Скорость подзарядки электромобилей часто слишком медленная на вкус пользователей этих транспортных средств. Исследователи из Национальной лаборатории штата Айдахо поставили перед собой задачу разработать метод устранения этой проблемы без изменения фундаментального функционирования зарядки.
По словам ученых, разработанная ими система может зарядить аккумулятор от 0 до 90% всего за десять минут. Их работа была представлена на заседании Американского химического общества в августе и освещена в статье в журнале New Scientist. В настоящее время обычные методы быстрой зарядки батарей электромобилей позволяют зарядить их в большинстве случаев примерно за 30 минут.
На самом деле, ученые не пытались изменить рассматриваемый метод. Скорее, они скорректировали его, чтобы сделать более эффективным, чем при нынешнем использовании. Они начали с того, что вспомнили, как происходит процесс подзарядки аккумулятора электромобиля. Вы начинаете с низкого уровня мощности, а затем увеличиваете мощность, пока не достигнете примерно 70-80% заряда. После этого мощность снова снижается, чтобы избежать чрезмерной нагрузки на аккумулятор.
"Быстрая зарядка и здоровье батареи — это баланс", — объясняет Фенг Лин из Вирджинского технологического института, который не участвовал в этом исследовании, в комментариях, переданных New Scientist. Он изобретательно сравнивает процесс подзарядки с людьми, пытающимися пройти через дверь. "Если 100 человек устремятся в какую-либо комнату, они застрянут, и лишь немногие доберутся до места назначения за такое короткое время. Таким образом, при "быстрой" нагрузке вы получаете меньшую емкость. Также возможно, что когда в комнату вбегает так много людей, дверь ломается, поэтому материалы батареи могут быть потенциально повреждены".
Другими словами, необходимо модулировать нагрузку, чтобы оптимизировать подзарядку аккумулятора. Вот почему нельзя просто послать сильный заряд, чтобы ускорить процесс. Эти исследователи пытаются оптимизировать эту кривую для достижения идеального баланса. Они смогут получить больше времени зарядки при высокой мощности.
Для этого они разработали алгоритмы, способные рассчитывать и изучать влияние переменных факторов, таких как ток и напряжение, на старение батареи с течением времени. Оптимизируя как можно ближе к возможностям батареи, они смогли резко сократить время зарядки, не требуя слишком многого от батареи и тем самым сохраняя срок ее службы.
Этот метод применим во многих случаях, поскольку он не изменяет химический состав батарей. Поэтому тот же процесс может быть использован для батарей с аналогичной функцией. Производители просто должны будут скорректировать и оптимизировать протокол для своих батарей. "Что делает этот протокол замечательным, так это то, что он позволяет улучшить его без каких-либо затрат", — говорит Гил Тал.