Akuga elektrisõiduk

Elektrisõidukis on akul või õigemini akuplokil määrav roll. See komponent määrab muuhulgas elektrisõiduki sõiduulatuse, laadimisaja, kaalu ja hinna. Selles artiklis tutvustame teile kõike, mida peate akude kohta teadma.

Alustame sellest, et elektrisõidukites kasutatakse liitiumioonakusid. Seda tüüpi akusid leidub ka mobiiltelefonides ja sülearvutites. Liitium-ioonakusid on erinevat tüüpi, mis töötlevad erinevaid tooraineid, nagu koobalt, mangaan või nikkel. Liitium-ioonakude eeliseks on nende kõrge energiatihedus ja pikk kasutusiga. Puuduseks on see, et pole võimalik täisvõimsust kasutada. Aku täielik tühjendamine on kahjulik. Nendele probleemidele pööratakse rohkem tähelepanu järgmistes lõikudes.

Erinevalt telefonist või sülearvutist on elektrisõidukitel laetav aku, mis koosneb elementide komplektist. Need rakud moodustavad klastri, mida saab ühendada järjestikku või paralleelselt. Aku võtab palju ruumi ja kaalub palju. Kaalu võimalikult suureks jaotamiseks üle sõiduki on aku tavaliselt sisse ehitatud põhjaplaadile.

Võimsus

Aku mahutavus on elektrisõiduki jõudluses oluline tegur. Võimsus on määratud kilovatt-tundides (kWh). Näiteks Tesla Model 3 Long Range’il on 75 kWh aku, Volkswagen e-Upil aga 36,8 kWh. Mida see number täpsemalt tähendab?

Vatt – ja seega kilovatt – tähendab võimsust, mida aku suudab toota. Kui aku annab tunni jooksul 1 kilovatti võimsust, on see 1 kilovatt.tund energiat. Mahutavus on energia hulk, mida aku suudab salvestada. Vatt-tunnid arvutatakse, korrutades ampertundide arvu (elektrilaeng) voltide (pinge) arvuga.

Praktikas ei ole teie käsutuses kunagi täielikku aku mahtuvust. Täielikult tühjenenud aku – ja seega 100% oma mahutavuse kasutamine – kahjustab selle eluiga. Kui pinge on liiga madal, võivad elemendid kahjustuda. Selle vältimiseks jätab elektroonika alati puhvri. Ka täislaadimine ei aita kaasa akule. Parim on laadida akut 20% kuni 80% või kuskil vahepeal. Kui me räägime 75 kWh akust, siis see on täisvõimsus. Seetõttu tuleb praktikas alati tegeleda väiksema kasutatava võimsusega.

temperatuur

Temperatuur on oluline tegur, mis mõjutab aku mahtuvust. Külm aku vähendab oluliselt võimsust. Põhjus on selles, et aku keemia ei tööta madalatel temperatuuridel nii hästi. Sellest tulenevalt tuleb talvel leppida väiksema ulatusega. Kõrge temperatuur mõjutab ka jõudlust negatiivselt, kuid vähemal määral. Kuumusel on suur negatiivne mõju aku kasutusaega. Seega on külm lühiajaline, kuumus aga pikaajaline.

Paljudel elektrisõidukitel on akuhaldussüsteem (BMS), mis jälgib muu hulgas temperatuuri. Sageli sekkub süsteem aktiivselt ka kütte, jahutuse ja/või ventilatsiooni kaudu.

eluaeg

Paljud inimesed mõtlevad, milline on elektrisõiduki aku eluiga. Kuna elektrisõidukid on veel suhteliselt noored, ei ole veel lõplikku vastust, eriti mis puudutab uusimaid akusid. Oleneb muidugi ka autost.

Kasutusiga on osaliselt määratud laadimistsüklite arvuga. Teisisõnu: kui sageli laaditakse akut tühjast täis. Seega saab laadimistsükli jagada mitmeks laadimiseks. Nagu varem öeldud, on aku tööea pikendamiseks kõige parem laadida iga kord 20–80%.

