Una batteria di trazione (nota anche come batteria di veicoli elettrici, batteria di marcia o batteria da qui in avanti) è un deposito di energia, poiché viene utilizzata la guida di veicoli elettrici e viene composta una pluralità di elementi interconnessi (quindi “batteria”). Consiste di poche o migliaia di celle di accumulatori o blocchi cellulari collegati in parallelo e in serie. Inoltre, i supercondensatori o gli accumulatori meccanici del volano possono essere indicati come batterie di trazione quando più unità vengono combinate per alimentare un veicolo.

Generale
La batteria di trazione nelle auto elettriche ha spesso una tensione nominale da 350 a 400 volt, corrispondente alla normale corrente alternata trifase. Per pedelec e scooter elettrici sono comuni tensioni di 24, 36 e 48 volt. In carrelli elevatori a trazione elettrica sono normalmente utilizzate batterie al piombo con una tensione nominale di 80 V. Qui viene utilizzata la batteria di trazione per equalizzare il peso.

Per la luce, i tergicristalli, la radio, il telecomando, ecc. Usano i veicoli elettrici solitamente non direttamente la loro batteria di trazione ad alta tensione, ma un convenzionale sistema elettrico a 12 o 48 volt con una piccola riserva di energia elettrica simile alla batteria di avviamento nei veicoli convenzionali .

Storia
Dopo che l’elettricità fu usata all’inizio del 19 ° secolo per la trasmissione di informazioni, intorno al 1837/1838 furono anche le basi per un motore elettrico noto e sviluppato il motore elettrico operativo. Il 1854 fu sviluppato da Wilhelm Josef Sinsteden e nel 1859 costruì Gaston Planté, la batteria al piombo.

Una disposizione di sei di queste celle con una tensione nominale di 2 volt e piastre di piombo avvolte a spirale formate nel 1881 nel triciclo Trouvé da Gustave Trouvé la prima batteria di trazione (tensione nominale 12 volt) per guidare il veicolo elettrico autosufficiente senza binari o fascetta. Era regolato solo chiudendo o aprendo il circuito. Tuttavia, il triciclo Trouvé aveva ancora le pedivelle del triciclo come base.

Qualche mese dopo, nel 1882, l’Ayrton & amp; Il triciclo elettrico Perry non solo non aveva manovelle e luci elettriche, ma anche una batteria di trazione migliorata. Le dieci celle al piombo sono state immagazzinate a una tensione nominale di 20 volt 1,5 kWh e potrebbero essere accese e spente singolarmente, il che ha permesso una regolazione della potenza e della velocità. Già con i primi veicoli, la batteria di trazione pesante era sistemata il più in basso possibile per migliorare la stabilità e la maneggevolezza.

Ma mentre le celle della batteria erano ancora posizionate apertamente nei primi veicoli, costruite nelle prime auto elettriche (dal 1888), la batteria di trazione già in alloggiamento speciale o mascherata. The Accumulator Factory Tudorsche System Büsche & amp; Müller OHG (ora nota come VARTA) fu la prima azienda in Germania a produrre batterie al piombo nel 1888 industrialmente. Nel settore ferroviario, l’accumulatore Wittfeld funzionava con queste batterie. Intorno al 1900, furono fatti tentativi con successo per azionare elettricamente le chiatte usando accumulatori. Di conseguenza, Watt-Akkumulatoren-Werke AG, il successore di una società di studio, ha fondato Ziegel-Transport-Aktiengesellschaft (ZTG) a Zehdenick. I motori elettrici di oltre 100 chiatte erano alimentati da batterie e fornivano a Berlino mattoni.

Con l’accumulatore di nickel-ferro (Thomas Edison) sviluppato intorno al 1900 e l’accumulatore di nichel-cadmio sviluppato dallo svedese Waldemar Jungner, erano disponibili chimici alternativi per batterie di trazione. La batteria NiFe ha dimostrato di essere utilizzata in varie automobili e ha una durata molto lunga. Jay Leno negli Stati Uniti possiede un Baker Electric, dove le batterie al nickel sono ancora funzionanti dopo quasi 100 anni. Henry Ford ha sviluppato la Ford Model Talso come un veicolo elettrico. Aveva già ordinato 150.000 batterie al nickel di ferro da Edison quando il suo reparto di veicoli elettrici è andato in fiamme.

