На электрическом кроссовере BMW i5 будут литий-полимерные батареи

Литий-ионные аккумуляторы (Li-ion)

Попытки создания химического источника тока с применением лития начались еще в начале прошлого столетия. Выбор этого щелочного металла не случаен — он химически очень активен. Однако его высокая реакционная способность имеет и обратную сторону. В 70-80-е годы литий-ионные аккумуляторы являлись достаточно опасными изделиями. Бурная реакция лития с электролитом очень часто приводила к взрыву аккумулятора, а из-за взаимодействия дендритов лития с электродом противоположного знака случались короткие замыкания и быстрый нагрев батареи.

Первый литий-ионный аккумулятор

Прогресс электронной промышленности вызвал потребность в энергоемких, легких и быстро перезаряжающихся источниках тока. На возрастающий спрос первой среагировала компания Sony, представив в 1991 году литий-ионный аккумулятор, в котором металлический литий — основная причина взрывов, был заменен ионной формой, более безопасной и эффективной. Положительный электрод первой литий-ионной батареи был создан на основе кобальтата лития, а в качестве отрицательной пластины использовался кокс — углерод, получаемый в процессе термической обработки угля. В дальнейшем кокс был заменен на графит.

Безусловно, для массового коммерческого использования потребовался соответствующий уровень защиты литий-ионных аккумуляторов. Вопросам безопасности и хранения производители уделяли особое внимание. Сегодня все без исключения Li-ion аккумуляторы имеют защиту в виде двухслойного сепаратора, исключающего риск внутреннего короткого замыкания. В схеме защиты современной литий-ионной батареи на полевом транзисторе используется ключ, который при достижении напряжения 4.3 В прерывает процесс заряда. Кроме того, большинство Li-ion аккумуляторов имеют специальный термопредохранитель, разрывающий цепь при нагреве батареи до 90 С.

Литий-ионные батареи для электромобиля

Первоначально Li-ion батареи находили широкое применение лишь в компактных устройствах, таких как сотовые телефоны, цифровые фотоаппараты, камеры и ноутбуки. Но с недавнего времени литий-ионными аккумуляторами заинтересовались авто производители. Современные li-ion обладают высокими удельными характеристиками: 100-180 Вт*ч/кг и 250-400 Вт*ч/л. Рабочее напряжение может составлять 3,5-3,7 В. Именно поэтому Li-ion батареи считаются лучшей альтернативой никель-металлогидридным. Сегодня литий-ионный аккумулятор может обеспечить электромобилю средний запас хода 150-250 километров, с числом циклов разряда/заряда от 500 до 1500.

Стоимость производства аккумуляторов варьируется от 400 до 800 долларов за 1 кВт*ч, однако компания Panasonic специально для Tesla Motors делает компактные батареи, стоимостью всего 200 долларов за кВт*ч. Это все ещё дорого, и многие специалисты отмечают, что из-за специфики производства лития снижение цен на классические литий-ионные батареи ждать не приходится. Есть и другое мнение.

Литий-полимерные аккумуляторы (Li-ion-pol)

Полимерные литий-ионные аккумуляторы — это эволюция традиционных химических источников тока, новое поколение батарей на основе лития. Здесь анод разделен с катодом посредством полиакрилонитрила — композитного материала, содержащего литиевую соль. При одинаковой удельной плотности Li-ion-pol аккумуляторы способны хранить на 20-25% больше энергии, чем аналогичные литий-ионные. Кроме того, при незначительной разнице себестоимости производства литий-полимерный аккумулятор превосходит обычные батареи в легкости и экологичности.

Недостатки

При всех своих положительных свойствах Li-ion батареи имеют и отрицательные стороны. Вот основные:

  • Главными недостатками современных литий-ионных батарей является их высокая стоимость и все еще низкая экологичная безопасность;
  • Использование Li-ion аккумуляторов в электромобиле не может иметь массовый характер, так как производство лития ограниченно;
  • Литиевые батареи достаточно быстро стареют, вне зависимости от того работает ли аккумулятор или просто лежит без дела.
  • Холод способствует быстрому разряду батареи. В тоже время низкая температура (3-5 C) является важным фактором, сдерживающим потерю емкости при их хранении.

У литий-инного аккумулятора ограниченный потенциал, который современная наука пока ещё не достигла. Поиски наилучшего материала для катода привели к появлению целого семейства химических источников тока на основе лития, различающихся друг от друга энергоёмкостью и параметрами режимов разряда/заряда. Работа над созданием идеального аккумулятора продолжается.