Liiga kiire laadimine ei aita ka aku eluiga pikendada. See on tingitud asjaolust, et kiirlaadimise ajal tõuseb temperatuur oluliselt. Nagu juba mainitud, mõjutavad kõrged temperatuurid aku tööiga negatiivselt. Põhimõtteliselt peavad aktiivse jahutussüsteemiga sõidukid sellele vastu. Üldiselt on soovitatav vahetada kiirlaadimist ja tavalaadimist. Asi pole selles, et kiirlaadimine on halb.

Elektrisõidukid on turul olnud juba mõnda aega. Seega on nende autode puhul näha, kui palju aku maht on vähenenud. Tootlikkus väheneb tavaliselt umbes 2,3% aastas. Kuid akutehnoloogia areng ei seisa paigal, seega lagunemise aste ainult väheneb.

Palju kilomeetreid läbinud elektrisõidukite puhul pole võimsuse langus sugugi halb. Tesladel, mis on sõitnud üle 250.000 90 XNUMX km, oli mõnikord aku mahutavusest järel rohkem kui XNUMX%. Teisalt on ka Teslasid, kus kogu aku on vahetatud väiksema läbisõiduga.

tootmine

Küsimusi tekitab ka elektrisõidukite akude tootmine: kui keskkonnasõbralik on selliste akude tootmine? Kas tootmisprotsessis juhtub soovimatuid asju? Need probleemid on seotud aku koostisega. Kuna elektrisõidukid töötavad liitiumioonakudel, on liitium niikuinii oluline tooraine. Siiski kasutatakse ka mitmeid muid tooraineid. Olenevalt aku tüübist kasutatakse ka koobaltit, niklit, mangaani ja/või raudfosfaati.

Ümbruskond

Nende toorainete kaevandamine kahjustab keskkonda ja kahjustab maastikku. Lisaks ei kasutata tootmises sageli rohelist energiat. Seega mõjutavad elektrisõidukid ka keskkonda. On tõsi, et aku tooraine on väga hästi taaskasutatav. Elektrisõidukite kasutuselt kõrvaldatud akusid saab kasutada ka muul otstarbel. Loe sellel teemal lähemalt artiklist, mis käsitleb elektrisõidukite keskkonnasõbralikkust.

Töötingimused

Töötingimuste seisukohalt on koobalt kõige problemaatilisem tooraine. Kongos kaevandamise ajal tuntakse muret inimõiguste pärast. Räägitakse ekspluateerimisest ja lapstööjõust. Muide, see pole seotud ainult elektrisõidukitega. See probleem mõjutab ka telefoni ja sülearvuti akusid.

Kulud

Patareid sisaldavad kalleid tooraineid. Näiteks koobalti nõudlus ja koos sellega ka hind on hüppeliselt tõusnud. Nikkel on ka kallis tooraine. See tähendab, et akude tootmiskulud on üsna kõrged. See on üks peamisi põhjuseid, miks elektrisõidukid on bensiini- või diislikütuse ekvivalendiga võrreldes kallimad. See tähendab ka seda, et suurema akuga elektriauto mudelivariant läheb sageli kohe palju kallimaks. Hea uudis on see, et akud on struktuurselt odavamad.

Lae alla

Accupercentage

Elektriauto näitab alati, mitu protsenti aku laetusest. Seda nimetatakse ka Laadimise olek helistas. Alternatiivne mõõtmismeetod on Väljalaske sügavus... See näitab, kui tühjenenud on aku, mitte kui täis see on. Nagu paljude bensiini- või diiselmootoriga sõidukite puhul, tähendab see sageli järelejäänud läbisõidu hinnangut.

