Akkumulátoros elektromos jármű
Tartalom
Egy elektromos járműben az akkumulátor, pontosabban az akkumulátorcsomag döntő szerepet játszik. Ez az összetevő határozza meg többek között az elektromos jármű hatótávolságát, töltési idejét, súlyát és árát. Ebben a cikkben mindent végigvezetünk, amit az akkumulátorokról tudnia kell.
Kezdjük azzal, hogy az elektromos járművek lítium-ion akkumulátorokat használnak. Az ilyen típusú akkumulátorok mobiltelefonokban és laptopokban is megtalálhatók. Különböző típusú lítium-ion akkumulátorok léteznek, amelyek különböző nyersanyagokat dolgoznak fel, például kobaltot, mangánt vagy nikkelt. A lítium-ion akkumulátorok előnye, hogy nagy energiasűrűséggel és hosszú élettartammal rendelkeznek. Hátránya, hogy nem lehet a teljes teljesítményt kihasználni. Az akkumulátor teljes lemerítése káros. Ezekre a kérdésekre a következő bekezdésekben nagyobb figyelmet fordítunk.
A telefonoktól és laptopoktól eltérően az elektromos járművekben újratölthető akkumulátor található, amely cellákból áll. Ezek a cellák egy klasztert alkotnak, amely sorosan vagy párhuzamosan kapcsolható. Az akkumulátor sok helyet foglal és nagy a súlya. Annak érdekében, hogy a tömeget a lehető legnagyobb mértékben eloszlassa a járműben, az akkumulátort általában az alsó lemezbe építik be.
kapacitás
Az akkumulátor kapacitása fontos tényező az elektromos járművek teljesítményében. A teljesítmény kilowattórában (kWh) van megadva. Például a Tesla Model 3 Long Range 75 kWh-s, míg a Volkswagen e-Up 36,8 kWh-s akkumulátorral rendelkezik. Mit jelent pontosan ez a szám?
A watt – tehát a kilowatt – azt a teljesítményt jelenti, amelyet az akkumulátor képes termelni. Ha egy akkumulátor 1 kilowatt teljesítményt ad le egy órán keresztül, az 1 kilowatt.óra energia. A kapacitás az az energiamennyiség, amelyet egy akkumulátor képes tárolni. A wattórákat úgy számítjuk ki, hogy az amperórák számát (villamos töltés) megszorozzuk a voltok (feszültség) számával.
A gyakorlatban soha nem áll rendelkezésére teljes akkumulátorkapacitás. A teljesen lemerült akkumulátor – tehát kapacitásának 100%-át kihasználva – káros az élettartamára. Ha a feszültség túl alacsony, az elemek megsérülhetnek. Ennek megakadályozására az elektronika mindig hagy puffert. A teljes töltés szintén nem járul hozzá az akkumulátorhoz. A legjobb, ha az akkumulátort 20%-ról 80%-ra tölti, vagy valahol a kettő között. Ha 75 kWh-s akkumulátorról beszélünk, az a teljes kapacitás. Ezért a gyakorlatban mindig kevesebb kihasználható kapacitással kell számolni.
hőmérséklet
A hőmérséklet az akkumulátor kapacitását befolyásoló fontos tényező. A hideg akkumulátor a kapacitás jelentős csökkenéséhez vezet. Ennek az az oka, hogy az akkumulátor kémiája alacsony hőmérsékleten nem működik olyan jól. Ebből kifolyólag télen kisebb hatótávolsággal kell megküzdenie. A magas hőmérséklet szintén negatívan befolyásolja a teljesítményt, de kisebb mértékben. A hő jelentős negatív hatással van az akkumulátor élettartamára. Így a hidegnek rövid, míg a melegnek hosszú távú hatása van.
Sok elektromos jármű rendelkezik akkumulátor-kezelő rendszerrel (BMS), amely többek között figyeli a hőmérsékletet. A rendszer gyakran aktívan beavatkozik fűtésen, hűtésen és/vagy szellőztetésen keresztül is.
élettartam
Sokan kíváncsiak arra, hogy mennyi az elektromos jármű akkumulátorának élettartama. Mivel az elektromos járművek még viszonylag fiatalok, még nincs végleges válasz, különösen, ha a legújabb akkumulátorokról van szó. Persze ez autótól is függ.