L’invenzione del motorino di avviamento elettrico, mediante una batteria di avviamento, il motore poteva essere avviato senza sforzo fisico, ha iniziato il declino del primo periodo d’oro delle auto elettriche, di conseguenza, l’accumulatore e lo sviluppo della batteria sono rimasti fermi. Le batterie piombo-acido a ciclo profondo erano praticamente lo standard per le applicazioni di trazione entro la fine del 20 ° secolo. Questi includevano, tra gli altri, sottomarini, auto a batteria, veicoli industriali, come carrelli elevatori e carriole, ma anche sedie a rotelle elettriche. Negli anni ’90 i produttori francesi hanno prodotto diverse migliaia di veicoli legali con batterie al nichel-cadmio. Nel 1990, dal CARB che legiferava in California, i costruttori di automobili dovevano essere costretti a veicoli a emissioni zero (US = Zero Emission Vehicle) che offrivano che Akkumulatorforschung ricevesse di nuovo forti impulsi.

Ad esempio, mentre le prime batterie di trazione della General Motors EV1 utilizzavano ancora le batterie a basso costo al piombo disponibili (26 blocchi con una capacità totale di 16,3 kWh e una tensione nominale di 312 volt), nella seconda forma di realizzazione quelle di Stanford R. Ovshinsky è pronto per la serie di batterie al nichel-metallo idruro utilizzate. La batteria di trazione è stata installata saldamente in un tunnel centrale nel pavimento del veicolo, il che ha contribuito a garantire un’elevata sicurezza in caso di incidente e ottime caratteristiche di manovrabilità.

Mentre la batteria di sodio-zolfo per la BMW E1 o la batteria di bromo di zinco annunciata per l’Hotzenblitz non ha mai raggiunto la prontezza della produzione in serie, la cella di cloruro di sodio-nichel (Zebra Battery) non solo per una gamma pratica di oltre 200 km, ma anche per le applicazioni nel militare e nello spazio. Interessante anche in questo veicolo è la disposizione compatta dei blocchi, che ha reso possibile montare l’intera batteria di trazione in un unico pezzo dal basso e ha anche contribuito all’alto livello di sicurezza per l’applicazione automobilistica.

Le basi della chimica cellulare per batterie agli ioni di litio sono state poste durante questo periodo. Tuttavia, dopo l’allentamento delle leggi CARB, l’industria automobilistica ha interrotto queste attività, così che le batterie agli ioni di litio sono diventate importanti come batterie di trazione nel 21 ° secolo. Oggi, le varie varianti contano come speranza per miglioramenti significativi nel rapporto peso-potenza e capacità portante.

Proprietà fisico-tecniche
Rispetto alle batterie portatili o alle celle di consumo, le celle di una batteria di trazione hanno una capacità molto più elevata. Inoltre, sono sviluppati e prodotti da vari produttori in vari design, in parte su richiesta del cliente. Le dimensioni standard non esistono. Sono comuni sia le celle rotonde, in cui gli elettrodi sono a forma di bastoncello e a forma di coppa, ad esempio i prodotti dei sistemi A123, sia le celle prismatiche con disposizione di elettrodi a forma di piastra, ad esempio celle di Winston Battery.

Vengono utilizzati sistemi di batterie a ciclo continuo ad alta corrente resistenti che sono in grado di erogare o ricevere energia elettrica a seconda delle condizioni di guida e sopravvivere a molti cicli di scarica di carica. A differenza delle batterie di avviamento, le batterie al piombo, ad esempio, possono essere scaricate fino all’80% di profondità grazie al design speciale della griglia e dei separatori di conduttori senza subire danni.

Mentre i blocchi per le batterie di avviamento per auto al piombo per capacità 12 V o 24 V 36-80 ampere-ore (Ah), devono essere collegati insieme per le celle carrelli con capacità da 100 a 1000 Ah a tensioni operative, ad esempio da 24 a 96 volt , per le auto elettriche può raggiungere fino a diverse centinaia di volt. Le dimensioni sono quindi considerevolmente più grandi. Tensioni più elevate riducono le correnti e quindi, tra le altre cose, riducono le perdite ohmiche nelle linee e le perdite termiche durante la carica e la scarica e riducono il peso (cavo).

