Какие типы электродвигателей используются в электробусах и речных судах? Как развиваются технологии АКБ и электродвигателях для электрических судов электрокаров - какой прогресс по снижению стоимости, увеличению емкости, количества циклов, времени заряда

_{Image by frimufilms on Freepik}

Какие типы электродвигателей используются в электробусах и речных судах и электрокарах

В электробусах, речных судах и электрокарах могут использоваться различные типы электродвигателей, включая:

• Синхронные электродвигатели: обеспечивают высокую эффективность и мощность, идеально подходят для использования в электробусах и электрокарах.
• Асинхронные электродвигатели: более простые и дешевые в производстве, часто используются в электробусах и речных судах.
• Бесколлекторные электродвигатели: обеспечивают высокую мощность и эффективность, идеально подходят для использования в электрокарах.
• Гибридные электродвигатели: комбинируют в себе преимущества различных типов электродвигателей, обеспечивая оптимальную эффективность и производительность.

Каково состояние зарядной инфраструктуры для электротранспорта в России зарядки в депо- на конечных - в движении

В настоящее время зарядная инфраструктура для электротранспорта в России находится на стадии развития. Зарядные станции устанавливаются как в депо общественного транспорта, так и на конечных остановках. Также некоторые города оснащают зарядные станции на улицах и в парковках.

Однако, несмотря на усилия властей и частных компаний, количество зарядных станций все еще недостаточно для полноценного развития электротранспорта. В частности, не хватает зарядных станций во время движения, что затрудняет использование электромобилей для дальних поездок.

Тем не менее, с каждым годом ситуация улучшается, и в ближайшем будущем можно ожидать увеличения числа зарядных станций и развития инфраструктуры для электротранспорта в России.

 

Как развиваются технологии АКБ и электродвигателях для электрических судов - какой прогресс по увеличению емкости, снижению стоимости, количества циклов, снижению времени заряда?

Технологии для электрических речных и морских судов на аккумуляторах и электродвигателях развиваются быстрыми темпами. Прогресс в этой области включает в себя увеличение емкости аккумуляторов, снижение стоимости производства, увеличение количества циклов зарядки и разрядки, а также снижение времени заряда.

Увеличение емкости аккумуляторов достигается за счет использования новых материалов и технологий производства. Например, разработка литий-ионных аккумуляторов с высокой плотностью энергии позволяет увеличить запас хода судна на одном заряде.

Снижение стоимости производства аккумуляторов достигается за счет масштабирования производства, оптимизации процессов и использования более дешевых материалов.

Увеличение количества циклов зарядки и разрядки аккумуляторов достигается за счет улучшения конструкции и химических составов аккумуляторов. Это позволяет увеличить срок службы аккумуляторов и снизить затраты на их замену.

Снижение времени заряда аккумуляторов достигается за счет использования более эффективных зарядных устройств и технологий быстрой зарядки. Например, технология быстрой зарядки позволяет заряжать аккумуляторы до 80% за короткое время, что увеличивает эффективность использования судов.

В целом, развитие технологий для электрических судов на аккумуляторах и электродвигателях направлено на увеличение эффективности, надежности и экономичности использования таких судов.

Как развиваются технологии АКБ для электротранспорта какие цифры достижений по увеличению емкости, снижению стоимости, количества циклов, снижению времени заряда?

Технологии аккумуляторов для электротранспорта постоянно развиваются, и исследования в этой области продолжаются. Некоторые из достижений в этой области включают увеличение емкости аккумуляторов, снижение стоимости производства, увеличение количества циклов зарядки и разрядки, а также снижение времени заряда.