У BMW появился электрический кроссовер iX. Что о нем известно

Концепт BMW Vision iNext дебютировал в 2018 году, и тогда публика обсуждала исключительно его провокационный дизайн. Как мы уже знаем по купе 4 серии и заряженным M3/M4, гигантские «ноздри» больше не страшный сон, а тревожная явь — так что серийный кроссовер, который получил имя BMW iX, почти не шокирует.

И вообще, по сравнению с прототипом внешность стала значительно спокойнее, а «ноздри» тут несут довольно непривычную функцию. Они сплошные, то есть не предназначены для охлаждения радиаторов, зато прикрывают собой массив камер, радаров и прочих датчиков, необходимых для полуавтономного вождения. Причем сделаны они из «самозаживающего» материала: мелкие царапины должны сами собой затягиваться за 24 часа при комнатной температуре. Еще одна необычная фишка — саундтрек, написанный Хансом Циммером. Оскароносный композитор придумал автомобилю специальный «голос», с которым он разгоняется и тормозит, ведь полная тишина небезопасна, в первую очередь для пешеходов.

Сам же iX — это полностью электрический кроссовер, габаритами схожий с BMW X5. Точных размеров баварцы не сообщают, за исключением длины колесной базы: она составляет три метра ровно, что на 25 мм больше, чем у X5. Из деталей дизайна можно ответить безрамочные двери без рукояток (открываются они по нажатию кнопки), а также самые тонкие фары среди всех серийных BMW: они будут светодиодными по умолчанию, а за доплату вам дадут матричную оптику и лазерный дальний свет.

В движение iX приводят два электромотора, по одному на каждую ось, а расчетная суммарная мощность превышает 500 лошадиных сил — точные значения пока не определены, так как автомобиль еще находится в стадии доводки. Создатели обещают разгон до сотни в пределах пяти секунд, а неофициальные источники говорят, что запланированы и другие версии: одна послабее, на 300 с небольшим сил, а другая — мощнее 600.

Согласно тем же данным, младшая версия будет проезжать на одной зарядке около 400 километров. А вот официальная информация гласит, что топовый BMW iX с блоком батарей на 100 киловатт-часов сможет преодолеть свыше 600 км по циклу WLTP, при этом время зарядки от 10 до 80% должно занимать 40 минут. Весомый вклад в дальнобойность, по словам немцев, вносит и проработанная аэродинамика: с коэффициентом лобового сопротивления всего в 0,25 им удалось выиграть около 65 километров дистанции. Относительно чего, впрочем, не уточняется. Зато баварцы обещают в 2022 году наладить выпуск собственных аккумуляторов на заводе в Дингольфинге и, тем самым, стать первой компанией, самостоятельно производящей все элементы электрических силовых установок.

Первенство декларировано и по части бортовой электроники: iX будет оснащаться сотовым модемом 5G, тридцатью различными антеннами, бесчисленными сенсорами и мощными процессорами, которые смогут обрабатывать огромные массивы данных в реальном времени. Заявлено, что при пиковой нагрузке системы кроссовера пропускают до 30 гигабит информации в секунду — то есть больше, чем емкость одного DVD-диска.

Причем BMW iX не будет думать только сам за себя — он станет частью коллективного разума. С помощью того самого 5G-модема данные о дорожной ситуации отправляются на центральный сервер, где нейронная сеть на основе информации от других таких же кроссоверов дает подсказки о рекомендуемых настройках в текущий момент времени. Проще говоря, если один iX внезапно угодил в выбоину, следующий уже узнает о ней заранее и превентивно размягчит подвеску. Звучит фантастически, но инженеры уверены, что таким образом действительно улучшатся комфорт, безопасность и экономичность.

Читайте также  Toyota планирует развивать твердотельные батареи для электромобилей

Однако технологии не должны лезть на передний план: наоборот, баварцы пытаются их скрыть от пользователей, то есть водителей. Например, интерьер исполнен в минималистичном стиле: отсутствующий центральный тоннель, минимум кнопок и рычажков, замаскированные динамики аудиосистемы, тонкие дефлекторы вентиляции — и пара цифровых дисплеев.

Центральный, с диагональю 14,9 дюйма, изогнут и установлен так, словно висит в воздухе: крепления замаскированы от пассажиров. Рядом находится 12,3-дюймовый цифровой приборный щиток, а перед ним — восьмиугольный руль, символизирующий переход в новую эру вождения. Баварцы говорят, что перехватывать его по-прежнему удобно, но при этом в обод встроены светодиодные индикаторы, обозначающие ручной либо автоматический режим движения. BMW iX будет оснащаться автопилотом третьего уровня — то есть сможет самостоятельно ездить, например, по шоссе, не требуя от водителя постоянно держать руки на руле.

