! a !n!r,i!i *n iruit!l! apliațiilor și$ a)t/!l$ )& pr!lun,!a)& ti%pul dintr! *n&r&ril! +at!ri!i. "eterminarea S;C (Starea de ncărcare). Mult! apliații n!!)it& o unoașt!r! a )t&rii d! • *n&rar! 3SOC4 a au%ulatorului )au a !lul!lor indi'idual! din lan țul d! +at!ri!i. A!)t luru poat! /i pur și )i%plu p!ntru a /urni#a utili#atorului o indiați! a apait&ții r&%a)! *n +at!ri! )au ar put!a /i n!'oi! d! un iruit d! ontrol p!ntru a a)i,ura un ontrol opti% al pro!)ului d! *n&rar!. "eterminarea S;H (Starea de ănătate) . Star!a d! )&n&tat! 3SOH4 !)t! o %&)ur& a • apait&ții un!i +at!rii d! a li'ra arat!ri)tiil! )al! )p!i/iat!. A!)t luru !)t! 'ital p!ntru !'aluar!a di)poni+ilit&ții unui !(ipa%!nt !n!r,!ti d! ur,!nț& și !)t! un indiator al n!!)it&ții ațiuni d! *ntr!țin!r!.
; din @<



Bat!ria Int!li,!nt& )au Au%ulatorul Int!li,!nt$ o/!r& i!șiri d! la )!n#orii ar! dau )tatutul atual al t!n)iunii$ ur!nții și t!%p!raturii *n +at!ri!$ pr!u% și )tar!a d! *n&rar!. S! poat! o/!ri$ d! a)!%!n!a /unții d! alar%& ar! indi& din ondi ții d! tol!ran ț&. Bat!ria Int!li,!nt&$ d! a)!%!n!a$ un ip d! %!%ori! ar! !)t! pro,ra%at d! &tr! produ&tor u in/or%ații d!)pr! )p!i/iațiil! +at!ri!i$ u% ar /i2 • data d! /a+riați! 3nu%!$ data$ nu%&rul d! )!ri! !t.4 • o%po#iția (i%i& a !lul!i • apaitat!a !lul!i • odul )(iț!i %!ani! • li%it!l! )up!rioar& și in/!rioar& a t!n)iunii • li%it!l! %a5i%! d! ur!nt • li%it!l! d! t!%p!ratur&. Odat& ! +at!ria !)t! pla)at& *n /olo)inț&$ %!%oria poat! *nr!,i)tra$ d! a)!%!n!a2 • d! t! ori +at!ria a /o)t *n&rat& și d!)&rat& • ti%pul )ur) • i%p!danța int!rn& a +at!ri!i • pro/ilul t!%p!raturii la ar! a /o)t )upu)& /unționar!a ori&ror iruit! d! r&ir! /orțat& • ori! )ituații *n ar! li%it!l! au /o)t d!p&șit!. • Si)t!%ul n!!)it&$ d! a)!%!n!a di)po#iti'! ar! pot /i /i! +at!ria$ /i! *n&r&torul )au a%+!l!$ ar! )& poat& *ntr!rup! )au %odi/ia *n&rar!a *n on/or%itat! u un )!t d! r!,uli. "n %od )i%ilar$ d!)&r&r!a +at!ri!i poat! /i ontrolat& dir!t d! +at!ria )au d! )i)t!%ul d! ,!)tionar! a iruitului *n apliați!. Au%ulatorul Int!li,!nt ar! n!'oi!$ d! a)!%!n!a$ un *n&r&tor int!li,!nt și )& poat& 'or+i a!!ași li%+&. "n&r&torul !)t! pro,ra%at )& r&)pund& la intr&ril! d! la +at!ri!$ p!ntru a opti%i#a pro/ilul d! *n&rar!$ *n&rar!a la rata %a5i%& pn& nd )! atin,! o t!%p!ratur& pr!)ta+ilit&$ apoi *n!tinir!a )au oprir!a *n&r&rii și )au pornir!a unui '!ntilator d! r&ir!$ a)t/!l *nt )& nu d!p&ș!a)& li%ita d! t!%p!ratur& și a)t/!l$ )& !'it! d!t!riorar!a p!r%an!nt& a +at!ri!i. Da& o d!t!riorar! *n i%p!danța int!rn& a +at!ri!i indi& /aptul & !)t! n!!)ar& r!ondi ționar!a *n&r&torului poat! /i d! a)!%!n!a$ pro,ra%at p!ntru a r!/or%a +at!ria prin )upun!r!a a!)tuia la %ai %ult! iluri d! *n&rar! 0 d!)&rar!Zadni8. D!oar!! +at!ria on țin! in/or%ații d!)pr! arat!ri)tiil! a!)t!ia ar! poat! /i itit d! &tr! *n&r&tor$ !)t! po)i+il )& )! on)truia)& *n&r&toar! uni'!r)al! ar! )! pot adapta *n %od auto%at pro/ilul d! *n&rar! la o rat& a o%po#iți!i (i%i! și a apait&ții$ att ti%p t a!)t!a r!)p!t& un %!)a: d! protool. E)t! n!'oi! d! un anal d! o%uniar! )!parat p!ntru a /ailita int!ra țiunil! *ntr! +at!ri! și *n&r&tor. Un !5!%plu /olo)it p!ntru apliații )i%pl! !)t! Si)t!%ul d! Mana,!%!nt Bu) 3SMBu)4$ ar! /a! part! din Si)t!%ul S%art Batt!r ar! !)t! utili#at *n prinipal *n apliații u on)u% r!du) d! !n!r,i!. Bat!riil! ar! )unt on/or%! u )tandardul SBS )unt nu%it! +at!rii int!li,!nt!. Totuși$ +at!riil! int!li,!nt! nu )! li%it!a#& la )i)t!%ul SMS și %ulți produ&tori au pu) *n apliar! propriil! )(!%! ar! poat! /i %ai )i%pl! )au %ai o%pl!5!$ *n /unți! d! !rinț!l! aplia ți!i.O r! șt!r! d! ;<= a durat!i d! 'iaț& a +at!ri!i a /o)t r!'!ndiat& d! utili#ar!a unor a)t/!l d! t!(nii. Sitemul de control automat A!)ta !)t! un !5!%plu d! )i)t!% d! ontrol auto%at *n ar! +at!ria o/!r& in/or%ații d!)pr! )tar!a )a r!al& *n&r&torului ar! o%par& )tar!a r!al& u onditia dorit& și ,!n!r!a#& un )!%nal d! !roar! ar! !)t! utili#at p!ntru a iniția a țiuni d! ontrol p!ntru a adu! )tar!a r!al& *n lini! u ondiția dorit&. S!%nal!l! d! ontrol /a part! dintr0o +ul& d! /!!d+aF ar! o/!r& o%p!n)ar! auto%at& p!ntru a %!nțin! +at!ria *n para%!tri d! /unționar! doriți. Ea nu ar! n!'oi! d! nii int!r'!nția utili#atorului. O anu%it& /or%& d! )i)t!% d! ontrol auto%at !)t! o part! !)!nțial& a tuturor BMS. Monitoriarea bateriei Așa u% 'or+!șt! u *n&r&torul$ +at!ria int!li,!nt& poat! 'or+i$ d! a)!%!n!a$ u utili#atorul )au u alt! )i)t!%! din ar! +at!ria poat! /i o part!. S!%nal!l! p! ar! l! /urni#!a#& pot ;; din @<



