Kako radi baterija električnog automobila?

Litij-ionska baterija napaja bilo koju vrstu električnog vozila. Od samog početka etablirao se kao referentna tehnologija na tržištu električnih vozila. Kako radi? Stručnjaci IZI by EDF mreže pružit će vam ažurirane informacije o radu, karakteristikama, prednostima i nedostacima akumulatora za električno vozilo.

Rezime

Kako radi baterija električnog vozila?

Ako lokomotiva koristi benzin ili dizel kao energiju, to se ne odnosi na električna vozila. Opremljeni su baterijom različite autonomije koja se mora puniti na stanici za punjenje.

Svako električno vozilo zapravo je opremljeno s nekoliko baterija:

• Dodatna baterija;
• I vučna baterija.

Koja je njihova uloga i kako rade?

Dodatna baterija

Poput termovizira, električno vozilo ima dodatnu bateriju. Ova 12V baterija se koristi za napajanje auto pribora.

Ova baterija osigurava ispravan rad različite električne opreme, kao što su:

• Električni prozori;
• Radio ;
• Razni senzori električnog vozila.

Dakle, kvar pomoćne baterije električnog vozila može uzrokovati određene kvarove.

Vučna baterija

Središnji element električnog vozila, vučna baterija, igra bitnu ulogu. Doista, pohranjuje napunjenu energiju u stanici za punjenje i osigurava struju elektromotoru tijekom putovanja.

Rad vučne baterije je prilično složen, pa je ovaj element jedna od najskupljih komponenti električnog vozila. Ovaj trošak također trenutno koči razvoj elektromobilnosti diljem svijeta. Neki trgovci nude ugovor o najmu vučne baterije pri kupnji električnog vozila.

Litij-ionska baterija je daleko najraširenija vrsta baterije u električnim vozilima. Zbog svoje izdržljivosti, performansi i razine sigurnosti, to je uistinu referentna tehnologija za većinu proizvođača.

Međutim, postoje različite vrste baterija za električna vozila:

• Nikl-kadmij baterija;
• Nikl-metal hidridna baterija;
• Litijska baterija;
• Li-ion baterija.

Tablica sažetka prednosti različitih baterija za električna vozila

Različite vrste baterija	Prednosti
Kadmij nikal	Lagana baterija s izvrsnim vijekom trajanja.
Nikl metal hidrid	Lagana baterija s niskim zagađenjem i velikim kapacitetom za pohranu energije.
litij	Stabilno punjenje i pražnjenje. Visok nazivni napon. Značajna masena i volumetrijska gustoća energije.
Litij -ion	Visoka specifična i volumetrijska energija.

Zbirna tablica nedostataka raznih baterija za električna vozila

Različite vrste baterija	Ograničenja
Kadmij nikal	Budući da je razina toksičnosti kadmija vrlo visoka, ovaj materijal se više ne koristi.
Nikl metal hidrid	Materijal je skup. Sustav hlađenja je potreban da kompenzira porast temperature proporcionalno opterećenju.
litij	Recikliranje litija još nije u potpunosti savladano. Trebalo bi postojati automatizirano upravljanje napajanjem.
Litij -ion	Problem zapaljivosti.

Performanse baterije

Snaga elektromotora izražava se u kilovatima (kW). S druge strane, kilovat sat (kWh) mjeri energiju koju baterija električnog vozila može isporučiti.

Snaga toplinskog motora (izražena u konjskim snagama) može se usporediti sa snagom elektromotora izraženom u kW.

Međutim, ako želite investirati u električno vozilo s najdužim vijekom trajanja baterije, morat ćete se okrenuti mjerenju kWh.

Vijek trajanja baterije

Ovisno o modelu vašeg električnog vozila, njegov domet u prosjeku može biti od 100 do 500 km. Doista, slaba baterija dovoljna je za jednostavnu svakodnevnu upotrebu električnog vozila za vožnju djece u školu ili na posao u blizini. Ova vrsta prijevoza je jeftinija.

