Ηλεκτρικό όχημα με μπαταρία
περιεχόμενο
Σε ένα ηλεκτρικό όχημα, η μπαταρία, ή μάλλον η μπαταρία, παίζει καθοριστικό ρόλο. Αυτό το στοιχείο καθορίζει, μεταξύ άλλων, την αυτονομία, τον χρόνο φόρτισης, το βάρος και την τιμή ενός ηλεκτρικού οχήματος. Σε αυτό το άρθρο, θα σας πούμε όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για τις μπαταρίες.
Ας ξεκινήσουμε με το γεγονός ότι τα ηλεκτρικά οχήματα χρησιμοποιούν μπαταρίες ιόντων λιθίου. Μπαταρίες αυτού του τύπου υπάρχουν επίσης σε κινητά τηλέφωνα και φορητούς υπολογιστές. Υπάρχουν διάφοροι τύποι μπαταριών ιόντων λιθίου που επεξεργάζονται διαφορετικές πρώτες ύλες όπως κοβάλτιο, μαγγάνιο ή νικέλιο. Το πλεονέκτημα των μπαταριών ιόντων λιθίου είναι ότι έχουν υψηλή ενεργειακή πυκνότητα και μεγάλη διάρκεια ζωής. Το μειονέκτημα είναι ότι δεν είναι δυνατή η πλήρης χρήση της ισχύος. Η πλήρης αποφόρτιση της μπαταρίας είναι επιβλαβής. Αυτά τα θέματα θα δοθεί περισσότερη προσοχή στις επόμενες παραγράφους.
Σε αντίθεση με ένα τηλέφωνο ή φορητό υπολογιστή, τα ηλεκτρικά οχήματα έχουν μια μπαταρία που αποτελείται από μια συλλογή κυττάρων. Αυτά τα κελιά σχηματίζουν ένα σύμπλεγμα που μπορεί να συνδεθεί σε σειρά ή παράλληλα. Η μπαταρία καταλαμβάνει πολύ χώρο και ζυγίζει πολύ. Για να κατανεμηθεί το βάρος όσο το δυνατόν περισσότερο στο αυτοκίνητο, η μπαταρία είναι συνήθως ενσωματωμένη στην κάτω πλάκα.
Χωρητικότητα
Η χωρητικότητα της μπαταρίας είναι ένας σημαντικός παράγοντας στην απόδοση ενός ηλεκτρικού οχήματος. Η χωρητικότητα καθορίζεται σε κιλοβατώρες (kWh). Για παράδειγμα, το Tesla Model 3 Long Range έχει μπαταρία 75 kWh, ενώ το Volkswagen e-Up μπαταρία 36,8 kWh. Τι ακριβώς σημαίνει αυτός ο αριθμός;
Watt - και επομένως κιλοβάτ - σημαίνει την ισχύ που μπορεί να παράγει μια μπαταρία. Εάν μια μπαταρία αποδίδει 1 κιλοβάτ ισχύς για μια ώρα, αυτό είναι 1 κιλοβάτ.ώρα ενέργεια. Η χωρητικότητα είναι η ποσότητα ενέργειας που μπορεί να αποθηκεύσει μια μπαταρία. Οι βατώρες υπολογίζονται πολλαπλασιάζοντας τον αριθμό των αμπερώρων (ηλεκτρικό φορτίο) με τον αριθμό των βολτ (τάση).
Στην πράξη, δεν θα έχετε ποτέ πλήρη χωρητικότητα μπαταρίας στη διάθεσή σας. Μια πλήρως αποφορτισμένη μπαταρία - και επομένως η χρήση του 100% της χωρητικότητάς της - είναι επιζήμια για τη διάρκεια ζωής της. Εάν η τάση είναι πολύ χαμηλή, τα στοιχεία μπορεί να καταστραφούν. Για να αποφευχθεί αυτό, τα ηλεκτρονικά πάντα αφήνουν ένα buffer. Η πλήρης φόρτιση επίσης δεν συμβάλλει στην μπαταρία. Είναι καλύτερο να φορτίζετε την μπαταρία από 20% έως 80% ή κάπου ενδιάμεσα. Όταν μιλάμε για μπαταρία 75 kWh, είναι πλήρης χωρητικότητα. Επομένως, στην πράξη, πρέπει πάντα να αντιμετωπίζετε λιγότερο χρησιμοποιήσιμη χωρητικότητα.
