Akumulatorsko električno vozilo

Pri električnem vozilu igra baterija oziroma baterijski paket odločilno vlogo. Ta komponenta med drugim določa doseg, čas polnjenja, težo in ceno električnega vozila. V tem članku vas bomo popeljali skozi vse, kar morate vedeti o baterijah.

Začnimo z dejstvom, da električna vozila uporabljajo litij-ionske baterije. Tovrstne baterije najdemo tudi v mobilnih telefonih in prenosnikih. Obstajajo različne vrste litij-ionskih baterij, ki obdelujejo različne surovine, kot so kobalt, mangan ali nikelj. Prednost litij-ionskih baterij je v visoki energijski gostoti in dolgi življenjski dobi. Pomanjkljivost je, da ni mogoče uporabiti polne moči. Popolna izpraznitev baterije je škodljiva. Tem vprašanjem bomo v naslednjih odstavkih namenili več pozornosti.

Za razliko od telefona ali prenosnika imajo električna vozila baterijo za ponovno polnjenje, sestavljeno iz niza celic. Te celice tvorijo grozd, ki se lahko poveže zaporedno ali vzporedno. Baterija zavzame veliko prostora in tehta veliko. Za čim boljšo porazdelitev teže po vozilu je baterija običajno vgrajena v spodnjo ploščo.

Zmogljivost

Kapaciteta baterije je pomemben dejavnik pri delovanju električnega vozila. Kapaciteta je navedena v kilovatnih urah (kWh). Na primer, Tesla Model 3 Long Range ima 75 kWh baterijo, Volkswagen e-Up pa 36,8 kWh baterijo. Kaj točno ta številka pomeni?

Watt – in torej kilovat – pomeni moč, ki jo lahko proizvede baterija. Če baterija eno uro odda 1 kilovat moči, je to 1 kilovat.uro energija. Kapaciteta je količina energije, ki jo lahko shrani baterija. Vatne ure se izračunajo tako, da se število amperskih ur (električni naboj) pomnoži s številom voltov (napetost).

V praksi nikoli ne boste imeli na voljo polne kapacitete baterije. Povsem izpraznjena baterija – in torej uporablja 100 % svoje zmogljivosti – škoduje njeni življenjski dobi. Če je napetost prenizka, se lahko elementi poškodujejo. Da bi to preprečili, elektronika vedno pusti medpomnilnik. Polna napolnjenost tudi ne prispeva k bateriji. Najbolje je, da baterijo napolnite od 20% do 80% ali nekje vmes. Ko govorimo o 75kWh bateriji, je to polna zmogljivost. Zato imate v praksi vedno opravka z manj uporabno kapaciteto.

Temperatura

Temperatura je pomemben dejavnik, ki vpliva na zmogljivost baterije. Hladna baterija povzroči znatno zmanjšanje zmogljivosti. To je zato, ker kemija v bateriji pri nizkih temperaturah ne deluje tako dobro. Posledično se morate pozimi ukvarjati z manjšim obsegom. Tudi visoke temperature negativno vplivajo na delovanje, vendar v manjši meri. Toplota močno negativno vpliva na življenjsko dobo baterije. Tako mraz deluje kratkotrajno, toplota pa dolgoročno.

Številna električna vozila imajo sistem za upravljanje baterije (BMS), ki med drugim spremlja temperaturo. Sistem pogosto aktivno posega tudi z ogrevanjem, hlajenjem in/ali prezračevanjem.

življenjska doba

Mnogi se sprašujejo, kakšna je življenjska doba baterije električnega vozila. Ker so električna vozila še relativno mlada, dokončnega odgovora še ni, še posebej, ko gre za najnovejše baterije. Seveda je to odvisno tudi od avtomobila.

Življenjska doba je delno določena s številom ciklov polnjenja. Z drugimi besedami: kako pogosto se baterija polni od prazne do polne. Tako lahko cikel polnjenja razdelimo na več polnjenj. Kot smo že omenili, je najbolje, da vsakič napolnite med 20 % in 80 %, da podaljšate življenjsko dobo baterije.

Tudi prehitro polnjenje ne prispeva k podaljšanju življenjske dobe baterije. To je posledica dejstva, da se med hitrim polnjenjem temperatura močno dvigne. Kot že rečeno, visoke temperature negativno vplivajo na življenjsko dobo baterije. Temu se načeloma lahko uprejo vozila z aktivnim hladilnim sistemom. Na splošno je priporočljivo izmenično hitro in običajno polnjenje. Ni tako, da je hitro polnjenje slabo.

Električna vozila so na trgu že kar nekaj časa. Torej, pri teh avtomobilih lahko vidite, koliko se je zmanjšala zmogljivost baterije. Produktivnost se običajno zmanjša za približno 2,3 % na leto. Vendar razvoj baterijske tehnologije ne miruje, zato se stopnja degradacije le zmanjšuje.

Pri električnih vozilih, ki so prepotovala veliko kilometrov, padec moči ni tako hud. Tesli, ki so prevozili več kot 250.000 90 km, je včasih ostalo več kot XNUMX % kapacitete baterije. Po drugi strani pa so tudi tesle, kjer so zamenjali celotno baterijo z manj prevoženimi kilometri.

Proizvodnja

Tudi proizvodnja baterij za električna vozila poraja vprašanja: kako okolju prijazna je proizvodnja tovrstnih baterij? Ali se med proizvodnim procesom dogajajo neželene stvari? Te težave so povezane s sestavo baterije. Ker električna vozila delujejo na litij-ionske baterije, je litij vseeno pomembna surovina. Vendar se uporabljajo tudi številne druge surovine. Glede na vrsto baterije se uporabljajo tudi kobalt, nikelj, mangan in/ali železov fosfat.