Tramite l’interconnessione seriale delle singole celle si ottiene la tensione di pilotaggio o la tensione di trazione. Aumentando la dimensione delle celle o collegando le celle in parallelo, è possibile aumentare la capacità di memorizzazione e l’ampiezza. Il prodotto della tensione di trazione (V) e della carica elettrica / capacità galvanica delle singole celle / celle collegate in parallelo (Ah) fornisce il contenuto energetico della batteria di trazione.

Requisiti per l’uso nei veicoli
L’applicazione mobile delle batterie di trazione richiede requisiti di sicurezza più elevati rispetto all’uso stazionario. Soprattutto, la sicurezza delle azioni meccaniche deve essere dimostrata. Ciò si ottiene utilizzando sostanze chimiche cellulari sicure (ad esempio accumulatori al litio-ferro-fosfato) con caratteristiche elettriche spesso più povere, la progettazione sicura dell’alloggiamento nel veicolo (ad esempio, vassoi per batteria sottoposti a crash test nel sottosuolo) o una combinazione di entrambi metodi. Quanto sia forte l’influenza dei requisiti di sicurezza delle batterie di trazione, può essere esemplificato dall’avvio ritardato della produzione di Opelabe tracciato. La ragione era il (solo alcune settimane) dopo un crash test sulla batteria di trazione antincendio dello stesso modello Chevrolet Volt.

Requisiti diversi per veicoli elettrici e ibridi
Poiché i veicoli completamente elettrici immagazzinano tutta l’energia necessaria per viaggiare, vengono utilizzate celle ad alta capacità per minimizzare lo spazio e il peso per la quantità di energia necessaria. A causa della capacità necessaria della batteria (dimensione della cella o del modulo), viene generalmente fornita la capacità di carico corrente delle celle per i processi di scarica e ricarica. Il carico è anche più uniforme e con correnti inferiori rispetto alla capacità della batteria rispetto ai veicoli ibridi.

Nei veicoli ibridi elettrici, la parte principale dell’energia motrice viene trasportata sotto forma di energia chimica (combustibile). La batteria di trazione ha una capacità molto più piccola. Memorizza energia elettrica per la locomozione e assorbe l’energia di recupero del freno rigenerativo. A tale scopo vengono utilizzate celle ad alta corrente che, nonostante la loro capacità inferiore, possono realizzare il carico di corrente elevato (spesso a breve termine) necessario con una buona efficienza e la vita di servizio richiesta.

Capacità nominale, capacità di carico, informazioni del produttore
La capacità nominale è la quantità di energia che può essere ritirata dal produttore in base a determinati criteri. Per i confronti di capacità, è importante rispettare questi criteri. Pertanto, un accumulatore con le specifiche 12 V / 60 Ah C3 ha una capacità superiore rispetto a una batteria ricaricabile della stessa dimensione con la denominazione C5 o C20. La specifica Cx caratterizza la durata della scarica per la capacità specificata in ore. In C3 60 Ah può essere preso in tre ore di scarica uniforme, cioè sono possibili correnti più elevate rispetto a C5 o C20, che è importante per l’uso come una batteria di trazione, perché le correnti sono spesso in pratica per queste correnti di misura (vedi anche C- Equazione di Rate e Peukert).

Per le batterie agli ioni di litio per impieghi gravosi è prevalsa la dichiarazione della capacità di carico corrente in relazione alla capacità. In questo caso, ad esempio, per una cella 3,2 V 100 Ah per la scarica standard a 0,5 C (o anche 0,5 CA), ciò significa che la capacità è stata determinata con una corrente di scarica di 50 A. Solitamente le specifiche di capacità a 0,5 C o 1 C, la capacità di carico continua ammissibile di 3 C o più (nell’esempio a 3 C cioè 300 A), il carico a breve termine ancora di più (qui 20 CA, cioè 2000 A) può essere.

Sempre più spesso, la capacità di una batteria di trazione non viene più fornita in ampere-ora di singole celle, ma in wattora. Pertanto, diversi tipi sono comparabili tra loro, poiché la tensione è inclusa. Le batterie di avviamento hanno un contenuto energetico di 496,8-960 Wh, batterie di trazione per carrelli elevatori a 4.800-28.800 Wh e per la Toyota Prius II a 1.310 Wh.

Costo della batteria
Nel 2010, gli scienziati della Technical University of Denmark hanno pagato $ 10.000 per una batteria EV certificata con capacità di 25 kWh (cioè $ 400 per kilowattora), senza sconti o sovrattasse. Due produttori di batterie su 15 potevano fornire i documenti tecnici necessari sulla qualità e la sicurezza antincendio. Nel 2010 è stato stimato che passerebbero almeno 10 anni prima che il prezzo della batteria scendesse a 1/3.