/i /olo)it! p!ntru a porni lu%inil! d! a'!rti#ar! )au p!ntru a in/or%a utili#atorul u pri'ir! la )tar!a +at!ri!i și t d! %ult )0a d!)&rat. Monitori#ar!a )t&rii +at!ri!i !)t! o part! !)!nțial& a tuturor )i)t!%!lor d! %ana,!%!nt al +at!ri!i. "n priula dintr! ur%&toar!l! dou& !5!%pl!$ a țiunil! d! ontrol )unt %anual!$ in,in!rul d! *ntr!țin!r! )ta+il!șt! ori! d!/ii!nț&. "n al doil!a !5!%plu +at!ria !)t! part! dintr0un )i)t!% auto%at d! ontrol /or%at din int!ron!tar! +a#at& p! /!!d+aF0ul %ai %ultor +ul! ar! ontrol!a#& +at!ria *n )in! și rolul )&u a part! a )i)t!%ului ,lo+al d! %ana,!%!nt al !n!r,i!i '!(iulului. 'oer 'lant BMS C!rinț!l! d! %ana,!%!nt al! +at!ri!i )unt d!)tul d! di/!rit! p!ntru in)tala țiil! )tand0+ și d! put!r! d! ur,!nț&. Au%ulatorii pot /i inati'i p!ntru p!rioad! lun,i o%pl!tat! d! o *n&rar! ușoar& din ti%p *n ti%p$ )au a *n in)talațiil! d! t!l!o%uniații pot /i p&)trat! p! *n&rar! ontinu& p!ntru a l! %!n țin! o%pl!t *n&rat *n ori! %o%!nt. Prin natura lor$ a)t/!l d! in)tala ții tr!+ui! )& /i! di)poni+il! p!ntru utili#ar! *n ori! %o%!nt. O r!)pon)a+ilitat! !)!nțial& a ,!)tion&rii a!)tor in)talații !)t! d! a unoașt! )tar!a +at!ri!i și da& a!)ta poat! /i in'oat& p!ntru a )u) țin! )arina *n ti%pul un!i &d!ri d! t!n)iun!. P!ntru a!a)ta !)t! 'ital )& )! unoa)& SOH și SOC a +at!ri!i. "n a#ul +at!riilor plu%+0aid SOC a !lul!lor indi'idual! poat! /i d!t!r%inat& prin utili#ar!a unui (idro%!tru p!ntru a %&)ura ,r!utat!a )p!i/i& a !l!trolitului *n !lul!. "n %od tradițional$ )in,ura %odalitat! d! d!t!r%inar! a SOH a /o)t t!)tar! d!)&rarii$ ar! *n)!a%n& d!)&rar!a o%pl!t& a +at!ri!i și %&)urar!a r!#ultat!lor a!)t!ia. A)t/!l d! t!)t! )unt /oart! ino%od!. P!ntru o in)talați! %ar! ar put!a dura opt or! p!ntru d!)&rar!a +at!ri!i și alt! tr!i #il! p!ntru a r!*n&ra. "n a!)t ti%p in)talația ar /i /&r& put!r!$ u !5!pția a#ului a /o)t /urni#at& o +at!ri! d! +aF0up. Modul %od!rn d! a %&)ura SOH un!i +at!rii !)t! d! a t!)ta i%p!dan ța )au ondutan ța. S0a on)tatat & i%p!danța un!i !lul& d! ar! o or!lați! in'!r)& u SOC și ondutan ța /iind r!ipro& i%p!danț!i ar! o or!lați! dir!t& u SOH a !lul!i. A%+!l! a!)t! t!)t! pot /i !/!tuat! /&r& d!)&rar!a +at!ri!i$ dar și %ai +in! aparatul d! %onitori#ar! poat! r&%n! *n 'i,oar! o/!rind o p!r%an!nt& %&)urar! *n lini!. A!)t luru p!r%it! in,in!rului d! p!ntru )& ai+& o !'aluar! pn& la o anu%it& dat& a )t&rii +at!ri!i$ a)t/!l *nt ori! d!t!riorar! a p!r/or%anț!i !lul!lor )& poat& /i d!t!tat& și )& poat& /i luat! ațiuni d! *ntr!țin!r! ad!'at!. Automotive BMS Mana,!%!ntul +at!ri!i d! auto%o+il !)t! %ult %ai a%+ițio) d!t !l! dou& !5!%pl! ant!rioar!. A!)ta tr!+ui! )& int!r/!r!#! u un nu%&r d! alt! )i)t!%! d! p! auto%o+il$ tr!+ui! )& lur!#! *n ti%p r!al$ *n ar! )! )(i%+& rapid ondi țiil! d! *n&rar! și d!)&rar!$ dup& u% auto%o+ilul a!l!r!a#& și /rn!a#&$ și tr!+ui! )& lur!#! *ntr0un %!diu dur și n!ontrolat. A!)t !5!%plu d!)ri! un )i)t!% o%pl!5 a o ilu)trar! a !!a ! !)t! po)i+il$ dar nu toat! !r!ril! 'or n!!)ita toat! /unțiil! pr!#!ntat! aii. unțiil! unui BMS potri'it p!ntru un '!(iul !l!tri (i+rid )unt dup& u% ur%!a#&2 • Monitori#ar!a ondițiilor !lul!lor indi'idual! ar! al&tui!) +at!ria • M!nțin!r!a tuturor !lul!or! *n li%it!l! lor d! /unționar! • Prot!:ar!a !lul!lor din a/ara ondițiilor d! tol!ranț& A)i,urar!a unui %!ani)% d! ail Sa/! *n a# d! ondi ții n!ontrolat!$ pi!rd!r!a • o%uniațiilor )au a+u# • I#olar!a +at!ria *n a# d! ur,!nț& • Co%p!n)ar!a p!ntru ori! d!#!(ili+r! a para%!trilor !lul!lor *n adrul lanțului d! +at!ri! • Sta+ilir!a puntului d! /unționar! a +at!ri!i$ p!ntru a p!r%it! *n&r&ri la /rnar!a r!,!n!rati'& /&r& )upra*n&rar!a +at!ri!i • urni#ar!a d! in/or%ații u pri'ir! la )tar!a d! *n&rar! 3SOC4 a +at!ri!i. A!a)t& /un ți! !)t! ad!)!a %!nționat& a indiatorul ni'!lului d! o%+u)ti+il )au  Ga# Gau,!  • urni#ar!a d! in/or%ații u pri'ir! la )tar!a d! )&n&tat! 3SOH4 a +at!ri!i. A!a)t& %&)ur&toar! o/!r& o indiați! a )t&rii un!i +at!ri! /olo)it! o%parati' u o +at!ri! nou&. • urni#ar!a d! in/or%atii p!ntru di)pla0ul ondu&torului auto și alar%! ; din @<