• Например, современные литий-ионные аккумуляторы имеют значительно большую плотность энергии по сравнению с более старыми технологиями, что позволяет увеличить дальность поездок на электромобилях. Также исследования в области нанотехнологий и материалов позволяют увеличить емкость аккумуляторов и снизить их вес.
• Снижение стоимости производства аккумуляторов также является важным направлением развития. Это может быть достигнуто за счет улучшения технологий производства, использования более дешевых материалов или увеличения масштабов производства.
• Увеличение количества циклов зарядки и разрядки также является важным параметром для аккумуляторов электротранспорта. Чем больше циклов аккумулятор может пройти, тем дольше он будет служить и тем выше его экономическая эффективность.
• Снижение времени заряда аккумуляторов также является важным направлением развития. Быстрая зарядка позволяет уменьшить время, необходимое для заправки электромобиля, что делает его более удобным для использования в повседневной жизни.

В целом, развитие технологий аккумуляторов для электротранспорта идет в направлении увеличения эффективности, надежности и удобства использования электромобилей.

Как развивается АКБ для электробусов какой прогресс?

Развитие аккумуляторов для электробусов идет быстрыми темпами, так как спрос на электрический транспорт растет. Прогресс в этой области включает в себя увеличение емкости аккумуляторов, увеличение скорости зарядки, увеличение срока службы и снижение стоимости производства.

Технологии литий-ионных аккумуляторов считаются наиболее перспективными для использования в электробусах, так как они обладают высокой энергоемкостью, надежностью и относительно невысокой стоимостью.

Кроме того, исследования в области разработки новых материалов и технологий также способствуют улучшению характеристик аккумуляторов для электробусов.

Какие типы литий-ионных аккумуляторов считаются наиболее перспективными?

Наиболее перспективными типами литий-ионных аккумуляторов считаются:

• Литий-железо-фосфат (LiFePO4) - обладает высокой стабильностью и безопасностью долгим сроком службы и хорошей производительностью на высоких токах.
• Литий-марганец-кобальтоксид (MnCoO2 - обладает высокой энергетической плотностью и хорошей производностью, но менее стабилен и безопасен, чем LiFePO4.
• Литий-никель-марганец-кобальт (LiNiMnCoO2) - обладает высокой энергетической плотностью и хорошей производительностью, но может быть менее стабилен и безопасен, чем LiFePO4.
• Литий-титанат (Li4Ti5O12) - обладает высокой скоростью зарядки и разрядки, долгим сроком службы и хорошей производительностью при низких температурах.

Эти типы литий-ионных аккумуляторов считаются наиболее перспективными из-за их сочетания высокой энергетической плотности, производительности, безопасности и долговечности.

Сравнительная таблицу основных характеристик перспективных типов АКБ и диапазон порядок цен (по запасу мощности стоимость вывести на 1 АЧ )

https://lifepo4.ru/litievye-akkumulyatory/litij-titanatnye-lto-akkumulyatory/

 

Литий-титанатные аккумуляторы являются самым эффективным вариантом автономного накопителя электрической энергии, имеющего превосходные эксплуатационные характеристики и обладающего большими перспективами совершенствования. Применение инновационного материала при создании анода позволило на 60% повысить емкость батареи, сократить время заряда и увеличить долговечность устройства, по сравнению с распространенными литий-ионными аналогами. LTO аккумуляторы находят все большее применение в современной бытовой технике, гаджетах, электроавтомобилях, различных энергетических и автономных системах обеспечения электричеством.

 

LTO аккумуляторы

Все больше знаменитых производителей начинают производить LTO батареи, принцип работы которых основан на применении оксида титана. Эта технология позволяет создать развитую нанокристаллическую структуру анода, которая расширяет эффективную площадь поверхности до 100 м2/г и делает ее более стабильной. В углеродных аналогах этот показатель равен 3 м2/г.

Наиболее известными представителями инновационных аккумулирующих устройств считаются батареи LTO SCIB TOSHIBA, обладающие очень высокими эксплуатационными характеристиками. В Японии проводится долговременный эксперимент, начиная с 2011 года, по отслеживанию изменения параметров LTO устройств при работе в городских автобусах. Первые транспортные средства, оснащенные современными АКБ, совершили пробег более 60 тыс.км, аккумуляторы прошли порядка 3 тыс. циклов быстрой зарядки. За данное время их емкость уменьшилась на 3%. Инновационными аккумуляторами сегодня оснащается все больше электроавтомобилей, байков и другой техники на электрической тяге.