Secondo uno studio del 2010, dal National Research Council, il costo di un pacco batterie agli ioni di litio era di circa US $ 1,700 / kWh di energia utilizzabile, e considerando che un PHEV-10 richiede circa 2,0 kWh e un PHEV-40 circa 8 kWh , il costo del produttore del pacco batterie per un PHEV-10 è di circa US $ 3.000 e sale a US $ 14.000 per un PHEV-40. La rivista MIT Technology Review ha stimato che il costo dei pacchi batterie per autoveicoli è compreso tra $ 225 e $ 500 per kilowattora entro il 2020. Uno studio del 2013 del Consiglio americano per un’economia ad alta efficienza energetica ha riportato che i costi della batteria scendevano da US $ 1.300 per kWh nel 2007 a US $ 500 per kWh nel 2012. Il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti ha fissato obiettivi di costo per la ricerca di batterie sponsorizzate di US $ 300 per kWh nel 2015 e US $ 125 per kWh entro il 2022. Riduzione dei costi grazie ai progressi nella tecnologia delle batterie e ai maggiori volumi di produzione consentirà ai veicoli elettrici plug-in di essere più competitivi con i veicoli convenzionali a combustione interna. Nel 2016, il mondo aveva una capacità di produzione di litio di 41,57 GWh.

I costi effettivi per le celle sono oggetto di molti dibattiti e speculazioni poiché la maggior parte dei produttori di EV si rifiuta di discutere questo argomento in dettaglio. Tuttavia, nell’ottobre 2015, la casa automobilistica GM ha rivelato alla Global Business Conference annuale che prevedevano un prezzo di 145 dollari per kilowattora per le celle di litio che entrano nel 2016, sostanzialmente inferiori alle stime dei costi di altri analisti. GM prevede inoltre un costo di US $ 100 per kwh entro la fine del 2021.

Secondo uno studio pubblicato a febbraio 2016 da Bloomberg New Energy Finance (BNEF), i prezzi delle batterie sono calati del 65% dal 2010 e del 35% solo nel 2015, raggiungendo i 350 dollari USA per kWh. Lo studio conclude che i costi delle batterie sono su una traiettoria per rendere i veicoli elettrici senza sussidi governativi accessibili come le macchine con motore a combustione interna nella maggior parte dei paesi entro il 2022. BNEF prevede che entro il 2040 le auto elettriche a lungo raggio costeranno meno di US $ 22.000 espresse nel 2016 dollari. BNEF si aspetta che i costi delle batterie delle auto elettriche siano ben al di sotto dei 120 dollari USA per kWh entro il 2030 e che diminuiscano ulteriormente dopo la disponibilità di nuove sostanze chimiche.

Confronto delle stime dei costi della batteria

Confronto della stima della longevità della batteria

Tipo di batteria	Anno	Costo ($ / kWh)
Li-Ion	2016	130-145
Li-Ion	2014	200-300
Li-Ion	2012	500-600
Li-Ion	2012	400
Li-Ion	2012	520-650
Li-Ion	2012	752
Li-Ion	2012	689
Li-Ion	2013	800-1000
Li-Ion	2010	750
Idruro di nickel	2004	750
Idruro di nickel	2013	500-550
Idruro di nickel		350
acido principale		256,68

Parità EV
Nel 2010, il professore di batteria Poul Norby ha dichiarato di ritenere che le batterie al litio dovranno raddoppiare la loro energia specifica e abbassare il prezzo da $ 500 (2010) a $ 100 per kWh in modo da avere un impatto sulle auto a benzina. Citigroup indica $ 230 / kWh.

La pagina ufficiale del plug-in di Toyota Prius 2012 dichiara un’autonomia di 21 chilometri (5 miglia) e una capacità della batteria di 5,2 kWh con un rapporto di 4 chilometri (2,5 miglia) / kWh, mentre il veicolo utilitario Addax (modello 2015) raggiunge già 110 chilometri (68,5 miglia) o un rapporto di 7,5 chilometri (4,6 miglia) / kWh.