Pr!#i!r!a unui parur) %!diu *n&rar!a r&%a)& *n +at!ri! 3Nu%ai VE n!!)ita a!)t luru4 A!ptar!a și pun!r! *n apliar! a in)truțiunilor d! ontrol d! la )i)t!%!l! )i%ilar! d! p! • '!(iul • A)i,urar!a al,orit%ului opti% d! *n&rar! p!ntru *n&rar!a !lul!lor urni#ar!a d! pr!0*n&rar! p!ntru a p!r%it! t!)tar!a un!i i%p!dan ț! )&#ut! *naint! pornir! • și dou& !tap! d! *n&rar! p!ntru a li%ita ur!nții d! pornir! • A)i,urar!a %i:loa!lor d! a!) p!ntru *n&rar!a !lul!lor indi'idual! • R&)pun)ul la )(i%+&ri *n %odul d! op!rar! a '!(iulului • "nr!,i)trar!a utili#&rii +at!ri!i și )upra)oliit&rilor. 3r!'!nta$ a%ploar!a și durata din ondiții d! tol!ranț&4 uno)ut& )u+ nu%!l! d! /unți! LOG BOO • Mod d! *n&rar! d! ur,!nța %ai l!nt$ *n a# d! d!/!tar! a !lul!lor. "n )i)t!%!l! prati!$ BMS poat! *norpora a)t/!l %ai %ult! /unții p! auto%o+il! d!t pur și )i%plu ,!)tionar!a a +at!ri!i. S! poat! d!t!r%ina %odul d! op!rar! dorit al '!(iulului$ indi/!r!nt da& a!)ta !)t! a!l!rar!$ /rnar!$ ralanti )au oprit și pun!r!a *n apliar! a a țiunilor !l!tri! a)oiat! u ,!)tionar!a !n!r,i!i. 'rotecția celulelei Una din prinipal!l! /unții al! Si)t!%ului d! Mana,!%!nt al Bat!ri!i !)t! d! a o/!ri %onitori#ar!a și ontrolul n!!)ar prot!:&rii !lul!lor *n a#ul i!șirii din tol!ranț& )au din ondițiil! d! /unționar!. A!)t luru !)t! d! o i%portanț& d!o)!+it& *n aplia ții auto$ din au#a %!diului d! luru dur. Așa u% prot!:!a#& indi'idual !lu!l!$ )i)t!%ul tr!+ui! )& /i! proi!tat p!ntru a r&)pund! la ondițiil! d! !roar! !5t!rn! prin i#olar!a +at!ria$ pr!u% și a+ordar!a au#!i d!/!țiunii. D! !5!%plu '!ntilatoar!l! d! r&ir! pot /i pornit! *n a#ul *n ar! +at!ria )! )upra*n&l#! șt!. Da& )upra*n&l#ir!a d!'in! !5!)i'& atuni +at!ria poat! /i d!on!tat&. Stadiul de ncărcare al bateriei (S;C) D!t!r%inar! a )tadiului d! *n&rar! 3SOC4 a +at!ri!i !)t! a doua /un ți! %a:or& a BMS. E)t! n!!)ar SOC nu doar p!ntru /urni#ar!a indiați!i indiatorului ni'!lului d! o%+u)ti+il. BMS %onitori#!a#& și alul!a#& SOC a /i!&r!i !lul! *n +at!ri! p!ntru a '!ri/ia *n&rar!a uni/or%& *n toat! !lul!l! și p!ntru a '!ri/ia a !lul!l! )& nu /i! )upra)oliitat!. Indiația SOC !)t! d! a)!%!n!a utili#at& p!ntru a d!t!r%ina )/r șitul ilurilor d! *n&rar! și d!)&rar!. Supra*n&rar!a și )uprad!)&rar!a )unt dou& dintr! au#!l! prinipal! al! d!/!t&rii +at!ri!i și BMS tr!+ui! )& %!nțin& !lul!l! *n li%it!l! d! op!rar! dorit!. Bat!rii d! p! '!(iul!l! (i+rid! n!!)it& att apait&ți ridiat! d! *n&rar! la /rnar!a r!,!n!rati'& t și apa+ilit&ți d! d!)&rar! %ari p!ntru pornir! )au a!l!rar!. Din a!)t %oti'$ +at!riil! a!)tora tr!+ui! )& /i! %!nținut& la un SOC ar! )& poat& /urni#& put!r!a n!!)ar&$ dar *n& )& %ai ai+& )u/ii!nt )pațiu *n&rar!a la /rnar!a r!,!n!rati'&$ /&r& a ri)a )upra*n&rar!a !lul!lor. P!ntru a *n&ra o%pl!t au%ulatorul HEV *n )opul %!nțin!rii *n !(ili+raru a !lul!lor tr!+ui! di%inuat& apaitat!a d! a!ptar! *n&rar! p!ntru /rnar!a r!,!n!rati'& și prin ur%ar! !/ii!n ț& d! /rnar!. Li%ita in/!rioar& !)t! )ta+ilit& p!ntru a opti%i#a !ono%ia d! o%+u)ti+il și$ d! a)!%!n!a$ p!ntru a pr!'!ni )uprad!)&rar!a ar! ar put!a )urta durata d! 'ia ț& a +at!ri!i. Prin ur%ar!$ !)t! n!'oi! d! in/or%ații !5at! SOC p!ntru HEV p!ntru a %!n țin! +at!ria )& /un țion!a#! *n ondițiil! d! li%it! )i,uranț& n!!)ar!. Gama de %uncționare a bateriei H<* •

;@ din @<



+igura 20. 0tarea de /ncărcare a bateriei

Sitemul de mana$ement al bateriei Dia,ra%a d! %ai :o) !)t! o r!pr!#!ntar! on!ptual& a /un țiilor pri%ar! a BMS . A!a)ta pr!#int& tr!i piloni prinipali BM $ Unitat!a d! Monitori#ar! a +at!ri!i 3 BMU 4$ unitat!a d! ontrol a +at!ri!i 3 BCU 4 și r!ț!aua d! o%uniații d! '!(iul! d! CAN și %odul *n ar! a!)t!a int!r/!r!a#& u r!)tul )i)t!%!lor d! ,!)tionar! a !n!r,i!i d! p! '!(iul!. "n prati& BMS poat! /i $ d! a)!%!n!a$ uplat la alt! )i)t!%! al! '!(iulului ar! o%uni& u BMS prin %a,i)trala CAN 3 a )! '!d!a %ai :o)4$ u% ar /i )i)t!%ul d! %ana,!%!nt t!r%i )au la di)po#iti'! anti /urt ar! d!#ati'!a#& +at!ria.