Osim početnih ili srednjih modela, postoje i modeli visoke klase koji su znatno skuplji. Na cijenu ovih automobila uvelike utječu performanse baterije.

Međutim, ovaj tip električnog vozila može prijeći do 500 km ovisno o vašem stilu vožnje, vrsti ceste, vremenskim uvjetima itd.

Kako biste očuvali autonomiju baterije na dugom putovanju, profesionalci IZI by EDF mreže savjetuju vam posebno da odaberete fleksibilnu vožnju i izbjegavate prebrza ubrzanja.

Vrijeme punjenja baterije

Profesionalci mreže IZI by EDF pobrinut će se posebno za ugradnja punionica za električna vozila ... Otkrijte sva postojeća rješenja za punjenje baterija za vaše električno vozilo uz:

• Utičnica za kućanstvo 220 V;
• Wallbox utičnica za brzo punjenje;
• I stanica za brzo punjenje.

Utičnica za kućanstvo 220 V

Kod kuće možete instalirati kućnu utičnicu za 220 V. Vrijeme punjenja je od 10 do 13 sati. Zatim možete puniti svoj automobil preko noći kako biste ga koristili tijekom dana.

Wallbox utičnica za brzo punjenje

Ako odaberete utičnicu za brzo punjenje, koja se naziva i Wallbox, vrijeme punjenja će se skratiti:

• Za 4 sata u verziji 32A;
• Za 8 ili 10 sati u verziji 16A.

Stanica za brzo punjenje

Na višestambenim parkiralištima ili u supermarketima i poslovnim parkiralištima također možete puniti automobil na stanici za brzo punjenje. Cijena ovog uređaja je, naravno, najveća.

Međutim, vrijeme punjenja baterije je vrlo brzo: potrebno je 30 minuta.

Zbirna tablica cijena opreme za punjenje baterija električnih vozila

Vrsta opreme za punjenje baterija	Cijena (bez montaže)
Konektor za brzo punjenje	Oko 600 eura
Stanica za brzo punjenje	Oko 900 €

Kako radi litij-ionska baterija?

Princip rada ove vrste baterija je složen. Elektroni kruže unutar baterije, stvarajući potencijalnu razliku između dvije elektrode. Jedna elektroda je negativna, druga pozitivna. Uronjeni su u elektrolit: ionsku vodljivu tekućinu.

Faza pražnjenja

Kada baterija napaja vozilo, negativna elektroda oslobađa pohranjene elektrone. Zatim su spojeni na pozitivnu elektrodu preko vanjskog kruga. Ovo je faza pražnjenja.

Faza punjenja

Suprotan učinak događa se kada se baterija puni u stanici za punjenje ili u kompatibilnoj pojačanoj električnoj utičnici. Dakle, energija koju prenosi punjač prenosi elektrone prisutne u pozitivnoj elektrodi na negativnu elektrodu. 

BMS baterije: definicija i rad

Softver BMS (Battery Management System) kontrolira module i elemente koji čine vučnu bateriju. Ovaj sustav upravljanja nadzire bateriju i optimizira vijek trajanja baterije.

Kada baterija pokvari, isto se događa i s BMS-om. Međutim, neki proizvođači električnih vozila nude uslugu reprogramiranja BMS-a. Stoga, meki reset može uzeti u obzir stanje baterije u trenutku T.

Koliko je pouzdan akumulator za električni automobil?

Litij-ionska baterija poznata je po svojoj pouzdanosti. Međutim, budite oprezni, način punjenja posebno može utjecati na njegovu trajnost. Osim toga, trajanje baterije i performanse se s vremenom smanjuju u svim slučajevima.

Kada se električni automobil pokvari, uzrok je vrlo rijetko akumulator. Doista, zimi ćete vrlo brzo shvatiti da vaš električni automobil bez problema pali, unatoč hladnoći, za razliku od dizelske lokomotive.

Zašto se litij-ionske baterije s vremenom pokvare?

Kada električno vozilo putuje mnogo kilometara, performanse baterije polako opadaju. Tada su vidljiva dva faktora:

• Smanjeno trajanje baterije;
• Dulje vrijeme punjenja baterije.