Le auto elettriche a batteria raggiungono circa 5 miglia (8,0 km) / kWh. Si prevede che la Chevrolet Volt raggiunga i 50 MPGe con l’unità di potenza ausiliaria (un piccolo generatore di bordo) – al 33% di efficienza termodinamica che significherebbe 12 kWh per 50 miglia (80 km), o circa 240 watt-ora per miglio. Per i prezzi di 1 kWh di carica con varie tecnologie di batteria, consultare la colonna “Prezzo energia / Prezzo al consumo” nella sezione “Tabella delle tecnologie delle batterie ricaricabili” nell’articolo sulla batteria ricaricabile.

Steven Chu, segretario all’Energia degli Stati Uniti, ha previsto che i costi per una batteria di 40 miglia scenderanno dal 2008 nel 2008 a 1200 $ a 3.600 dollari nel 2015 e oltre a 1.500 dollari entro il 2020. Batterie agli ioni di litio, batterie al litio e alluminio le batterie zinco-aria hanno dimostrato energie specifiche abbastanza elevate da fornire autonomia e tempi di ricarica paragonabili ai veicoli convenzionali a combustibili fossili.

Parità dei costi
Diversi costi sono importanti. Un problema è il prezzo di acquisto, l’altro è il costo totale di proprietà. A partire dal 2015, le auto elettriche sono più costose da acquistare inizialmente, ma sono meno costose da gestire e, in alcuni casi, il costo totale di proprietà potrebbe essere inferiore.

Secondo Kammen et al., 2008, i nuovi PEV diventerebbero economicamente convenienti per i consumatori se i prezzi della batteria diminuissero da $ 1300 / kWh a circa $ 500 / kWh (in modo che la batteria possa pagare da sola).

Nel 2010, il pacco batterie Nissan Leaf è stato prodotto a un costo di $ 18.000. I costi iniziali di produzione di Nissan al momento del lancio della Leaf erano quindi di circa $ 750 per kilowattora (per la batteria da 24 kWh).

Nel 2012, McKinsey ha collegato trimestralmente i prezzi della batteria ai prezzi della benzina in base al costo totale di proprietà di 5 anni per un’automobile, stimando che $ 3,50 / gallone equivalgono a $ 250 / kWh. Nel 2017 McKinsey ha stimato che le auto elettriche sono competitive a un costo di $ 100 / kWh (intorno al 2030) e prevede che i costi del pacchetto saranno di $ 190 / kWh entro il 2020.

Nell’ottobre 2015, la casa automobilistica GM ha rivelato alla Global Business Conference annuale che prevedevano un prezzo di $ 145 per kilowattora per le celle agli ioni di litio che entrano nel 2016.

Gamma di parità
Parità della distanza di guida significa che il veicolo elettrico ha la stessa portata di un veicolo a combustione totale medio (500 chilometri o 310 miglia), con 1+ kWh / kg di batterie. Una gamma più alta significa che i veicoli elettrici corrono più chilometri senza ricarica.

I funzionari giapponesi e dell’Unione europea sono in trattativa per sviluppare congiuntamente batterie ricaricabili avanzate per auto elettriche per aiutare le nazioni a ridurre le emissioni di gas serra. Lo sviluppo di una batteria in grado di alimentare un veicolo elettrico a 500 chilometri (310 miglia) con una singola ricarica è fattibile, ha detto il produttore giapponese di batterie GS Yuasa Corp. Sharp Corp e GS Yuasa sono tra i produttori giapponesi di celle solari e batterie che possono trarre vantaggio dalla cooperazione .

La batteria agli ioni di litio della Propulsione AC tzero fornisce da 400 a 500 km (da 200 a 300 mi) di autonomia per carica (campo di carica singola). Il prezzo di listino di questo veicolo quando fu rilasciato nel 2003 era di $ 220.000.
Guidando in una Daihatsu Mira equipaggiata con batterie agli ioni di litio da 74 kWh, il Japan EV Club ha raggiunto un record mondiale per un’auto elettrica: 1.003 km (623 mi) senza ricarica.
Zonda Bus, a Jiangsu, in Cina, offre la Zonda Bus New Energy con una gamma di soli-elettrici di 500 chilometri (310 mi). [Chiarimento necessario]
Tesla Model S con batteria da 85 kWh ha un’autonomia di 510 km (320 miglia). Tesla Model S è stata costruita dal 2012. Ha un prezzo di circa $ 100.000.
La supercar Rimac Concept One con batteria da 82 kWh ha un’autonomia di 500 km. L’auto è costruita dal 2013.
La pura auto elettrica BYD e6 con batteria da 60 kWh ha un’autonomia di 300 km.