Преимущества LTO аккумулятора

Основными показателями АКБ с применением титанат лития являются:

• количество циклов заряд/разряд до уменьшения емкости на 20% - 10 млн (при значении тока разряда 0,5С);
• количество циклов заряд/разряд до уменьшения емкости на 20% - свыше 10 тыс (при значении тока разряда 3С);
• максимальное значение тока заряда – 10С (заряд батареи до 80% емкости за 5 минут (некоторые модели за 1 минуту);
• срок эксплуатации - более 10 тыс. циклов (показатель литий-ионных аналогов – 800 циклов);
• внутреннее сопротивление – 1,0 мОм;
• эффективная эксплуатация при температуре воздуха до -40℃;
• уровень саморазряда составляет 2-5% в месяц;
• взрыво- и пожаробезопасность (в отличие от литий-ионных аналогов).

Особенности технологии

Причиной уникальных показателей является электрохимическая и физическая стабильность структуры материала анода титанат лития (Li4Ti5O12). Оксида титана наносится толщиной около 15 нм на поверхность с помощью технологии осаждения атомных слоев. Затем удаляют матрицу обжигом при температуре 400℃ в течение одного часа, что приводит к образованию уникальной структуры, состоящей из своеобразных полых лент (nanoribbons). Значительный объем образовавшихся пустот (30х150 нм) способствует простому попаданию раствора электролита в структуру и гарантирует транспортировку Li+ снаружи и внутри.

 

LiFePO4: аккумуляторы нового поколения

Легкий и компактный литий железо фосфатный аккумулятор – функциональное устройство, оснащенное защитной BMS платой, а также балансирами для стабилизации работы. Рассчитано на эксплуатацию в широком температурном диапазоне от – 20 до + 60 С °, выдерживает перепады давления, не подвержено деформации и старению. Его номинальное напряжение зависит от габаритных размеров (определенного типоразмера, а также форм-фактора), при этом оно отличается стабильностью данного показателя.

Преимущества LiFePO4 аккумулятора

LiFePO4 аккумуляторы – это безусловный лидер среди аналогов, он не имеет равных по прочностным, емкостным и прочим характеристикам, быстро заряжается, устойчив к влажности, служит долгое время, может храниться на закрытом и открытом пространстве. Кроме того, имеет массу преимуществ:

• высокий коэффициент полезного действия (95%);
• полное отсутствие эффекта памяти и нетребовательность к алгоритму заряда;
• низкий уровень саморазряда – батарея LiFePO4 способна потерять всего лишь около 20% за десятилетие;
• большое количество циклов заряда-разрядки – не менее 2000 при умеренной эксплуатации и до 8000 циклов в щадящем режиме;
• небольшой вес устройства даже при внушительных габаритах;
• отсутствие риска воспламенения и взрыва.

Благодаря удобству, надежности и компактным размерам, феррофосфатные аккумуляторы применяются в различных областях бытового направления, а также крупных промышленных объектах (автономных энергосистемах, освещении, приборах, коммунальном хозяйстве, на транспорте).

Особенности технологии LiFePO4

Сегодня производство LiFePO4 аккумуляторов основано на применении нанотехнологий, что позволяет существенно повысить эффективность, мощность и безопасность устройства, его химическую и термическую стабильность. При этом вместо кобальта используются фосфаты, которые не наносят вред окружающей среде при некорректной утилизации.

• Аккумулятор LiFePO4 12V 60Ah в кейсе 29 420 руб.
• Аккумулятор LiFePO4 60V 12Ah 29 880 руб.
• Аккумулятор LiFePO4 36V 24Ah 31 120 руб.
• Аккумулятор LiFePO4 48V 18Ah 31 600 руб.
• Аккумулятор LiFePO4 12V 72Ah 32 140 руб.
• Аккумулятор LiFePO4 12V 50Ah 33 220 руб.