Koliko brzo stari baterija električnog vozila?

Različiti čimbenici mogu utjecati na brzinu starenja baterije:

• Uvjeti skladištenja električnog vozila (u garaži, na ulici itd.);
• Stil vožnje (s električnim automobilom poželjna je zelena vožnja);
• Učestalost punjenja na stanicama za brzo punjenje;
• Vremenski uvjeti u području u kojem najčešće vozite.

Kako optimizirati vijek trajanja baterije električnog vozila?

Uzimajući u obzir gore navedene čimbenike, vijek trajanja vučne baterije može se optimizirati. U svakom trenutku, proizvođač ili treća strana od povjerenja može dijagnosticirati i izmjeriti SOH (zdravstveno stanje) baterije. Ovo mjerenje se koristi za procjenu stanja baterije.

SOH uspoređuje maksimalni kapacitet baterije u vrijeme testa s maksimalnim kapacitetom baterije kada je bila nova.

Zbrinjavanje: drugi životni vijek baterije električnog vozila

U sektoru električnih vozila problem zbrinjavanja litij-ionskih baterija u električnim vozilima ostaje veliki problem. Doista, ako je električno vozilo čišće od dizelske lokomotive (problem proizvodnje ugljikovodika) jer koristi obnovljive izvore energije, struja, oporavak i recikliranje litija predstavlja problem.

Pitanja zaštite okoliša

Baterija električnog vozila može sadržavati nekoliko kilograma litija. Koriste se i drugi materijali kao što su kobalt i mangan. Ove tri različite vrste metala se kopaju i obrađuju za upotrebu u izgradnji baterija.

litij

Dvije trećine resursa litija koji se koriste u razvoju baterija za električna vozila potječu iz slanih pustinja Južne Amerike (Bolivija, Čile i Argentina).

Ekstrakcija i prerada litija zahtijeva veliku količinu vode, što rezultira:

• Isušivanje podzemnih voda i rijeka;
• Zagađenje tla;
• I ekološki poremećaji, poput porasta trovanja i ozbiljnih bolesti lokalnog stanovništva.

kobalt

Više od polovice svjetske proizvodnje kobalta dolazi iz kongoanskih rudnika. Potonji se posebno ističu u odnosu na:

• Sigurnosni uvjeti rudarstva;
• Eksploatacija djece za vađenje kobalta.

Kašnjenje u sektoru recikliranja: objašnjenja

Ako se litij-ionska baterija prodaje od 1991. u sektoru potrošačke elektronike, kanali za recikliranje ovog materijala počeli su se razvijati mnogo kasnije.

Ako litij u početku nije bio recikliran, to je uglavnom zbog:

• O svojoj velikoj dostupnosti;
• Niska cijena njegove ekstrakcije;
• Stope naplate ostale su prilično niske.

Međutim, s porastom elektromobilnosti, potrebe za opskrbom se mijenjaju velikom brzinom, pa stoga i potreba za učinkovitim kanalom recirkulacije. Danas se u prosjeku reciklira 65% litij baterija.

Rješenja za recikliranje litija

Danas je malo zastarjelih električnih vozila u odnosu na dizelske lokomotive. To omogućuje praktički potpuno rastavljanje vozila i rabljenih komponenti akumulatora.

Tako se litij kao i aluminij, kobalt i bakar mogu sakupljati i reciklirati.

Neoštećene baterije slijede drugi krug. Doista, samo zato što ponekad više ne generiraju dovoljno snage da osiguraju odgovarajuće performanse i domet za vozače, to ne znači da više ne rade. Tako im je dan drugi život. Zatim se koriste za stacionarnu upotrebu:

• Za skladištenje obnovljivih izvora energije (solarna, vjetar, itd.) u zgradama;
• Za napajanje stanica za brzo punjenje.

Energetski sektor tek treba uvesti inovacije kako bi pronašao alternative tim materijalima ili ih dobio na druge načine.

Ugradnja stanice za punjenje električnih automobila