+igura 25. 0istemul de management al bateriei

; din @<



nitatea de monitoriare a bateriei Unitat!a d! %onitori#ar! a +at!ri!i !)t! o unitat! d! %iropro!)or a'nd *norporat! tr!i /unții )au )u+0%odul!. A!)t! )u+0%odul! nu )unt )!parat! *n %od n!!)ar *n unit& ți /i#i!$ dar )unt pr!#!ntat! )!parat aii p!ntru laritat!. Modelul de baterie Mod!lul d! +at!ri! arat!ri#!a#& *ntr0un al,orit% )o/t?ar! o%porta%!ntul +at!ri!i a r&)pun) la di/!rit! ondiții !5t!rn! și int!rn!. Mod!lul poat! /olo)i apoi a!)t! intr&ri p!ntru a !)ti%a )tar!a +at!ri!i *n ori! %o%!nt *n ti%p. O /unți! !)!nțial& a %od!lului +at!ri!i !)t! d! a alula SOC a +at!ri!i p!ntru /unțiil! %!nționat! %ai )u). SOC !)t! d!t!r%inat& *n prinipal prin int!,rar!a /lu5ului d! ur!nt *n ti%p$ %odi/iat& p!ntru a țin! ont d! nu%!roșii /atori ar! a/!t!a#& p!r/or%anța !lul!lor$ apoi )&d!r!a r!#ultatului din 'aloar!) uno)ut& a apait& ții +at!ri!i *n&rat! o%pl!t. Mod!lul +at!ri!i poat! /i /olo)it p!ntru a '& on!ta ant!!d!nt!l! *n )opuri d! *ntr!țin!r! )au p!ntru a antiipa ți Filo%!tri '!(iulul poat! rula *naint! a +at!ria )& n!!)it! r!*n&rar!. M!dia r&%a)&$ p! +a#a %od!l!lor d! ondu!r! )au d! utili#ar! r!!nt!$ )! alul!a#& d! la SOC ur!nt& și !n!r,ia on)u%at& și di)tanța aop!rit& d! la *n&rar!a. Di)tan ța parur)& !)t! d!ri'at& din dat!l! /urni#at! d! alți )!n#ori p! %a,i)trala CAN. Pr!i#ia d! alul a int!r'alului !)t! %ai i%portant p!ntru EV a &ror )ur)& d! !n!r,i! !)t! doar +at!ria. HEV și +iil!t!l! !l!tri! au o alt!rnati'& G!t ou (o%!. Pro+l!%a d! a pi!rd! toat& put!r!a nd o )in,ur& !lul& nu /un țion!a#& poat! /i *nl&turat& u pr! țul ad&u,&rii a patru ontatori %ai )u%pi ar! )& *%part& *n %od !/ii!nt au%ulatorul *n dou& unit&ți )!parat!. Da& o !lul& !)t! p! al! )& )! d!/!t!#!$ ontatoar!l! pot i#ola și ooli :u%&tat!a +at!ri!i ar! on țin! !lula d!/!t& și p!r%it! '!(iulului )& a:un,& aa)& la :u%&tat! d! put!r! /olo)ind !alalt& 3+un4 :u%&tat! 3+un&4 a +at!ri!i. I!șiril! d! la %od!l )unt tri%i)! la a/ișa#ul '!(iulului$ d! a)!%!n!a$ /olo)ind %a,i)trala CAN. Multiple+area P!ntru a r!du! o)turil!$ *n lo d! %onitori#ar!a /i!&r!i !lul! *n paral!l$ Unitat!a d! %onitori#ar! a +at!ri!i *norpor!a#& o ar(it!tur& d! %ultipl!5ar! ar! o%ut& t!n)iun!a d! la /i!ar! !lula 3 p!r!(i d! intrar!4$ la o )in,ur& lini! d! i!șir! analo,i& )au di,ital&. R!du!r!a o)turilor )! poat! r!ali#a prin r!du!r!a nu%&rului d! o%!n#i analo,i! și 6 )au iruit! d! !șantionar! di,ital! și $ prin ur%ar!$ nu%&rul o%pon!nt!lor la %ini%u% . D!#a'anta:!l! )unt & doar t!n)iun!a un!i )in,ur! !lul! poat! /i %onitori#at& la un %o%!nt dat. Un %!ani)% d! o%utar! d! %ar! 'it!#& !)t! n!!)ar p!ntru a o%uta linia d! i! șir! a /i!&r!i !lul!$ a)t/!l *nt toat! !lul!l! )& poat& /i %onitori#at! )!'!nțial. BMU pr!'!d!$ d! a)!%!n!a intr&ril! p!ntru !)ti%ar!a SOH a +at!ri!i$ u toat! a!)t!a$ d!oar!! SOH )(i%+& nu%ai tr!ptat p! durata d! 'ia ț& a +at!ri!i )unt n!!)ar! pro+! nu /oart! /r!'!nt!. "n /unți! d! %!toda utili#at& p!ntru a d!t!r%ina SOH$ int!r'al!l! d! !șantionar! pot /i la o dat& p! #i. M&)ur&toril! i%p!danț!i$ d! !5!%plu$ ar put!a /i (iar luat! nu%ai *n p!rioad!l! nd '!(iulul nu !)t! utili#at. Cilu d! nu%&rar!$ d!)i,ur$ poat! a'!a lo nu%ai atuni nd '!(iulul !)t! *n /unțiun!.