Influenza sulla capacità utilizzabile
Nell’operazione di trazione, la capacità nominale totale non può essere utilizzata. Da un lato, la capacità utilizzabile viene ridotta fino a quando non scende alla tensione finale impostata a correnti elevate rimosse (vedi effetto Peukert), d’altra parte determinato in interconnessioni seriali, il blocco cella / cella con la capacità minima, la capacità utilizzabile senza danneggiare la scarica profonda.

Le celle di una batteria di trazione hanno effetti relativi alla produzione e all’utilizzo sempre differenze di capacità e uscita di corrente (resistenza interna). Di conseguenza, durante il funzionamento, le celle vengono caricate in modo diverso, c’è una deriva a parte, che riduce la capacità utilizzabile dell’intera batteria. Mentre la capacità delle migliori cellule non può mai essere pienamente sfruttata, le celle deboli sono regolarmente sovraccaricate, sovra-scaricate o sovraccaricate. Inoltre, per ridurre o evitare questi effetti, le moderne batterie di trazione includono bilanciatori e sistemi di gestione della batteria utilizzati. Temperature più basse riducono anche la capacità della batteria di trazione di scaricare correnti elevate e migliorare l’effetto Peukert, poiché la mobilità degli elettroni generalmente diminuisce. Per contrastare questo effetto e poiché le varie tecnologie delle batterie diventano inutilizzabili a temperature inferiori, le batterie di trazione sono spesso dotate anche di riscaldamento supplementare. Ciò avviene durante la connessione alla rete elettrica, il controllo della temperatura o si riscalda dal suo stesso contenuto energetico. Questo e altri consumatori come il riscaldamento interno elettrico o l’aria condizionata riducono la gamma invernale, anche se il contenuto energetico utilizzabile della batteria di trazione è disponibile anche in inverno.

La profondità di scarica delle celle della batteria è spesso limitata dal sistema di gestione della batteria (BMS), in genere il 60-80% della capacità nominale. Soprattutto nei calcoli del consumo e nel confronto delle diverse batterie di trazione, queste circostanze devono essere prese in considerazione. Questa “capacità utile” è raramente riportata dal fabbricante d’automobili, ma descritta come un intervallo utilizzabile di capacità nominale. Pertanto, la Chevrolet Volt o Opel Ampera ha una finestra della batteria utilizzabile del 30-80%, che sono (a favore della durabilità) solo il 50% della capacità nominale di 16 kWh.

Durata e stabilità del ciclo
Plug in America ha effettuato un’indagine sui conducenti della Tesla Roadster per quanto riguarda la durata delle batterie installate. Si è constatato che dopo 160.000 km, le batterie avevano ancora una capacità residua compresa tra l’80 e l’85%. Questo era indipendente dalla zona climatica in cui il veicolo è stato spostato. La Tesla Roadster è stata costruita e venduta tra il 2008 e il 2012.

Le batterie al fosfato di ferro di litio, che sono anche usate come batterie di trazione, raggiungono più di 5000 cicli con una profondità di scarico del 70% secondo il produttore.

L’auto elettrica più venduta è la Nissan Leaf, che è in produzione dal 2010. Nissan ha annunciato nel 2015 che fino ad allora solo lo 0,01% delle batterie doveva essere sostituito a causa di difetti o problemi e solo a causa di danni inflitti dall’esterno. A volte ci sono veicoli che hanno già guidato più di 200.000 km. Questi non avrebbero problemi con la batteria.

Tempi di caricamento
Le auto elettriche come Tesla Model S, Renault ZOE, BMW i3, ecc. Possono ricaricare le batterie a stazioni di ricarica veloci dell’80 percento in 30 minuti. Nel luglio 2013, Tesla CTO JB Straubel ha annunciato che la prossima generazione di compressori avrebbe richiesto solo da 5 a 10 minuti, che voleva mettere in pratica nei prossimi anni. I compressori dal 1 ° novembre 2016 hanno una potenza di carica massima di 120 kW in Europa e in genere indicano 40 minuti per una carica dell’80% e 75 minuti per una carica completa.

Secondo il produttore BYD, la batteria al litio-ferro-fosfato dell’auto elettrica e6 viene caricata all’80% entro 15 minuti in una stazione di ricarica rapida e al 100% dopo 40 minuti.