Auto ei oska kunagi täpselt öelda, mitu protsenti aku laetusest, seega on soovitav saatust mitte ahvatleda. Kui aku hakkab tühjaks saama, lülituvad mittevajalikud luksusesemed, nagu küte ja kliimaseade, välja. Kui olukord läheb väga hulluks, saab auto sõita ainult aeglaselt. 0% ei tähenda eelmainitud puhvri tõttu täiesti tühja akut.

Kandevõime

Laadimisaeg sõltub nii sõidukist kui ka laadimisviisist. Sõidukis endas on määravaks aku mahutavus ja laadimisvõime. Aku mahutavusest on juba varem juttu olnud. Kui võimsust väljendatakse kilovatt-tundides (kWh), väljendatakse laadimisvõimsust kilovattides (kW). See arvutatakse, korrutades pinge (amprites) vooluga (voltides). Mida suurem on laadimisvõimsus, seda kiiremini auto laadib.

Tavalised avalikud laadimisjaamad laaditakse kas 11 kW või 22 kW vahelduvvooluga. Kõik elektrisõidukid ei sobi aga 22 kW laadimiseks. Kiirlaadijaid laetakse konstantse vooluga. See on võimalik palju suurema tõstevõimega. Tesla ülelaadijad laadivad 120 kW ja kinnituvad kiirlaadijad 50 kW 175 kW. Kõik elektrisõidukid ei sobi kiirlaadimiseks suure võimsusega 120 või 175 kW.

Avalikud laadimisjaamad

Oluline on teada, et laadimine on mittelineaarne protsess. Viimase 20% laadimine on palju aeglasem. See on põhjus, miks laadimisaega nimetatakse sageli 80% laadimiseks.

Laadimisaeg sõltub mitmest tegurist. Üks tegur on see, kas kasutate ühe- või kolmefaasilist laadimist. Kolmefaasiline laadimine on kiireim, kuid kõik elektrisõidukid selleks ei sobi. Lisaks kasutatakse mõnes majas kolmefaasilise ühenduse asemel ainult ühefaasilist ühendust.

Tavalised avalikud laadimisjaamad on kolmefaasilised ja saadaval 16- ja 32-ampritena. 0 kWh akuga elektrisõiduki laadimine (80% kuni 50%) võtab 16 A või 11 kW kuhjaga laadimisjaamades aega ligikaudu 3,6 tundi. 32 amprise laadimisjaamaga (22 kW postid) kulub selleks 1,8 tundi.

Seda saab aga teha veelgi kiiremini: 50 kW kiirlaadijaga kulub selleks veidi alla 50 minuti. Tänapäeval on olemas ka 175 kW kiirlaadijad, millega saab 50 kWh aku 80 minutiga isegi kuni XNUMX% täis laadida. Lisateavet avalike laadimisjaamade kohta leiate meie artiklist Hollandi laadimisjaamade kohta.

Laadimine kodus

Võimalik laadida ka kodus. Pisut vanematel majadel puudub sageli kolmefaasiline ühendus. Laadimisaeg oleneb muidugi voolutugevusest. 16-amprise voolu juures laeb 50 kWh akuga elektriauto 10,8 tunniga 80%. Voolutugevusel 25 amprit on see 6,9 ​​tundi ja 35 amprisel 5 tundi. Oma laadimisjaama hankimist käsitlev artikkel käsitleb kodus laadimist üksikasjalikumalt. Samuti võite küsida: kui palju maksab täis aku? Sellele küsimusele saab vastuse elektrisõidu kulusid käsitlevas artiklis.

Kokkuvõtteks

Aku on elektrisõiduki kõige olulisem osa. Selle komponendiga on seotud paljud elektrisõiduki puudused. Akud on endiselt kallid, rasked, temperatuuritundlikud ega ole keskkonnasõbralikud. Teisest küljest pole aja jooksul lagunemine nii hull. Veelgi enam, akud on juba palju odavamad, kergemad ja tõhusamad kui varem. Tootjad pingutavad kõvasti akude edasiarendamise nimel, nii et olukord läheb ainult paremaks.