θερμοκρασία
Η θερμοκρασία είναι ένας σημαντικός παράγοντας που επηρεάζει τη χωρητικότητα της μπαταρίας. Μια κρύα μπαταρία οδηγεί σε σημαντική μείωση της χωρητικότητας. Αυτό συμβαίνει επειδή η χημεία στην μπαταρία δεν λειτουργεί τόσο καλά σε χαμηλές θερμοκρασίες. Ως αποτέλεσμα, το χειμώνα θα πρέπει να αντιμετωπίσετε ένα μικρότερο εύρος. Οι υψηλές θερμοκρασίες επηρεάζουν επίσης αρνητικά την απόδοση, αλλά σε μικρότερο βαθμό. Η θερμότητα έχει σημαντική αρνητική επίδραση στη διάρκεια ζωής της μπαταρίας. Έτσι, το κρύο έχει βραχυπρόθεσμη επίδραση, ενώ η ζέστη μακροπρόθεσμα.
Πολλά ηλεκτρικά οχήματα διαθέτουν σύστημα διαχείρισης μπαταρίας (BMS) που παρακολουθεί τη θερμοκρασία, μεταξύ άλλων. Το σύστημα συχνά παρεμβαίνει επίσης ενεργά μέσω θέρμανσης, ψύξης ή/και αερισμού.
διάρκεια ζωής
Πολλοί άνθρωποι αναρωτιούνται ποια είναι η διάρκεια ζωής της μπαταρίας ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου. Δεδομένου ότι τα ηλεκτρικά οχήματα είναι ακόμα σχετικά νέα, δεν υπάρχει ακόμη οριστική απάντηση, ειδικά όταν πρόκειται για τα πιο πρόσφατα πακέτα μπαταριών. Αυτό βέβαια εξαρτάται και από το μηχάνημα.
Η διάρκεια ζωής καθορίζεται εν μέρει από τον αριθμό των κύκλων φόρτισης. Με άλλα λόγια: πόσο συχνά φορτίζεται η μπαταρία από άδεια σε γεμάτη. Έτσι, ο κύκλος φόρτισης μπορεί να χωριστεί σε πολλές φορτίσεις. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, για να παρατείνετε τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας, είναι καλύτερο να φορτίζετε μεταξύ 20% και 80% κάθε φορά.
Η υπερβολικά γρήγορη φόρτιση δεν συμβάλλει επίσης στην παράταση της διάρκειας ζωής της μπαταρίας. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι κατά τη γρήγορη φόρτιση, η θερμοκρασία αυξάνεται πολύ. Όπως ήδη αναφέρθηκε, οι υψηλές θερμοκρασίες επηρεάζουν αρνητικά τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας. Κατ 'αρχήν, τα οχήματα με ενεργό σύστημα ψύξης μπορούν να αντισταθούν σε αυτό. Γενικά, συνιστάται η εναλλαγή της γρήγορης φόρτισης και της κανονικής φόρτισης. Δεν είναι ότι η γρήγορη φόρτιση είναι κακή.
Τα ηλεκτρικά οχήματα κυκλοφορούν στην αγορά εδώ και αρκετό καιρό. Έτσι με αυτά τα αυτοκίνητα μπορείτε να δείτε πόσο έχει μειωθεί η χωρητικότητα της μπαταρίας. Η παραγωγικότητα συνήθως μειώνεται κατά περίπου 2,3% ετησίως. Ωστόσο, η ανάπτυξη των τεχνολογιών μπαταριών δεν παραμένει ακίνητη, επομένως ο βαθμός υποβάθμισης μειώνεται.
Με τα ηλεκτρικά οχήματα που έχουν διανύσει πολλά μίλια, οι διακοπές ρεύματος δεν είναι και τόσο κακές. Οι Tesla που έχουν διανύσει πάνω από 250.000 km έχουν μερικές φορές περισσότερο από 90% χωρητικότητα μπαταρίας. Από την άλλη, υπάρχουν και Teslas όπου έχει αντικατασταθεί ολόκληρη η μπαταρία με λιγότερα χιλιόμετρα.
παραγωγή
Η παραγωγή μπαταριών για ηλεκτρικά οχήματα εγείρει επίσης ερωτήματα: πόσο φιλική προς το περιβάλλον είναι η παραγωγή τέτοιων μπαταριών; Συμβαίνουν ανεπιθύμητα πράγματα κατά τη διαδικασία παραγωγής; Αυτές οι ερωτήσεις σχετίζονται με τη σύνθεση της μπαταρίας. Δεδομένου ότι τα ηλεκτρικά οχήματα λειτουργούν με μπαταρίες ιόντων λιθίου, το λίθιο είναι ούτως ή άλλως μια σημαντική πρώτη ύλη. Ωστόσο, χρησιμοποιούνται και αρκετές άλλες πρώτες ύλες. Ανάλογα με τον τύπο της μπαταρίας, χρησιμοποιούνται επίσης κοβάλτιο, νικέλιο, μαγγάνιο ή/και φωσφορικός σίδηρος.