Okolje

Pridobivanje teh surovin je škodljivo za okolje in škoduje krajini. Poleg tega se zelena energija pogosto ne uporablja v proizvodnji. Tako električna vozila vplivajo tudi na okolje. Res je, da je surovine za baterije zelo reciklirane. Odvržene baterije iz električnih vozil se lahko uporabijo tudi za druge namene. Več o tej temi si preberite v članku o tem, kako okolju prijazna so električna vozila.

Delovni pogoji

Z vidika delovnih pogojev je kobalt najbolj problematična surovina. Obstajajo pomisleki glede človekovih pravic med rudarjenjem v Kongu. Govorijo o izkoriščanju in delu otrok. Mimogrede, to ni povezano samo z električnimi vozili. Ta težava vpliva tudi na baterije telefona in prenosnika.

Stroški

Baterije vsebujejo drage surovine. Na primer, povpraševanje po kobaltu in s tem cena sta skokovito narasla. Nikelj je tudi draga surovina. To pomeni, da so stroški proizvodnje baterij precej visoki. To je eden glavnih razlogov, zakaj so električna vozila dražja v primerjavi z njihovimi bencinskimi ali dizelskimi ekvivalenti. To tudi pomeni, da modelna različica električnega avtomobila z večjo baterijo pogosto takoj postane precej dražja. Dobra novica je, da so baterije strukturno cenejše.

Prenesi

Accupercentage

Električni avto vedno pokaže, kolikšen odstotek napolnjenosti baterije. Imenuje se tudi Stanje polnjenja klical. Alternativna metoda merjenja je Globina izpusta... To kaže, kako izpraznjena je baterija, ne pa, kako polna je. Kot pri mnogih bencinskih ali dizelskih vozilih, se to pogosto pretvori v oceno preostale kilometrine.

Avto nikoli ne zna natančno povedati, kolikšen je odstotek napolnjenosti baterije, zato je priporočljivo, da ne skušate usode. Ko je baterija skoraj prazna, se bodo nepotrebni luksuzni predmeti, kot sta ogrevanje in klimatska naprava, izklopili. Če je situacija res huda, lahko avto gre le počasi. 0% ne pomeni popolnoma izpraznjene baterije zaradi prej omenjenega pufra.

Nosilna zmogljivost

Čas polnjenja je odvisen tako od vozila kot od načina polnjenja. Pri samem vozilu je odločilna zmogljivost baterije in zmogljivost polnjenja. O zmogljivosti baterije smo že govorili. Ko je moč izražena v kilovatnih urah (kWh), je zmogljivost polnjenja izražena v kilovatih (kW). Izračuna se tako, da se napetost (v amperih) pomnoži s tokom (volti). Večja kot je zmogljivost polnjenja, hitreje se bo vozilo polnilo.

Običajne javne polnilne postaje se polnijo z 11 kW ali 22 kW AC. Niso pa vsa električna vozila primerna za polnjenje z močjo 22 kW. Polnilniki za hitro polnjenje se polnijo s stalnim tokom. To je mogoče z veliko večjo nosilnostjo. Tesla superpolnilniki polnijo 120 kW in Fastned hitri polnilniki 50 kW 175 kW. Niso vsa električna vozila primerna za hitro polnjenje z visoko močjo 120 ali 175 kW.

Javne polnilne postaje

Pomembno je vedeti, da je polnjenje nelinearen proces. Polnjenje pri zadnjih 20 % je precej počasnejše. To je razlog, zakaj čas polnjenja pogosto imenujemo polnjenje do 80 %.

Čas nalaganja je odvisen od več dejavnikov. Eden od dejavnikov je, ali uporabljate enofazno ali trifazno polnjenje. Trifazno polnjenje je najhitrejše, a za to niso primerna vsa električna vozila. Poleg tega nekatere hiše uporabljajo le enofazni priključek namesto trifaznega.

Običajne javne polnilne postaje so trifazne in so na voljo v 16 in 32 amperih. Polnjenje (0% do 80%) električnega vozila z baterijo 50 kWh traja približno 16 ur na 11 A ali 3,6 kW polnilnih postajah. Z 32 amperskimi polnilnimi postajami (22 kW drogovi) bo trajalo 1,8 ur.

Vendar je to mogoče narediti še hitreje: s hitrim polnilnikom moči 50 kW traja slabih 50 minut. Dandanes so na voljo tudi hitri polnilniki moči 175 kW, s katerimi lahko 50 kWh baterijo napolnite tudi do 80 % v XNUMX minutah. Za več informacij o javnih polnilnih postajah si oglejte naš članek o polnilnih postajah na Nizozemskem.

Polnjenje doma

Možno je tudi polnjenje doma. Nekoliko starejše hiše pogosto nimajo trifaznega priključka. Čas polnjenja je seveda odvisen od jakosti toka. Pri toku 16 amperov se električni avtomobil z baterijo 50 kWh v 10,8 urah napolni 80 %. Pri toku 25 amperov je to 6,9 ure, pri 35 amperih pa 5 ur. Članek o pridobivanju lastne polnilne postaje podrobneje opisuje polnjenje doma. Lahko se tudi vprašate: koliko stane polna baterija? Na to vprašanje bomo odgovorili v članku o stroških električne vožnje.

Če povzamemo:

Baterija je najpomembnejši del električnega vozila. Številne slabosti električnega vozila so povezane s to komponento. Baterije so še vedno drage, težke, temperaturno občutljive in okolju neprijazne. Po drugi strani pa degradacija sčasoma ni tako slaba. Še več, baterije so že zdaj veliko cenejše, lažje in učinkovitejše kot nekoč. Proizvajalci trdo delajo na nadaljnjem razvoju baterij, tako da bo stanje le še boljše.