; din @<



+igura 1-. 'ultiple1are

Cererea au Modulul 'eronal Modulul d! !r!r! !)t! )i%ilar *n anu%it! pri'inț! u %od!lul +at!ri!i prin a!!a & onțin! un %od!l d! r!/!rinț& u toat! tol!ranț!l! și li%it!l! r!l!'ant! p!ntru di/!riții para%!tri %onitori#ați d! Mod!lul +at!ri!i. Modulul C!r!r! ar!$ d! a)!%!n!a$ in)truțiuni d! %a,i)tral& d! o%uniar!$ u% ar /i o%!n#i d! la BMS p!ntru a a!pta o *n&rar! la /rnar!a r!,!n!rati'& )au d! la al ți )!n#ori d! p! '!(iul$ u% ar /i di)po#iti'! d! )i,uranta )au dir!t d! ondu&torul '!(iulului. A!a)t& unitat! !)t!$ d! a)!%!n!a$ utili#at& p!ntru a )!ta și a %onitori#a para%!tri d! op!rar! '!(iulului. A!)t %odul !)t! un!ori nu%it %odulul d! p!r)onalitat!$ d!oar!! inlud! pr!'!d!ri p!ntru pro,ra%ar! *n )i)t!%$ toat! !rinț!l! p!r)onali#at! ar! pot /i )p!i/i! p!ntru !r!r!a li!ntului. D! !5!%plu$ produ&torul d! !lul! 'a r!o%anda o li%it& d! t!%p!ratur& la ar!$ din %oti'! d! )i,uranț& a +at!ri!i tr!+ui! )& /i! d!on!tat auto%at. Cu toat! a!)t!a$ on)trutorul auto poat! )ta+ili dou& li%it! in/!rioar!$ unul la ar! )& porn!a)& /orțat r&ir!a și altul ar! )& aprind& o lu%ina d! a'!rti#ar! p! ta+loul d! +ord al șo/!rului. P!ntru apliații HEV$ Modulul P!r)onalitat! o%uni& u unitat!a d! ontrol !l!troni al %otorului 3ECU4 prin %a,i)trala CAN. E)t! pr!'&#ut *n a!)t %odul )ta+ilir!a )i)t!%ul dorit d! /unționar! a int!r'alul SOC și para%!trii p!ntru ontrolul *%p&rțirii put!rii *ntr! unitat!a !l!tri& și %otorul u ard!r! int!rn&. Modulul C!r!r! onțin!$ d! a)!%!n!a$ un +lo d! %!%ori! p!ntru a d! țin! toat! dat!l! d! r!/!rinț& și p!ntru au%ular!a dat!lor i)toriului utili#at! p!ntru %onitori#ar!a SOH +at!ri!i. Dat! p!ntru a a/ișa SOH )au p!ntru porni lu%inil! d! a'!rti#ar! pot /i /urni#at! la %odulul in)tru%!nt! al! '!(iulului prin %a,i)trala CAN. I!șiril! d! la Modulul d! C!r!r! o/!r& punt!l! d! r!/!rinț& p!ntru )ta+ilir!a ondițiilor d! /unționar! al! +at!ri!i )au d!lanșar!a a țiunii iruit!lor d! prot!ți!. Modulul "eciie o$ică Modulul D!i#i! Lo,i& o%par& )tar!a para%!trilor %&)urați )au alula ți ai +at!ri!i d! la Mod!lul Bat!ri!i u r!#ultatul dorit )au d! r!/!rinț& din Modulul D!%and. Ciruit!l! lo,i! apoi o/!r& %!)a:! d! !roar! p!ntru a iniția ațiuni d! prot!ți! a !lul!lor )au p!ntru a /i utili#at! *n di/!rit! +ul! /!!d+aF a BMS$ ar! ondu! )i)t!%ul la puntul )&u d! op!rar! dorit )au i#ol!a#& +at!ria *n a#ul unor ondiții n!)i,ur!. A!)t! %!)a:! d! !roar! /urni#!a#& )!%nal!l! d! intrar! p!ntru unitat!a d! ontrol a +at!ri!i. Sitemul de comunicații < din @<



BMS ar! n!'oi! d! un anal d! o%uniar! p!ntru tr!!r!a )!%nal!lor *ntr! di/!rit!l! +louri int!rn! d! iruit /unțional!. Tr!+ui!$ d! a)!%!n!a o%uniar!a u %ai %ult! )i)t!%! !5t!rn! al! '!(iulului p!ntru o%anda )au %onitori#ar!a d! la di)tanț& a !l!%!nt! d! a ționar! a )!n#ori$ di)pla0uri$ d! +loar! d! )i,uranț& și alt! /unții. Prin ur%ar!$ BMS /olo)!șt! %a,i)trala CAN ar! a /o)t proi!tat& *n a!)t )op a și anal )&u prinipal d! o%uniar!. nitatea de control a bateriei Unitat!a d! ontrol a +at!ri!i onțin! toat! iruit!l! !l!troni! BMS d! put!r!. E)t! n!'oi! d! )!%nal! d! ontrol d! la unitat!a d! %onitori#ar! a +at!ri!i p!ntru a ontrola pro!)ul d! *n&rar! a +at!ri!i și p!ntru a o%uta on!5iunil! !l!tri! la !lul! indi'idual!. Un!l! dintr! po)i+il!l! /unții al! a!)tui aparat )unt2 • Controlul t!n)iunii și pro/ilului ur!ntui d! i!șir! din *n&r&tor *n ti%pul pro!)ului d! *n&rar!. • A)i,urar!a %a5i%& a *n&r&rii !lul!lor indi'idual! p!ntru a !,ali#a *n&rar!a p! toat! !lul!l! din lanțul +at!ri!i. I#olar!a +at!ria *n ondiții d! a'ari! )au d! alar%& • • Co%utar!a *n&r&rii la /rnar! r!,!n!rati'& *n +at!ri! dup& u% !)t! n!!)ar • Oprir!a *n&r&rii !5!)i'! la /rnar! r!,!n!rati'& atuni nd +at!ria !)t! o%pl!t *n&rat& R&)pun)ul la )(i%+&ri *n %odul d! op!rar! a '!(iulului. • P!ntru a o/!ri a!)t! /unții$ /i!ar! !lul& din +at!ri! poat! )oliita o%utatoar! d! ur!n ți %ari o)ti)itoar! ar! p!r%it! )(i%+ar!a 9<< a%p!ri )au %ai %ult p!ntru a a)i,ura int!ron!5iunil! n!!)ar!. Controlul Binar și Controlul 'ro$reiv "n /or%a )a !a %ai )i%pl&$ BMS pri'id!) o r&)pun) +inar ON 6 O la un d!/!t )au la d!p&șir!a un!i ondiții d! tol!ranț&$ u% ar /i o )upra*n&rar!$ i#olnd +at!ria o%pl!t prin d!)(id!r!a prinipal!lor ontatoar!. Controlul pro,r!)i' )au 'aria+il poat! /i totuși /urni#at *n a#ul un!i )upra)arini prin utili#ar!a CAN 0Bu) p!ntru a utili#a %ai puțin +at!ria.
imp Home Mode D!și +at!riil! )unt on!put! p!ntru a /i lip)it! d! pro+l!%! p!ntru  )au %ai %ulți ani$ !5i)t& *ntotd!auna po)i+ilitat!a a +at!ria )& poat& /i a/!tat& d! d!/!tar!a un!i )in,ur! !lul!. "n a#ul *n ar! o !lul& )! )urtiruit!a#&$ +at!ria !)t! *n !)!nț& %oart&. Cu toat! a!)t!a BMS !)t! on!put p!ntru a %onitori#a )tar!a /i!&r!i !lul! și așa loația !lul!i d!/!t! 'a /i id!nti/iat& auto%at. Nu !)t! ,r!u )& *%part& +at!ria *n dou& )!țiuni *n )!ri!$ /i!ar! dintr! a!)t!a putnd /i oolit *n %od ind!p!nd!nt prin d!on!tar!a )!țiunii +at!ri!i ar! onțin! !lula d!/!t& și o l!,&tur& d! o%utar! ondutoar! *n loul )&u. A!)t luru 'a p!r%it! '!(iulului p!ntru )& a:un,& la do%iiliu )au la !l %ai apropiat r!/u,iu u :u%&tat! d! put!r!$ /olo)ind )!țiun!a +un& a +at!ri!i. Si)t!%ul 'a a'!a n!'oi! d! dou& ontatoar! d! %ar! put!r! %ai )u%p! p!ntru pun!r!a *n apliar! a a!)t!i /unții$ dar a!a)t& in'!)tiți! ar put!a /i +in! :u)ti/iat& atuni nd alt!rnati'a ar put!a /i o d!/!tar! o)ti)itoar! și p!riuloa)& p! auto)trad&. mbunătățiri ale itemului BMS pot /i d! a)!%!n!a$ o+li,at! )& /urni#!#! di/!rit! /unții ar! nu )unt *n %od n!!)ar !)!n țial! p!ntru ,!)tionar!a +at!ri!i . A!)t!a pot inlud! %onitori#ar!a d! la di)tan ț& a +at!ri!i d! la )!diul /lot!i și a!a)ta poat! inlud!$ d! a)!%!n!a loația GPS a '!(iulului . Condu&torul auto poat! /i $ 1 din @<



