Kā darbojas elektriskās automašīnas akumulators?

Litija jonu akumulators darbina jebkura veida elektriskos transportlīdzekļus. Jau no paša sākuma tā ir kļuvusi par atsauces tehnoloģiju elektrisko transportlīdzekļu tirgū. Kā tas strādā? IZI by EDF tīkla speciālisti sniegs Jums aktuālu informāciju par elektromobiļa akumulatora darbību, īpašībām, priekšrocībām un trūkumiem.

Kopsavilkums

Kā darbojas elektriskā transportlīdzekļa akumulators?

Ja lokomotīve kā enerģiju izmanto benzīnu vai dīzeļdegvielu, tas neattiecas uz elektriskajiem transportlīdzekļiem. Tie ir aprīkoti ar akumulatoru ar dažādu autonomiju, kas jāuzlādē uzlādes stacijā.

Jebkurš elektriskais transportlīdzeklis faktiski ir aprīkots ar vairākiem akumulatoriem:

• Papildu akumulators;
• Un vilces akumulators.

Kāda ir viņu loma un kā viņi strādā?

Papildus akumulators

Tāpat kā termovizoram, arī elektromobilim ir papildu akumulators. Šis 12 V akumulators tiek izmantots automašīnu piederumu barošanai.

Šis akumulators nodrošina pareizu dažādu elektroiekārtu darbību, piemēram:

• Elektriskie logi;
• Radio ;
• Dažādi elektromobiļa sensori.

Tādējādi elektriskā transportlīdzekļa papildu akumulatora darbības traucējumi var izraisīt noteiktus bojājumus.

Vilces akumulators

Elektriskā transportlīdzekļa centrālajam elementam, vilces akumulatoram, ir būtiska loma. Patiešām, tas uzglabā uzlādēto enerģiju uzlādes stacijā un nodrošina elektromotora jaudu ceļojuma laikā.

Vilces akumulatora darbība ir diezgan sarežģīta, tāpēc šis elements ir viena no dārgākajām elektromobiļa sastāvdaļām. Šīs izmaksas arī šobrīd kavē elektromobilitātes attīstību visā pasaulē. Daži izplatītāji, pērkot elektrisko transportlīdzekli, piedāvā vilces akumulatora nomas līgumu.

Litija jonu akumulators līdz šim ir visizplatītākais elektriskajos transportlīdzekļos izmantotais akumulatoru veids. Pateicoties tās izturībai, veiktspējai un drošības līmenim, tā patiešām ir standarta tehnoloģija lielākajai daļai ražotāju.

Tomēr ir dažādi elektrisko transportlīdzekļu akumulatoru veidi:

• Niķeļa kadmija akumulators;
• Niķeļa-metāla hidrīda akumulators;
• Litija akumulators;
• Li-ion akumulators.

Kopsavilkuma tabula par dažādu akumulatoru priekšrocībām elektriskajiem transportlīdzekļiem

Dažādu veidu akumulatori	Priekšrocības
Kadmija niķelis	Viegls akumulators ar izcilu kalpošanas laiku.
Niķeļa metāla hidrīds	Viegls akumulators ar zemu piesārņojumu un lielu enerģijas uzglabāšanas jaudu.
Litijs	Stabila uzlāde un izlāde. Augsts nominālais spriegums. Ievērojams masas un tilpuma enerģijas blīvums.
Litija jons	Augsta īpatnējā un tilpuma enerģija.

Kopsavilkuma tabula par dažādu elektrisko transportlīdzekļu akumulatoru trūkumiem

Dažādu veidu akumulatori	Ierobežojumi
Kadmija niķelis	Tā kā kadmija toksicitātes līmenis ir ļoti augsts, šis materiāls vairs netiek izmantots.
Niķeļa metāla hidrīds	Materiāls ir dārgs. Dzesēšanas sistēma ir nepieciešama, lai kompensētu temperatūras paaugstināšanos proporcionāli slodzei.
Litijs	Litija pārstrāde vēl nav pilnībā apgūta. Jābūt automatizētai jaudas pārvaldībai.
Litija jons	Uzliesmojamības problēma.

Akumulatora veiktspēja

Elektromotora jaudu izsaka kilovatos (kW). Savukārt kilovatstunda (kWh) mēra enerģiju, ko spēj nodrošināt elektriskā transportlīdzekļa akumulators.

Siltumdzinēja jaudu (izteiktu zirgspēkos) var salīdzināt ar elektromotora jaudu, kas izteikta kW.

Tomēr, ja vēlaties ieguldīt elektromobilī ar visilgāko akumulatora darbības laiku, jums būs jāpāriet uz kWh uzskaiti.

Baterijas kalpošanas laiks

Atkarībā no jūsu elektriskā transportlīdzekļa modeļa tā darbības rādiuss var būt vidēji no 100 līdz 500 km. Patiešām, ar zemu akumulatora uzlādes līmeni pietiek, lai vienkārši ikdienā lietotu elektrisko transportlīdzekli, lai vestu bērnus uz skolu vai darbu tuvumā. Šis transporta veids ir lētāks.