Постоянное подключение к интернету и общение с центральным «облаком» емкостью 230 петабайт подразумевает, что баварский электрокроссовер будет непрерывно обучаться и получать обновления «софта» — в частности, мультимедийной системы, которую создатели уже сейчас называют самой удобной и безопасной в мире. Однако проверить все это клиенты смогут лишь через год: старт производства намечен на конец ноября 2021 года. Примерно в тот же период с конвейера начнет сходить модель i4 — электрическая версия 4 серии — а уже к 2022-му баварцы планируют выйти на отметку в полмиллиона электромобилей ежегодно.

BMW iX3 Электромобиль

Разработчики: BMW
Дата премьеры системы: июль 2020 г
Отрасли: Транспорт

Содержание

2020: Официальный анонс

В середине июля 2020 года BMW представила первый в своём модельном ряду электрокроссовер. Презентация BMW iX3 состоялась в рамках Пекинского автосалона. Отмечается, что новинка разработана на той же архитектуре, что и серийный кроссовер X3, то есть на платформе CLAR.

Как утверждает производитель, мощность электромотора составляет 272 лошадиные силы, а емкость батарейного блока 70 кВт⋅ч. Без подзарядки электрокроссовер сможет проехать до 400 км. Максимальная скорость машины не уточняется.

Под капотом BMW iX3 скрывается технология eDrive BMW пятого поколения. Она включает новейшие технологии двигателя, аккумулятора и электроники, какие только может предложить компания, заявили в BMW. Производитель отметил, что электрический мотор, трансмиссия, электронные компоненты и аккумуляторы расположены в одном отдельном корпусе, а сам двигатель обходится без использования магнитов, то есть при его производстве не требуются редкоземельные материалы. Пока эти компоненты работают на технологиях семейства BMW i, однако к моменту выхода серийной версии компания обещает перевести платформу кроссовера на обновленную трансмиссию BMW iNext, которую должна представить к 2021 году.

Мощность этого двигателя на 30% выше, чем у любого из ранее существовавших двигателей BMW Group, при этом его эффективность выше на 93%. К нему присоединена батарея из 188 призматических элементов. Батарея поддерживает зарядку на скоростных зарядных комплексах мощностью 150 кВт, причем зарядить автомобиль от 0 до 80% на такой станции можно будет всего за 30 минут.

Электромобиль BMW iX3 также получил обновленную решетку радиатора с синей окантовкой BMW i, характерную для моделей семейства BMW i. По словам разработчиков, закрытая конструкция радиатора улучшает аэродинамические характеристики кроссовера. [1]

2018: Начало приема предзаказов

В начале сентября 2018 года немецкая компания BMW начала принимать предварительные заказы на покупку электрического кроссовера iX3, серийное производство которого стартует только через пару лет.

Жители Норвегии могут за 15 тыс. крон (около $1800) забронировать место в очереди на приобретение BMW iX3. Причем этот электрокар на момент оформления резерва находится лишь на стадии предсерийного концепта.

Автопроизводитель собирается оснастить машину электрической силовой установкой мощностью 272 лошадиные силы и блоком аккумуляторных батарей на 70 киловатт-часов. Запас хода электрокроссовера составит 400 км (по всемирному ездовому циклу WLTP), а благодаря подключению к мощным 150-киловаттным зарядным станциям заполнить элементы питания энергией с 0% до 100% можно будет всего за полчаса.

Платформа для iX3 взята у стандартного «паркетника» BMW X3, но для электромобиля создали особый задний подрамник и доработали конструкцию шасси. Экстерьер BMW iX3 отличается от модификации с двигателем внутреннего сгорания измененной радиаторной решеткой и улучшенными колесными дисками.

Силовая установка получила блок eDrive, объединяющий в компактном корпусе электромотор (в котором не содержится никаких редкоземельных элементов), коробку передач и электронные компоненты, а также аккумуляторы с более высокой плотностью хранения заряда.

Массовое производство BMW iX3 будет организовано в 2020 году в Китае, откуда машина будет поставляться на другие рынки. Предполагается, что кроссовер будет конкурировать с Mercedes-Benz EQC и Audi e-tron. Последний начал выпускаться серийно в сентябре 2018 года. Стоимость BMW iX3 не называется.

В соответствии с «дорожной картой» BMW к 2025 году будет выпущено 25 новых гибридных и полностью электрических автомобилей. iX3 входит в число 12 «чистых» электрокаров от баварского концерна. [2]

Добавить комментарий