περιβάλλον
Η εξόρυξη αυτής της πρώτης ύλης είναι επιβλαβής για το περιβάλλον και βλάπτει το τοπίο. Επιπλέον, η πράσινη ενέργεια συχνά δεν χρησιμοποιείται στην παραγωγή. Έτσι, τα ηλεκτρικά οχήματα επηρεάζουν επίσης το περιβάλλον. Είναι αλήθεια ότι οι πρώτες ύλες μπαταριών είναι σε μεγάλο βαθμό ανακυκλώσιμες. Οι πεταμένες μπαταρίες από ηλεκτρικά οχήματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για άλλους σκοπούς. Διαβάστε περισσότερα για αυτό το θέμα στο άρθρο σχετικά με το πώς είναι τα πράσινα ηλεκτρικά οχήματα.
Συνθήκες εργασίας
Από την άποψη των συνθηκών εργασίας, το κοβάλτιο είναι η πιο προβληματική πρώτη ύλη. Υπάρχουν ανησυχίες για τα ανθρώπινα δικαιώματα κατά την εξόρυξη στο Κονγκό. Μιλούν για εκμετάλλευση και παιδική εργασία. Παρεμπιπτόντως, αυτό δεν σχετίζεται μόνο με τα ηλεκτρικά οχήματα. Αυτό το ζήτημα επηρεάζει επίσης τις μπαταρίες τηλεφώνων και φορητών υπολογιστών.
Έξοδα
Οι μπαταρίες περιέχουν ακριβές πρώτες ύλες. Για παράδειγμα, η ζήτηση για κοβάλτιο, και μαζί της η τιμή, έχει εκτοξευθεί στα ύψη. Το νικέλιο είναι επίσης μια ακριβή πρώτη ύλη. Αυτό σημαίνει ότι το κόστος παραγωγής μπαταριών είναι αρκετά υψηλό. Αυτός είναι ένας από τους κύριους λόγους για τους οποίους τα ηλεκτρικά οχήματα είναι πιο ακριβά σε σύγκριση με το αντίστοιχο βενζίνης ή ντίζελ. Σημαίνει επίσης ότι μια παραλλαγή μοντέλου ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου με μεγαλύτερη μπαταρία συχνά γίνεται πολύ πιο ακριβή αμέσως. Τα καλά νέα είναι ότι οι μπαταρίες είναι δομικά φθηνότερες.
Λήψη
Accupercentage
Το ηλεκτρικό αυτοκίνητο δείχνει πάντα τι ποσοστό της μπαταρίας είναι φορτισμένη. Αυτό ονομάζεται επίσης Βαθμός χρέωσης που ονομάζεται. Μια εναλλακτική μέθοδος μέτρησης είναι Βάθος εκκένωσης. Αυτό δείχνει πόσο χαμηλή είναι η μπαταρία, όχι πόσο γεμάτη είναι. Όπως συμβαίνει με πολλά βενζινοκίνητα ή πετρελαιοκίνητα οχήματα, αυτό συχνά μεταφράζεται σε μια εκτίμηση των υπολειπόμενων χιλιομέτρων.
Το αυτοκίνητο δεν μπορεί ποτέ να πει ακριβώς το ποσοστό της μπαταρίας που έχει απομείνει, οπότε είναι καλύτερο να μην δελεάζετε τη μοίρα. Όταν η μπαταρία κοντεύει να τελειώσει, οι περιττές πολυτέλειες όπως η θέρμανση και ο κλιματισμός θα απενεργοποιηθούν. Εάν η κατάσταση γίνει πραγματικά τρομερή, το αυτοκίνητο θα μπορεί να οδηγεί μόνο αργά. Το 0% δεν σημαίνει πλήρως αποφορτισμένη μπαταρία λόγω του προαναφερθέντος buffer.
Φορτίο φορτίου
Ο χρόνος φόρτισης εξαρτάται τόσο από το όχημα όσο και από τη μέθοδο φόρτισης. Στο ίδιο το όχημα, η χωρητικότητα της μπαταρίας και η χωρητικότητα φόρτισης είναι κρίσιμες. Η χωρητικότητα της μπαταρίας έχει ήδη συζητηθεί νωρίτερα. Εάν η ισχύς εκφράζεται σε κιλοβατώρες (kWh), τότε η χωρητικότητα φόρτισης εκφράζεται σε κιλοβάτ (kW). Υπολογίζεται πολλαπλασιάζοντας την τάση (σε αμπέρ) με το ρεύμα (βολτ). Όσο μεγαλύτερη είναι η ικανότητα φόρτισης, τόσο πιο γρήγορα φορτίζεται το αυτοκίνητο.