Esempi di applicazione
Le batterie di trazione a batterie chiuse al piombo sono utilizzate nei carrelli elevatori elettrici e fungono da contrappesi alle merci impilate per poter trasportare una certa (più grande) massa fisica con l’aiuto dei contrappesi. Sono ancora utilizzati nei sistemi di trasporto senza conducente per applicazioni anche. Il peso elevato e la forte dipendenza dalla temperatura hanno un effetto negativo sulle differenze di altezza o sui gradienti e nel funzionamento invernale. Pertanto, sono meno adatti per l’uso in bicicletta elettrica, scooter elettrici e auto elettriche.

Nelle moderne biciclette elettriche / pedelec quasi esclusivamente batterie ricaricabili a base di litio e litio vengono utilizzate per ragioni di spazio e peso. Le batterie al piombo-acido inizialmente utilizzate non sono state testate.

Quando gli scooter elettrici sono come batterie di trazione, vari sistemi di batterie in uso. Ancora una volta, la batteria al piombo è considerata obsoleta, NiCd come le batterie provate e basate sul litio come potenti.

Se utilizzati in veicoli ibridi come la Toyota Prius o la Honda Civic IMA attualmente (2012) si usano batterie di trazione al nichel metal idruro con tensioni di diversi 100 volt e meno di 10 ampere. La limitazione della capacità risulta dai regolamenti sui brevetti che limitano fortemente la produzione e ulteriori sviluppi. I nuovi sviluppi sono solitamente dotati di batterie di trazione a base di litio.

Nei veicoli solari, per ragioni di peso e volume, vengono utilizzate solo moderne batterie al litio ad alte prestazioni. Il più grande veicolo solare del mondo, il catamarano Tursan PlanetSolar, ha attualmente la batteria di trazione al litio più grande del mondo, a 1,13 MWh. Le cellule provengono dal produttore di celle della Turingia Gaia Akkumulatorenwerk GmbH.

Nelle auto elettriche oggi (1/2016) vengono utilizzate quasi esclusivamente batterie agli ioni di litio (vedi Tesla Model S, BMW i3, Renault ZOE, Nissan Leaf, VW e-up!, Ecc.). Nei veicoli Blue Car e Bluebus del gruppo francese Bolloré si presenta come un’ulteriore tecnica dell’accumulatore di polimeri di litio utilizzato. Anche la società Batscap, che produce queste batterie in Francia e in Québec, appartiene al gruppo Bolloré.

Nei sottomarini, le batterie di trazione sono state e vengono utilizzate per la navigazione subacquea, poiché spesso impedisce l’uso di motori a combustione interna che generano gas di scarico.

Aspetti ambientali
Le batterie di trazione sono costituite da singole celle, che si trovano sia nelle dimensioni (capacità) che nel numero di singole celle (voltaggio) significativamente al di sopra delle batterie del dispositivo. Pertanto, contengono quantità maggiori di singole materie prime, in modo che dopo l’uso un ritorno al ciclo del materiale (riciclaggio) economicamente ed ecologicamente sensato e necessario. Per batterie di avviamento e batterie di trazione come batterie al piombo quindi un deposito di batteria di 7,50 euro / pezzo è stato introdotto in Germania con la regolazione della batteria. Il tasso di rendimento è superiore al 90%.

Per le moderne batterie agli ioni di litio non esiste ancora una soluzione di deposito.

ultracondensatori
Condensatori elettrici a doppio strato (o “ultracondensatori”) sono utilizzati in alcuni veicoli elettrici, come il prototipo di concetto di AFS Trinity, per immagazzinare energia rapidamente disponibile con la loro elevata potenza specifica, al fine di mantenere le batterie entro limiti di resistenza resistivi e prolungare la durata della batteria .

Poiché gli ultracondensatori commercialmente disponibili hanno una bassa energia specifica, nessuna macchina elettrica di produzione utilizza esclusivamente ultracondensatori. Tuttavia, l’utilizzo di un’auto elettrica con batteria e ultracondensatore può ridurre i limiti di entrambi.

Promozione
Come il presidente degli Stati Uniti Barack Obama ha annunciato 48 nuovi progetti avanzati di batteria ed azionamento elettrico che riceveranno $ 2,4 miliardi di finanziamento sotto l’American Recovery and Reinvestment Act. Questi progetti accelereranno lo sviluppo della capacità manifatturiera degli Stati Uniti per le batterie e componenti di azionamento elettrico, nonché l’impiego di veicoli elettrici, contribuendo a stabilire la leadership americana nella creazione della prossima generazione di veicoli avanzati.