Papildus sākuma līmeņa vai vidējas klases modeļiem ir arī augstākās klases modeļi, kas ir daudz dārgāki. Šo automašīnu cenu lielā mērā ietekmē akumulatora veiktspēja.

Tomēr šāda veida elektriskais transportlīdzeklis var nobraukt līdz 500 km atkarībā no jūsu braukšanas stila, ceļa veida, laika apstākļiem utt.

Lai saglabātu sava akumulatora autonomiju garā ceļojumā, IZI by EDF tīkla profesionāļi īpaši iesaka izvēlēties elastīgu braukšanu un izvairīties no pārāk strauja paātrinājuma.

Akumulatora uzlādes laiks

IZI by EDF tīkla profesionāļi īpaši parūpēsies par elektrisko transportlīdzekļu uzlādes staciju uzstādīšana ... Atklājiet visus esošos akumulatora uzlādes risinājumus savam elektromobilim, izmantojot:

• Sadzīves rozete 220 V;
• Wallbox ātrās uzlādes ligzda;
• Un ātrās uzlādes stacija.

Sadzīves rozete 220 V

Mājās varat uzstādīt mājsaimniecības kontaktligzdu 220 V. Uzlādes laiks ir no 10 līdz 13 stundām. Pēc tam varat uzlādēt savu automašīnu nakti, lai to izmantotu visas dienas garumā.

Wallbox ātrās uzlādes ligzda

Ja izvēlaties ātrās uzlādes ligzdu, ko sauc arī par Wallbox, uzlādes laiks tiks saīsināts:

• 4 stundas versijā 32A;
• 8 vai 10 stundas 16A versijā.

Ātrās uzlādes stacija

Dzīvojamo māju stāvvietās vai lielveikalu un biznesa stāvvietās jūs varat arī uzlādēt savu automašīnu ātrās uzlādes stacijā. Šīs ierīces izmaksas, protams, ir visaugstākās.

Tomēr akumulatora uzlādes laiks ir ļoti ātrs: tas aizņem 30 minūtes.

Elektrisko transportlīdzekļu akumulatoru uzlādes aprīkojuma cenu kopsavilkuma tabula

Akumulatora uzlādes iekārtas tips	Cena (bez uzstādīšanas)
Ātrās uzlādes savienotājs	Apmēram 600 eiro
Ātrās uzlādes stacija	Apmēram 900 €

Kā darbojas litija jonu akumulators?

Šāda veida akumulatoru darbības princips ir sarežģīts. Elektroni cirkulē akumulatora iekšpusē, radot potenciālu atšķirību starp diviem elektrodiem. Viens elektrods ir negatīvs, otrs ir pozitīvs. Tie ir iegremdēti elektrolītā: jonu vadošā šķidrumā.

Izlādes fāze

Kad transportlīdzekli darbina akumulators, negatīvais elektrods atbrīvo saglabātos elektronus. Pēc tam tie tiek savienoti ar pozitīvo elektrodu, izmantojot ārējo ķēdi. Šī ir izlādes fāze.

Uzlādes fāze

Pretējs efekts rodas, ja akumulators tiek uzlādēts uzlādes stacijā vai saderīgā pastiprinātā elektrības kontaktligzdā. Tādējādi lādētāja pārraidītā enerģija pārnes pozitīvajā elektrodā esošos elektronus uz negatīvo elektrodu. 

BMS akumulatori: definīcija un darbība

BMS (Battery Management System) programmatūra kontrolē moduļus un elementus, kas veido vilces akumulatoru. Šī pārvaldības sistēma uzrauga akumulatoru un optimizē akumulatora darbības laiku.

Kad akumulators sabojājas, tas pats notiek ar BMS. Tomēr daži EV ražotāji piedāvā BMS pārprogrammēšanas pakalpojumu. Tādējādi mīkstajā atiestatīšanā var ņemt vērā akumulatora stāvokli laikā T.

Cik uzticams ir elektromobiļa akumulators?

Litija jonu akumulators ir slavens ar savu uzticamību. Tomēr esiet uzmanīgi, jo īpaši uzlādes režīms var ietekmēt tā izturību. Turklāt visos gadījumos akumulatora darbības laiks un veiktspēja laika gaitā pasliktinās.

Kad elektromobilis sabojājas, iemesls ļoti reti ir akumulators. Patiešām, ziemā jūs ātri sapratīsit, ka jūsu elektromobilim atšķirībā no dīzeļlokomotīves, neskatoties uz aukstumu, nav problēmu ar iedarbināšanu.

Kāpēc litija jonu akumulatori laika gaitā pasliktinās?