prin ur%ar!$ a'!rti#at *n a#ul *n ar! '!(iulul ar! +at!ria d!)&rat& )au da& !)t! pr!a d!part! d! o )tați! d! *n&rar!. Din /!riir!$ nu toat! apliațiil! BMS )unt la /!l d! o%pl!5! a a!)ta. mplementări 'ractice ale BMS E5i)t& %ult! %odalit&ți d! i%pl!%!ntar! a )i)t!%ului d! %ana,!%!nt a +at!ri!i și dou& !5!%pl! di/!rit! p!ntru o +at!ri! d! 9; d! 'olți /or%at din < d! !lul! litiu0/i!r0/o)/at )unt pr!#!ntat! %ai :o). Maetru și clavi Ma!)trul și )la'ii$ topolo,ia )t!a$ or,ani#!a#& !lul!l! *n +louri )au %odul! u un )la' ,!)tionnd /i!ar! %odul. "n !5!%plul pr!#!ntat$ !lul!l! 1 J $9 'olți )unt di)tri+uit! *n %odul! /i!ar! u o t!n)iun! d! i!șir! d! ;1$9 'ol ți$ dar alt! di%!n)iuni d! %odul! și t!n)iuni )unt po)i+il!. Sla'ii 0 i!ar! !lul& ar! un )!n#or d! t!%p!ratur&$ pr!u% și on!5iuni p!ntru a %&)ura • t!n)iun!a$ toat! /iind on!tat! la )la'ul ar! %onitori#!a#& )tar!a !lul!i și i%pl!%!nt!a#& !(ili+rar!a !lul!lor. • Ma)t!r > %ai %ulți )la'i pot /i on!tați la %a)t!r ar! %onitori#!a#& ur!ntul și int!,r!a#& d!0a lun,ul ti%pului p!ntru a alula /lu5ul Coulo%+ n!t și a!)t luru !)t! %odi/iat$ /olo)ind t!n)iun!a și t!%p!ratura dat! d! )la'i p!ntru a alula SOC a +at!ri!i. Ma!)trul ontrol!a#& ontatorul d! i#olar! al +at!ri!i prinipal! inițiind prot!ția +at!ri!i$ a r&)pun) la dat!l! d! la )!n#orul d! ur!nt prinipal )au dat!l! d! t!n)iun! și d! t!%p!ratur& d! la )la'!).Ma!)trul pr!'!d!$ d! a)!%!n!a o%uni&ril! d! )i)t!%.

+igura 1.

A!a)t& on/i,urați! ar! a'anta:!l! p! ar! nu ar! n!'oi! d! iruit! i%pri%at! l!,at! d! !lul! indi'idual! și +at!riil! d! *nalt& t!n)iun! pot /i ao%odat! prin ad&u,ar!a d! %ai %ult! %odul! și ur!ntul prinipal al +at!ri!i poat! )& nu tr!a& prin )la'i$ a!)t luru putnd /i utili#at p!ntru +at!rii d! ur!nt %ar!. Pro!)ar!a )!%nalului !)t! *%p&rțit& *ntr! %a!)tru și )la'i )i%pli/ind ,!)tionar!a )arinii d! pr!lurar! a in/or%ațiilor. 9 din @<



D!#a'anta:! )unt o%uniațiil! *ntr! )!n#ori și )la'ii ar! )unt *n /or%& analo,&$ și$ a)t/!l$ )!n)i+il! la #,o%ot$ pr!u% și nu%&rul /oart! %ar! d! /ir! al! )!n#orilor$ patru p!r !lul&$ ar! )unt n!!)ar!. Con!5iuni opto0 i#olat! *ntr! )la'ii și %a)t!r )unt n!!)ar!$ d!oar!! t!n)iun!a p! )la'i ar /i alt/!l pro,r!)i' %ai %ar!$ pn& la t!n)iun!a o%pl!t& a +at!ri!i$ iar on!5iunil! )unt luat! din alt! !tap! al! lanțului d! !lul!. BMS "ai8 Chain Lanțul Dai)$ topolo,ia d! in!l$ /olo)!)t! un )i%plu )la' %i i%pri%at p! plaa d! iruit on!tat la /i!ar! !lul& p!ntru a )! adapta t!n)iun!a și t!%p!ratura )!n#ori u un on'!rtor d! la A la D$ pr!u% și un o%utator +0pa)) d! ur!nt p!ntru a p!r%it! !(ili+rar!a !lul!lor prin %an!'rar!a d! *n&r&rii și un o%uniații d! !%i)i! > r!!pți! u i#ola ții apaiti! on)truit! p!ntru pri%ir!a și tran)%it!r!a dat!lor *n /or%at di,ital. Sla'ul ia put!r!a d! la !lul&$ a!a)ta /iind %onitori#at& și o )in,ur& %a,i)tral& d! dat! RS ; on!t!a#& tr!i noduri d! la to ți )la'ii %a!)trului ar! %onitori#!a#& /i!ar! nod la rndul )&u și )oliit& o atuali#ar! a ondi țiilor !lul!lor. Sla'ul nu !/!tu!#& ori! pr!lurar! a )!%nalului$ *n a/ar& d! on'!r)ia d! la A la D$ a!a)ta !)t! tot !/!tuat& d! &tr! %a!)tru *%pr!un& u toat! %onitori#&ril!$ prot! ția și /unțiil! d! o%uniar! a *n !5!%plul d! %ai )u).

+igura 1/.