Az élettartamot részben a töltési ciklusok száma határozza meg. Más szóval: milyen gyakran töltődik az akkumulátor üresről telire. Így a töltési ciklus több töltésre osztható. Amint azt korábban említettük, az akkumulátor élettartamának meghosszabbítása érdekében a legjobb, ha minden alkalommal 20% és 80% közötti töltést tölt.
A túl gyors töltés sem kedvez az akkumulátor élettartamának meghosszabbításának. Ez annak köszönhető, hogy a gyorstöltés során a hőmérséklet erősen megemelkedik. Mint már említettük, a magas hőmérséklet negatívan befolyásolja az akkumulátor élettartamát. Ennek elvileg az aktív hűtőrendszerrel rendelkező járművek ellenállnak. Általában javasolt a gyorstöltés és a normál töltés váltogatása. Nem olyan rossz a gyorstöltés.
Az elektromos járművek már jó ideje a piacon vannak. Tehát ezeknél az autóknál láthatja, hogy mennyivel csökkent az akkumulátor kapacitása. A termelékenység általában évente körülbelül 2,3%-kal csökken. Az akkumulátortechnika fejlődése azonban nem áll meg, így a leromlás mértéke csak csökken.
A sok kilométert megtett elektromos járműveknél a teljesítménycsökkenés nem is olyan rossz. A több mint 250.000 90 XNUMX km-t megtett Teslákban időnként több mint XNUMX%-uk maradt akkumulátorkapacitásukból. Másrészt van olyan Tesla is, ahol a teljes akkumulátort kevesebb futásteljesítménnyel cserélték ki.
termelés
Az elektromos járművek akkumulátorainak gyártása is kérdéseket vet fel: mennyire környezetbarát az ilyen akkumulátorok gyártása? Nemkívánatos dolgok történnek a gyártási folyamat során? Ezek a problémák az akkumulátor összetételével kapcsolatosak. Mivel az elektromos járművek lítium-ion akkumulátorokkal működnek, a lítium egyébként is fontos nyersanyag. Ugyanakkor számos más alapanyagot is felhasználnak. Az akkumulátor típusától függően kobaltot, nikkelt, mangánt és/vagy vas-foszfátot is használnak.
A környezet
Ezen nyersanyagok kitermelése káros a környezetre és károsítja a tájat. Ráadásul a zöld energiát gyakran nem használják fel a termelésben. Így az elektromos járművek a környezetre is hatással vannak. Igaz, hogy az akkumulátor-alapanyagok nagymértékben újrahasznosíthatók. Az elektromos járművek kidobott akkumulátorai más célokra is felhasználhatók. A témáról bővebben az elektromos járművek környezetbarátságáról szóló cikkben olvashat.
Munkakörülmények
A munkakörülmények szempontjából a kobalt a legproblémásabb alapanyag. Aggodalomra ad okot az emberi jogok a kongói bányászat során. Kizsákmányolásról és gyermekmunkáról beszélnek. Ez egyébként nem csak az elektromos járművekre vonatkozik. Ez a probléma a telefonok és laptopok akkumulátorait is érinti.
költségek
Az akkumulátorok drága alapanyagokat tartalmaznak. Például a kobalt iránti kereslet, és ezzel együtt az ára is az egekbe szökött. A nikkel szintén drága alapanyag. Ez azt jelenti, hogy az akkumulátorok előállítási költsége meglehetősen magas. Ez az egyik fő oka annak, hogy az elektromos járművek drágábbak a benzines vagy dízelmotoros megfelelőjükhöz képest. Ez azt is jelenti, hogy egy nagyobb akkumulátorral szerelt elektromos autó modellváltozata sokszor azonnal sokkal drágább lesz. A jó hír az, hogy az akkumulátorok szerkezetileg olcsóbbak.
Letöltés
Accupercentage
Az elektromos autó mindig jelzi, hogy az akkumulátor töltöttségének hány százaléka. Úgy is hívják Töltési állapot hívott. Alternatív mérési módszer az Kibocsátási mélység... Ez azt mutatja, hogy az akkumulátor mennyire lemerült, nem pedig azt, hogy mennyire tele van. Sok benzines vagy dízelmotoros járműhöz hasonlóan ez is gyakran a hátralévő futásteljesítmény becslését jelenti.