Οι συμβατικοί δημόσιοι σταθμοί φόρτισης φορτίζονται με AC 11kW ή 22kW. Ωστόσο, δεν είναι όλα τα ηλεκτρικά οχήματα κατάλληλα για φόρτιση 22 kW. Οι φορτιστές για γρήγορη φόρτιση φορτίζονται με συνεχές ρεύμα. Αυτό είναι δυνατό με πολύ μεγαλύτερη χωρητικότητα φορτίου. Οι υπερσυμπιεστές Tesla φορτίζουν 120 kW και οι γρήγοροι φορτιστές Fastned 50 kW 175 kW. Δεν είναι όλα τα ηλεκτρικά οχήματα κατάλληλα για γρήγορη φόρτιση με μεγάλη ισχύ 120 ή 175 kW.
Δημόσιοι σταθμοί φόρτισης
Είναι σημαντικό να γνωρίζετε ότι η φόρτιση είναι μια μη γραμμική διαδικασία. Η φόρτιση στο τελευταίο 20% είναι πολύ πιο αργή. Αυτός είναι ο λόγος που ο χρόνος φόρτισης αναφέρεται συχνά ως φόρτιση στο 80%.
Ο χρόνος φόρτωσης εξαρτάται από πολλούς παράγοντες. Ένας παράγοντας είναι αν χρησιμοποιείτε μονοφασική ή τριφασική φόρτιση. Η τριφασική φόρτιση είναι η ταχύτερη, αλλά δεν είναι όλα τα ηλεκτρικά οχήματα κατάλληλα για αυτό. Επιπλέον, ορισμένα σπίτια χρησιμοποιούν μόνο μονοφασική σύνδεση αντί για τριφασική.
Οι συμβατικοί δημόσιοι σταθμοί φόρτισης έχουν τριφασική σύνδεση και διατίθενται σε 16 και 32 αμπέρ. Η φόρτιση (από 0% έως 80%) ενός ηλεκτρικού οχήματος με μπαταρία 50 kWh διαρκεί περίπου 16 ώρες σε σταθμούς φόρτισης πασσάλων 11 Amp ή 3,6 kW. Θα χρειαστούν 32 ώρες με 22 σταθμούς φόρτισης A (πόλοι 1,8 kW).
Ωστόσο, μπορεί να γίνει ακόμα πιο γρήγορα: με έναν γρήγορο φορτιστή 50 kW, θα διαρκέσει κάτι λιγότερο από 50 λεπτά. Επί του παρόντος, υπάρχουν επίσης γρήγοροι φορτιστές 175 kW με τους οποίους μια μπαταρία 50 kWh φορτίζεται ακόμη και έως και 80% σε XNUMX λεπτά. Διαβάστε περισσότερα για τους δημόσιους σταθμούς φόρτισης στο άρθρο σχετικά με τους σταθμούς φόρτισης στην Ολλανδία.
Φόρτιση στο σπίτι
Υπάρχει επίσης δυνατότητα φόρτισης στο σπίτι. Τα ελαφρώς παλαιότερα σπίτια συχνά δεν έχουν τριφασική σύνδεση. Ο χρόνος φόρτισης, φυσικά, εξαρτάται από την τρέχουσα ισχύ. Με ρεύμα 16 αμπέρ, ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο με μπαταρία 50 kWh φορτίζει 10,8% σε 80 ώρες. Σε ρεύμα 25 αμπέρ, αυτό είναι 6,9 ώρες και στα 35 αμπέρ, 5 ώρες. Το άρθρο σχετικά με την απόκτηση του δικού σας σταθμού φόρτισης αναφέρεται σε περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με τη φόρτιση στο σπίτι. Μπορείτε επίσης να ρωτήσετε: πόσο κοστίζει μια πλήρης μπαταρία; Αυτή η ερώτηση θα απαντηθεί στο άρθρο σχετικά με το κόστος της ηλεκτρικής οδήγησης.
Ανακεφαλαίωση
Η μπαταρία είναι το πιο σημαντικό μέρος ενός ηλεκτρικού οχήματος. Πολλά από τα μειονεκτήματα ενός ηλεκτρικού οχήματος συνδέονται με αυτό το εξάρτημα. Οι μπαταρίες εξακολουθούν να είναι ακριβές, βαριές, ευαίσθητες στη θερμοκρασία και μη φιλικές προς το περιβάλλον. Από την άλλη πλευρά, η υποβάθμιση με την πάροδο του χρόνου δεν είναι τόσο κακό. Επιπλέον, οι μπαταρίες είναι ήδη πολύ φθηνότερες, ελαφρύτερες και πιο αποδοτικές από ό,τι ήταν στο παρελθόν. Οι κατασκευαστές εργάζονται σκληρά για την περαιτέρω ανάπτυξη των μπαταριών, επομένως η κατάσταση θα βελτιωθεί.