Prinipal!l! a'anta:! al! a!)t!i topolo,ii )unt un d!)i,n și on)truți! )i%pl! și pot!n țialul )&u p!ntru /ia+ilitat! %ai %ar! *ntr0un %!diu d! auto%o+il! . D!#a'anta:!l! )unt nu%&rul %ar! d! iruit! %ini 0 )la'! i%pri%at! ar! )unt n!!)ar! și di/iultat!a d! %ontar!a a!)tora p! anu%it! tipuri d! !lul!. "n plu)$ o%andantul ar! o )arin& d! pro!)ar! %ai %ar!.

 din @<



Capitolul ;. Sta+ilir!a para%!trilor di%!n)ionali ai auto%o+ilului )i anali#a optiunilor d! a%pla)ar! a +at!ri!i p! auto%o+il Para%!trii auto%o+il!lor )unt /atorii d! +a#a ar! d!/in!) alitatil! a!)tora$ p!ntru a on)tata daa !l! or!)pund !rint!lor i%pu)! d! !5ploatar!$ pr!u% )i p!ntru a o%para un auto%o+il dat u altul. Prinipalii para%!tri ai auto%o+il!lor )unt arat!ri)tiil! on)truti'! )i alitatil! t!(ni! d! !5ploatar!.Prinipalii para%!tri on)truti'i ai auto%o+ilului )unt2 arat!ri)tiil! di%!n)ional!$ %a)a )i %odul d! r!parti#ar! a a!)t!ia p! punti. "imeniunile de $abarit > )unt di%!n)iunil! li%ita al! auto%o+ilului$ adia !l! %ai %ari di%!n)iuni pri'ind lun,i%!a L$ lati%!a l )i inalti%!a H. Ampatamentul > !)t! di)tanta dintr! planuril! '!rtial! ar! tr! prin a5!l! rotilor din /ata )i din )pat! )ituat! d! a!!a)i part! a auto%o+ilului. !)t! di)tanta dintr! planuril! d! )i%!tri! al! pn!urilor puntii$ %a)urata in planul d! ontat u dru%ul. La puntil! u roti du+l!$ !arta%!ntul !)t! di)tanta dintr! planuril! '!rtial! %!dian! al! rotilor du+l!. Conolele = %ata i pate > r!pr!#inta di)tant!l! d! la punt!l! !5tr!%! din /ata$ r!)p!ti' din )pat! al! auto%o+ilului pana la planul '!rtial ar! tr!! prin !ntrul rotilor din /ata )au )pat!. Garda la ol > r!pr!#inta di)tanta %ini%a dintr! puntul !l %ai d! :o) al )a)iului auto%o+ilului )i )upra/ata dru%ului. Maa totala a automobilului Maa proprie > poat! /i$ in /unti! d! )tar!a auto%o+ilului$ %a)a propri! a auto%o+ilului u)at ar! r!pr!#inta %a)a auto%o+ilului n!ali%!ntat$ a'and toat! !(ipa%!nt!l! )i a!)oriil! n!!)ar! /utionarii )au %a)a propri! a auto%o+ilului in )tar! d! !5ploatar!$ ar! r!pr!#inta %a)a propri! a auto%o+ilului u)at la ar! )! %ai adau,a o%+u)ti+ilul 3!l putin <= din apaitat!a r!#!r'orului4 )i a,!ntul d! rair! al %otorului. Maa utila > r!pr!#inta )arina p!ntru ar! a /o)t on)truit auto%o+ilul )a o tran)port!. #epartiarea maei automobilului pe punti > )! poat! d!t!r%ina atat prin alul at )i p! al! !5p!ri%!ntala. Sarcina pe punte > !)t! part!a din %a)a auto%o+ilului ar! )! tran)%it! )upra/!t!i d! rular! prin rotil! puntii on)id!rat!. La autoa%ioan! )i auto+u#!$ und! in %od nor%al )! pr!'ad roti )i%pl! p! /ata )i roti du+l! la punt!a din )pat!$ inarar!a p! punt!a din /ata )! r!o%anda 3<$9;0<$4 )i 3<$@;0<$@<4 p! punt!a din )pat!. La autoturi)%!$ inararil! )! iau apro5i%ati' !,al!.

 din @<



+igura 13( 2arametri dimensionali ai automobilului 0avage ivale 340

Amplaarea bateriei pe autovehicul

; din @<



+igura 12. 5ispunerea pe automobil a bateriei de acumulatoare

Capitolul . unționar!a +at!ri!i p! auto'!(iul P!ntru auto%o+ilul Sa'a,! Ri'al! Roada(t GTS )0a (ot&rt utili#ar!a )i)t!%ului d! trațiun! paral!l (i+rid$ AKD$ u )oluți! d! trațiun! la)i& p! punt!a )pat! și t! un %otor !l!tri %ontat! *n +utuul roților punții /aț&. "n apitolul  a% d!#+&tut )oluții atual! d! +at!rii d! au%ulatoar!$ pr!u% și a'anta:!l! și d!#a'anta:!l! p! l! o/!r& /i!ar! dintr! a!)t!a. "n ur%a )tudiului !/!tuat a% (ot&rt a p! auto%o+il )a utili#&% o +at!ri! Litiu Ni(!l Man,an O5id d! Co+alt 3LiNiMnCoO94$ lund *n on)id!rar! n!!)it&țil! p! ar! l! i%pun! trațiun!a auto%o+ilului *n au#&. "n !l! ! ur%!a#&$ 'o% pr!#!nta /unționar!a +at!ri!i d! au%ulatoar! %ontat& p! un auto%o+il !(ipat u )i)t!% d! trațiun! paral!l (i+rid$ *n /unți! d! %odul d! r!,i%uril! d! /unționar! al! auto%o+ilului. Si)t!%! (i+rid! paral!l!$ ar! )unt !l %ai /r!'!nt produ)! *n pr!#!nt$ au *n o%pon!n ța lor att un %otor u ard!r! int!rn& 3 MAI4 t și un %otor !l!tri. "n a#ul *n ar! )unt unit! printr0un ar+or! *n paral!l$ 'it!#!l! a!)tui ar+or! tr!+ui! )& /i! id!nti! și upluril! /urni#at! )& /i! adau,at! *%pr!un&. Cnd nu%ai una dintr! !l! dou& )ur)! !)t! utili#at&$ !alalt& tr!+ui! )& )! rot!a)& *n ,ol$ )& /i! raordat! u un upla: unidir!țional$ )au a)!t&. La auto'!(iul!$ !l! dou& )ur)! pot /i apliat! a!luiași ar+or! d! !5!%plu$ u %otor !l!tri )ituat& *ntr! %otor și tran)%i)i! . Vit!#!l! )unt a)t/!l !,al! ad&u,nd și uplul$ u %otorul !l!tri da&u,nd )au r!dund din uplu *n /un ți! d! n!!)it&ți

 din @<



i,. . Schema de principiu a unui sistem de propulsie hibrid paralel

Si)t!%! (i+rid! paral!l! pot /i la)i/iat! *n /unți! d! t d! !(ili+rat! )unt di/!rit! porțiuni la tran)%it!r!a /orț!i %otri!. "n un!l! a#uri$ %otorul u ard!r! !)t! do%inant 3 %otorul !l!tri /unțion!a#& doar nd !)t! n!!)ar un i%pul)4 și 'i!'!r)a . Alt!l! pot rula doar u op!rar!a )i)t!%ului !l!tri . Dar$ p!ntru & )i)t!%!l! (i+rid! paral!l! atual! )unt *n %&)ur& )& *n %odul total !l!tri 3 MAI Y O 4$ a!)t!a )unt ad!)!a la)i/iat! a mild hybrids; D!oar!! )i)t!%!l! d! propul)i! (i+rid! paral!l! poat! utili#a o +at!ri! %ai %i&$ a!)t!a )! +a#!a#& %ai %ult p! /rnar! r!,!n!rati'& și %otorul u ard!r! int!rn& poat! a ționa$ d! a)!%!n!a$ a un ,!n!rator d! r!*n&rar! )upli%!ntar$ a!)t!a )unt %ai !/ii!nt! utili#nd )i)t!%ul )top0and0,o la irulația *n %!diul ur+an și la ondu!r!a *n oraș *n o%parați! u auto)trada. Moduril! d! /unționar! al! )i)t!%!lor d! propul)i! (i+rid! paral!l!