Az autó soha nem tudja pontosan megmondani, hogy az akkumulátor töltöttsége hány százaléka, ezért tanácsos nem kísérteni a sorsot. Amikor az akkumulátor már majdnem lemerül, a felesleges luxuscikkek, például a fűtés és a légkondicionálás kikapcsol. Ha a helyzet nagyon súlyossá válik, az autó csak lassan tud menni. A 0% nem jelent teljesen lemerült akkumulátort az előbb említett puffer miatt.
Terhelési kapacitás
A töltési idő a járműtől és a töltési módtól is függ. Magában a járműben az akkumulátor kapacitása és a töltési kapacitás a meghatározó. Az akkumulátor kapacitásáról korábban már volt szó. Ha a teljesítményt kilowattórában (kWh) fejezzük ki, a töltési kapacitást kilowattban (kW) fejezzük ki. Ezt úgy számítják ki, hogy megszorozzák a feszültséget (amperben) az áramerősséggel (volt). Minél nagyobb a töltési kapacitás, annál gyorsabban töltődik a jármű.
A hagyományos nyilvános töltőállomások 11 kW vagy 22 kW váltakozó árammal tölthetők. Azonban nem minden elektromos jármű alkalmas 22 kW-os töltésre. A gyorstöltő töltők állandó árammal töltődnek. Ez sokkal nagyobb emelőképességgel lehetséges. A Tesla feltöltők 120 kW-os, a gyorstöltők pedig 50 kW-os, 175 kW-os gyorstöltők. Nem minden elektromos jármű alkalmas nagy, 120 vagy 175 kW teljesítményű gyorstöltésre.
Nyilvános töltőállomások
Fontos tudni, hogy a töltés nem lineáris folyamat. A töltés az utolsó 20%-nál sokkal lassabb. Ez az oka annak, hogy a töltési időt gyakran 80%-os töltésnek nevezik.
A betöltési idő több tényezőtől függ. Az egyik tényező az, hogy egyfázisú vagy háromfázisú töltést használ-e. A háromfázisú töltés a leggyorsabb, de nem minden elektromos jármű alkalmas erre. Ráadásul néhány házban háromfázisú helyett csak egyfázisú csatlakozást használnak.
A hagyományos nyilvános töltőállomások háromfázisúak, és 16 és 32 amperes változatban állnak rendelkezésre. Egy 0 kWh-s akkumulátorral rendelkező elektromos jármű töltése (80-50%) körülbelül 16 órát vesz igénybe 11 A-es vagy 3,6 kW-os töltőállomásokon. 32 órát vesz igénybe 22 amperes töltőállomással (1,8 kW-os oszlopok).
Ez azonban még gyorsabban is megtehető: egy 50 kW-os gyorstöltővel alig 50 percet vesz igénybe. Manapság már léteznek 175 kW-os gyorstöltők is, amelyekkel egy 50 kWh-s akkumulátor 80 perc alatt akár XNUMX%-ra is feltölthető. A nyilvános töltőállomásokról további információt a hollandiai töltőállomásokról szóló cikkünkben talál.
Töltés otthon
Otthoni töltés is lehetséges. A kicsit régebbi házakban gyakran nincs háromfázisú csatlakozás. A töltési idő természetesen az áramerősségtől függ. 16 amperes áramerősséggel egy 50 kWh-s akkumulátorral szerelt elektromos autó 10,8 óra alatt 80%-ot tölt fel. 25 amperes áramerősségnél ez 6,9 óra, 35 ampernél pedig 5 óra. A saját töltőállomás beszerzéséről szóló cikk részletesebben ismerteti az otthoni töltést. Azt is megkérdezheti: mennyibe kerül egy teljes akkumulátor? Erre a kérdésre választ ad az elektromos vezetés költségeiről szóló cikk.
Összefoglalva
Az akkumulátor az elektromos jármű legfontosabb része. Az elektromos járművek számos hátránya ehhez az alkatrészhez kapcsolódik. Az akkumulátorok még mindig drágák, nehezek, hőmérsékletérzékenyek és nem környezetbarátak. Másrészt az idő múlásával történő leromlás nem is olyan rossz. Ráadásul az akkumulátorok már sokkal olcsóbbak, könnyebbek és hatékonyabbak, mint korábban. A gyártók keményen dolgoznak az akkumulátorok továbbfejlesztésén, így a helyzet csak javulni fog.