Kad elektriskais transportlīdzeklis nobrauc daudzus kilometrus, akumulatora veiktspēja lēnām pasliktinās. Tad ir redzami divi faktori:

• Samazināts akumulatora darbības laiks;
• Ilgāks akumulatora uzlādes laiks.

Cik ātri noveco elektriskā transportlīdzekļa akumulators?

Akumulatora novecošanas ātrumu var ietekmēt dažādi faktori:

• Elektromobiļa uzglabāšanas nosacījumi (garāžā, uz ielas utt.);
• Braukšanas stils (ar elektromobili vēlama zaļa braukšana);
• Uzlādes biežums ātrās uzlādes stacijās;
• Laika apstākļi apgabalā, kurā braucat visbiežāk.

Kā optimizēt elektriskā transportlīdzekļa akumulatora darbības laiku?

Ņemot vērā iepriekš minētos faktorus, var optimizēt vilces akumulatora kalpošanas laiku. Jebkurā laikā ražotājs vai uzticama trešā puse var diagnosticēt un izmērīt akumulatora SOH (veselības stāvokli). Šo mērījumu izmanto, lai novērtētu akumulatora stāvokli.

SOH salīdzina maksimālo akumulatora jaudu testa laikā ar maksimālo akumulatora jaudu, kad tas bija jauns.

Atbrīvošanās: elektriskā transportlīdzekļa akumulatora otrais mūžs

Elektrisko transportlīdzekļu nozarē Litija jonu akumulatora utilizācijas problēma elektriskajos transportlīdzekļos joprojām ir liela problēma. Patiešām, ja EV ir tīrāks nekā dīzeļlokomotīve (ogļūdeņraža ražošanas problēma), jo tajā tiek izmantoti atjaunojamie enerģijas avoti, problēma ir elektrība, litija reģenerācija un pārstrāde.

Ekoloģiskās problēmas

Elektriskā transportlīdzekļa akumulators var saturēt vairākus kilogramus litija. Tiek izmantoti citi materiāli, piemēram, kobalts un mangāns. Šie trīs dažādie metālu veidi tiek iegūti un apstrādāti izmantošanai akumulatoru būvē.

Litijs

Divas trešdaļas no litija resursiem, ko izmanto elektrisko transportlīdzekļu akumulatoru izstrādē, nāk no Dienvidamerikas sāls tuksnešiem (Bolīvijas, Čīles un Argentīnas).

Litija ekstrakcijai un apstrādei nepieciešams liels ūdens daudzums, kā rezultātā:

• Gruntsūdeņu un upju izžūšana;
• Augsnes piesārņojums;
• Un vides traucējumi, piemēram, saindēšanās un vietējo iedzīvotāju nopietnu slimību palielināšanās.

kobalts

Vairāk nekā puse no pasaulē saražotā kobalta tiek iegūta no Kongo raktuvēm. Pēdējie īpaši izceļas saistībā ar:

• Kalnrūpniecības drošības nosacījumi;
• Bērnu ekspluatācija kobalta ieguvei.

Kavēšanās pārstrādes sektorā: skaidrojumi

Ja litija jonu akumulators plaša patēriņa elektronikas sektorā tika pārdots kopš 1991. gada, tad šī materiāla pārstrādes kanāli sāka veidoties daudz vēlāk.

Ja litijs sākotnēji netika pārstrādāts, tas galvenokārt bija saistīts ar:

• Par tā lielisko pieejamību;
• Zemas tās ieguves izmaksas;
• Savākšanas rādītāji joprojām bija diezgan zemi.

Tomēr, pieaugot elektromobilitātei, piegādes vajadzības mainās strauji, līdz ar to ir nepieciešams efektīvs recirkulācijas kanāls. Mūsdienās vidēji 65% litija bateriju tiek pārstrādāti.

Litija pārstrādes risinājumi

Mūsdienās ir maz novecojušu elektrisko transportlīdzekļu, salīdzinot ar dīzeļlokomotīvēm. Tas dod iespēju praktiski pilnībā izjaukt transportlīdzekļus un nolietotās akumulatoru sastāvdaļas.

Tādējādi litiju, kā arī alumīniju, kobaltu un varu var savākt un pārstrādāt.

Nebojātiem akumulatoriem ir cita ķēde. Patiešām, tikai tāpēc, ka tie dažkārt vairs nerada pietiekami daudz jaudas, lai nodrošinātu draiveriem pareizu veiktspēju un diapazonu, tas nenozīmē, ka tie vairs nedarbojas. Tādējādi viņiem tiek dota otrā dzīve. Pēc tam tos izmanto stacionārai lietošanai:

• Atjaunojamo enerģijas avotu (saules, vēja u.c.) uzglabāšanai ēkās;
• Ātrās uzlādes staciju darbināšanai.

Enerģētikas nozarei vēl ir jāievieš jauninājumi, lai atrastu alternatīvas šiem materiāliem vai iegūtu tos citos veidos.

Elektromobiļu uzlādes stacijas uzstādīšana