NMC-аккумуляторы

Литий-никель-марганец-кобальт-оксидные аккумуляторы (LiNixMnyCozO2, обозначаются как NCM, NMC либо Li-NMC) относятся к разновидности электрических перезаряжаемых источников питания. Подобные модели отличаются компактными размерами, относительно малым весом и могут применяться в качестве переносных систем.

Особенности

Эффективность Li-NMC аккумуляторов объясняется совершенным сочетанием таких элементов, как марганец и никель. Последний характеризуется достаточно высоким коэффициентом энергоемкости, но не отличается стабильностью. Марганец обладает шпинельной (от Spinell, что означает «колючка») структурой и достаточно хорошим показателем внутреннего сопротивления. Это способствует снижению энергоемкости АКБ, однако оба компонента дополняют один одного, компенсируя недостатки и позволяя получить на выходе мощный источник питания.

Достоинства и недостатки Li-NMC аккумклятора

 

К преимуществам NCM-аккумуляторов относятся:

 

• химическая стабильность;
• хорошая потенциальная емкость (свыше 250 мАч/г);
• устойчивость к перепадам температурного режима (АКБ стабильно функционируют при -20…+60°C);
• значительный уровень токоотдачи;
• минимальный процент саморазряда (ниже 3%);
• возможность глубокой разрядки (батарея способна продолжать работу без потери качественных характеристик даже после подключения к сети со 100%-ой разрядкой);
• пожаробезопасность.

Недостатков, за исключением относительно высокой стоимости (в сравнении с моделями Li-ion), которая нивелируется преимуществами батарей, у NCM-аккумуляторов не обнаружено.

Эксплуатация и зарядка NMC

NMC–элементы чаще применяются в моделях, состоящих из нескольких ячеек. В результате, чтобы запитать батарею, потребуется подключение сетевого адаптера к специально предусмотренному разъему. Ориентировочное время зарядки – 3 ч.

Сфера применения NMC-аккумуляторов

NMC-аккумуляторы используются преимущественно в электротранспорте. Впервые, в 2011 г., батареи подобного типа были установлены на автомобиль марки BMW ActiveE, а позже модели задействованы на BMW i8.

На сегодняшний день NMC-аккумуляторы применяются на различных марках электротранспорта, в т. ч.:

• BMW i3;
• Chevrolet Bolt;
• Jaguar I-pace;
• Nissan Leaf;
• Audi e-tron GE и др.

Помимо электротранспорта, устройства задействуются в качестве ИБП. Например, в 2016 г. были установлены АКБ на 16 и 24 МВт в Южной Корее. Спустя 2 года аналогичный источник бесперебойного питания с показателями 30 МВт ввели в эксплуатацию в Западной Австралии.

• Li-NMC аккумулятор 12V 19Ah 7 390 руб.
• Li-NMC аккумулятор 12V 28Ah 10 380 руб.

На что обращать внимание выбирая NMC-аккумулятор, рекомендуется учитывать разрядный ток устройства, где планируется использование АКБ. При значительной нагрузке лучше покупать модели со сравнительно малой емкостью.

 

 

В соответствии с Правилами предоставления в 2022 – 2023 годах иных межбюджетных трансфертов из федерального бюджета бюджетам субъектов Российской Федерации в целях реализации мероприятий по развитию зарядной инфраструктуры для электромобилей, утвержденными Постановлением Правительства Российской Федерации от 15 апреля 2014 г. № 321  «Об утверждении государственной программы Российской Федерации «Развитие энергетики», и постановлением Кабинета Министров Республики Татарстан от 06.06.2022 № 525 «Об утверждении Порядка предоставления в 2022 – 2023 годах субсидий из бюджета Республики Татарстан юридическим лицам (за исключением государственных (муниципальных) учреждений) и индивидуальным предпринимателям на возмещение части затрат, связанных с закупкой оборудования объектов зарядной инфраструктуры для быстрой зарядки электрического автомобильного транспорта и технологическим присоединением объектов зарядной инфраструктуры для быстрой зарядки электрического автомобильного транспорта к электрическим сетям»

 

Результаты предоставления субсидии.