L’annuncio segna il singolo più grande investimento nella tecnologia avanzata delle batterie per veicoli ibridi ed elettrici mai realizzati. I funzionari del settore si aspettano che questo investimento di $ 2,4 miliardi, insieme a un’altra quota di costi di $ 2,4 miliardi dai vincitori del premio, si tradurrà direttamente nella creazione di decine di migliaia di posti di lavoro nella batteria e nelle industrie automobilistiche statunitensi.

I nuovi premi coprono $ 1,5 miliardi in sovvenzioni ai produttori con sede negli Stati Uniti per produrre batterie e loro componenti e per espandere la capacità di riciclaggio delle batterie.

Il vicepresidente americano Joe Biden ha annunciato a Detroit oltre 1 miliardo di dollari in sussidi a società e università con sede nel Michigan. Riflettendo la leadership dello stato nella produzione di energia pulita, le aziende e le istituzioni del Michigan ricevono la quota maggiore di sovvenzioni di qualsiasi stato. Due società, A123 Systems e Johnson Controls, riceveranno un totale di circa $ 550 milioni per stabilire una base produttiva nello stato per batterie avanzate, e altre due, Compact Power e Dow Kokam, riceveranno un totale di oltre $ 300 milioni per la batteria di produzione celle e materiali. Grandi case automobilistiche con sede nel Michigan, tra cui GM, Chrysler e Ford, riceveranno un totale di oltre $ 400 milioni per la produzione di batterie e componenti di azionamento elettrico. E tre istituzioni educative nel Michigan – l’Università del Michigan, la Wayne State University di Detroit e la Michigan Technological University di Houghton, nella penisola superiore – riceveranno un totale di oltre 10 milioni di dollari per programmi di formazione per l’istruzione e la forza lavoro per formare ricercatori, tecnici e fornitori di servizi e condurre ricerche sui consumatori per accelerare la transizione verso veicoli e batterie avanzati.

Il segretario all’energia Steven Chu ha visitato Celgard, a Charlotte, nella Carolina del Nord, per annunciare una sovvenzione di $ 49 milioni per l’azienda per espandere la sua capacità di produzione di separatori per soddisfare l’aumento previsto della domanda di batterie agli ioni di litio dagli stabilimenti di produzione negli Stati Uniti. Celgard espanderà la sua capacità produttiva a Charlotte, nella Carolina del Nord, e vicino a Concord, nella Carolina del Nord, e la società si aspetta che la nuova produzione di separatori arrivi online nel 2010. Celgard si aspetta che possano essere create circa centinaia di posti di lavoro, con il primo di quelli i lavori iniziano già nell’autunno 2009.

Lisa Jackson era a San Pietroburgo, in Florida, per annunciare una sovvenzione di 95,5 milioni di dollari per Saft America, Inc. per costruire un nuovo impianto a Jacksonville sul sito dell’ex base militare di Cecil Field, per fabbricare celle agli ioni di litio, moduli e batterie per veicoli militari, industriali e agricoli.

Il vice segretario del Dipartimento dei trasporti John Porcari ha visitato East Penn Manufacturing Co, a Lione Station, Pennsylvania, per assegnare alla società una sovvenzione di 32,5 milioni di dollari per aumentare la capacità produttiva delle batterie piombo-acido regolate dalle valvole e dell’UltraBattery, una batteria al piombo combinato con un supercondensatore di carbonio, per applicazioni ibride micro e mite.

Tipo di batteria	Anno di stima	Cicli	Miles	Anni
Li-Ion	2016	& gt; 4000	1.000.000	& gt; 10
Li-Ion			100.000	5
Li-Ion			60.000	5
Li-Ion	2002			2-4
Li-Ion	1997	& gt; 1000
Idruro di nickel	2001		100.000	4
Idruro di nickel	1999	& gt; 90.000
Idruro di nickel			200.000
Idruro di nickel	1999	1000	93,205.7
Idruro di nickel	1995	& lt; 2.000
Idruro di nickel	2002	2000
Idruro di nickel	1997	& gt; 1000
Idruro di nickel	1997	& gt; 1000
acido principale	1997	300-500