i,. @. Modurile de /uncț ionare ale sistemelor de propulsie hibride paralele

MAI !)t! oprit iar auto'!(iulul !)t! propul)at /olo)ind doar !n!r,ia )toat& *n +at!rii 'ornirea MAD MA pur> put!r!a n!!)ar& p!ntru tra-iun! !)t! a)i,urat& doar d! %otorul u ard!r! int!rn& 3+at!riil! nu pri%!) i nii nu li'r!a#& !n!r,i!4 @ din @<



Hibrid> put!r!a n!!)ar& p!ntru tra-iun! !)t! a)i,urat& att d! MAI t i d! %otorul !l!tri TracEiune cu MA Fi ncărcarea bateriilor> put!r!a /urni#at& d! MAI !)t! /olo)it& p!ntru propul)ar!a auto'!(iulului dar i p!ntru *n&rar!a +at!riilor #ecuperare de ener$ie la %r-nare> o part! din put!r!a n!!)ar& la /rnar! !)t! tran)/or%at& *n !n!r,i! !l!tri& u a:utorul unui ,!n!rator )au al un!i %aini !l!tri! r!'!r)i+il!. En!r,ia ,!n!rat& !)t! )toat& *n +at!rii )au *n alt )i)t!% d! )toar! a !n!r,!i ncărcarea bateriilor> put!r!a /urni#at& d! MAI !)t! /olo)it& nu%ai p!ntru *n&rar!a +at!riilor Hibrid Fi ncărcarea bateriilor> o part! din put!r!a /urni#at& d! MAI !)t! /olo)it& la tra-iun! inlu)i' prin ra%ura !l!tri& iar !alalt& part! !)t! /olo)it& la *n&rar!a +at!riilor. U%pl!r!a ,olului d! %o%!nt la )(i%+ar!a tr!pt!lor$ *n a#ul tran)%i)iilor auto%ati#at!. "n !l! ur%!a#& 'o% d!talia %odul d! /unționar! al pa(!tului d! +at!rii p! Sa'a,! Ri'al!2 "emara&ul automobilului n modul electric,uncționarea e+cluivă a motoarelor electrice Dup& pun!r!a ontatului$ da& ondu&torul auto apa)& p!dala d! a!l!ra ți!$ +at!ria 'a /urni#a !n!r,ia n!!)ar& pl!&rii d! p! lo a auto%o+ilului$ iar a!)ta *n!p! )& )! d!pla)!#! /iind propul)at d! !l! dou& %otoar! !l!tri! ar! )unt a%pla)at! *n +utuul ro ților pun ții /a ț&. "n a!)t %od EM1 )! 'a roti *n a!lași )!n) u d! rotați! al EM9$ iar %otorul t!r%i$ /iind oprit$ 'a i%o+ili#a tran)%i)ia.

i,. . 'emara,ul automobilului %n modul electric

Modul de aitență la tracțiune "n a!)t %od d! /unționar! auto%o+ilul !)t! propul)at (i+rid$ att u %otorul t!r%i$ *t și u !l! dou& %otoar! !l!tri!. A!)t %od )! r!/!r& !5lu)i'! la n!'oia ondu&torului auto%o+ilului d! un )urplu) d! put!r! și uplu p! o anu%it& por țiun!. Atuni nd p!dala d! a!l!rai! !)t! ap&)at& la %a5i% air toat! ondițiil! )unt *n!plinit! u pri'ir! la SoC a +at!riilor$ %otoar!l! !l!tri! o/!r& un )urplu) d! put!r! și uplu p!ntru a *%+un&t&ții )!%ni/iati' p!r/or%anț!l! ,rupului %otor0propul)or !5i)t!nt d]:^ p! '!(iul prin !(ipar! )!ri!. Mai %ult d!t att$ a!l!rația *n 'ira:! )! poat! r!ali#& /&r& a '!(iulul )& ai+& un arat!r )upra0'irator arat!ri)ti trațiunii p! punt!a din )pat!.

 din @<



i,. . Modul de asitenț- la tracț iune

,uncționarea n modul hibrid a automobilului "n %odul total (+rid$ '!(iulul 'a )!l!ta auto%at tipul d! !n!r,i! on)u%at dup& un al,orit% d! alul ! utili#!a#& )arina n!!)ar&$ r!#i)t!nț!l! la *naintar! și )tar!a d! *n&rar! a +at!riilor a %&ri%i d! intrar!. S! dor!șt! totuși o rular! nu%ai u %otoar!l! !l!tri! d!oar!! a!)t tip d! trațiun! !)t! %ai !/ii!nt. Cu toat! a!)t!$ ni'!lul d! *n&rar! a +at!riilor d! au%ulatoar! !)t! li%itat$ iar MAI poat! porni doar p!ntru *n&rar!a pa(!tului d! +at!rii. Da& para%!trul d! intrar! d! la șo/!r !)t! p!dala d! a!l!rați! ap&)at& 1<<=$ atuni att %otoar!l! !l!tri! t și !l t!r%i /or onlura p!ntru a o/!ri a!a)tp !n'oi! d! put!r! și uplu. D! a)!%!n!a$ p!ntru a on)!r'a )tar!a +at!ri!i d! au%ulatoar! prin *n&r&ri și d!)&r&ri r!p!tat!$ dup& o 'it!#& %ai %ar! d! 19< $ %otorul t!r%i intr& *n /unțiun! și !)t! )in,urul ar! o/!r& trațiun! '!(iulului.

i,. @<. 3uncț ionare %n mod hibrid

,r-narea cu re$enerare de ener$ie Atuni nd un auto%o+il /olo)!șt! /rn!l! u /r!ar! nor%al!$ toat& !n!r,ia in!ti& a auto%o+ilului !)t! tran)/!rat *n &ldur&$ a!a)ta pi!r#ndu0)! prin d!,a:ar!. "ntrut '!(iulul (i+rid 'a a'!a un %otor !l!tri *n /i!ar! roat& din /a ț&$ !5i)t& po)i+ilitat!a d! a utili#a d! /rnar!a r!,!n!rati'&. A!a)ta /unțion!a#& /olo)ind %otoar!l! !l!tri! a ,!n!ratoar! p!ntru a tran)/or%a !n!r,ia in!ti& a auto'!(iulului *n !n!r,i! !l!tri& ar! poat! /i )toat& *n +at!ria d! au%ulatoar!. D! o+i!i$ rata d! !/ii!nț& prin a!)t tran)/!r !)t! *n :urul 'alorii d! @<= nd  din @<

Proiect AMEsim integrat

Recommend Documents