 

Результатами предоставления субсидий:

• на закупку оборудования введенных в эксплуатацию объектов зарядной инфраструктуры, затраты на закупку оборудования которых возмещены получателям субсидии и для которых получатели субсидии обеспечили требования сервисного обслуживания и технической доступности, указанные в подпункте 2.3.2 настоящего Порядка, не менее одной единицы до 31 декабря года, в котором проводится отбор на право получения субсидии;
• на технологическое присоединение является количество введенных в эксплуатацию объектов зарядной инфраструктуры, затраты на технологическое присоединение которых возмещены получателям субсидии и для которых получатели субсидии обеспечили требования сервисного обслуживания и технической доступности, указанные в подпункте 2.3.2 Порядка, не менее одной единицы  до 31 декабря года, в котором проводится отбор на право получения субсидии.

Подробнее по ссылке в документе.

 

 

Системная поддержка  - многоступенчатая сквозная система стимулирования развития электротранспорта:

• Субсидии на закупку зарядных станций для быстрой зарядки автотранспорта
  
  • Будущее за углом. Электробусы вчера и сегодня
  • Зарядная инфраструктура для электробусов
  • На зарядку становись: станции для электромобилей
  • На зарядку становись: станции для электромобилей
  • Полный технолог цикл конвертации а/т в электромобили
  • Рекомендации по обустройству парковок электромобилей и гибридных а/м
  • Электробус с подзарядкой в движении
  • Электробусы Москвы заряжают от обратного пантографа
• Субсидии на присоединение зарядных станций инфраструктуры к сетям
• субсидирование покупки электрокаров
• программы льготного автокредитования российского автопрома, включая электромобили марки Evolute, произведенные на заводе «Моторинвест» в Липецке - с повышенной скидкой 35% от стоимости автомобиля, но не более 925 т.р.
• субсидирование кредитов и льготные займы производителям электрокаров
• Льготные 1-5% годовых займы
• Льготные 1% и 5% займы Фонда развития моногородов
• Лизинг под 6% для приобретения российского оборудования
• Льготные 1% займы Фонда развития промышленности РТ
• Льготные займы лизинг Региональные Фонды развития

 

Региональные субсидии промышленности ППРФ 194

• 2023 субсидии Татарстан на оборудование ПКМ РТ 1188
• 2022 Башкортостан поддержка промышленности
• 2022 Субсидии Татарстан на новое оборудование ПКМ 1131 ППРФ 194
• 2022 Татарстан субсидия на оборудование в лизинг ПКМ 949 ППРФ 194
• 2022 Татарстан субсидия на подключение к сетям ПКМ 1160 ППРФ 194
• 2022 единая региональная субсидия ППРФ 194
• 2022 редакция ППРФ 194
• 2023 субсидия до 25% тела льготного кредита
• Единая региональная субсидия ППРФ 194 и ФЦК - РЦК
• Какая коммунальная инфраструктура субсидируется?
• Какие виды деятельности субсидируются?
• Какие лимиты субсидии на 1 предприятие?
• Какое оборудование субсидируется?
• На какие субсидии регион может получить средства?
• Положение с 2021 года
• Приоритетные отрасли промышленности
• Сбор заявок на субсидии 2021 - 2030 ППРФ 194

Узнать стоимость оценки УГТ (TRL):

• Независимая оценка TRL (УГТ) для IT проектов ИТ-решений
• Пример краткого отчета по оценке уровня зрелости ГОСТ Р 58048-2017
• Пример структуры отчета по оценке уровня зрелости ГОСТ Р 58048-2017
• Оценка УТГ готовности по ГОСТ или TRL
• УГТ оценка уровня зрелости технологий ГОСТ Р 58048-2017