Kuidas elektriauto aku töötab?

Liitiumioonaku toidab igat tüüpi elektrisõidukeid. Algusest peale on see end elektrisõidukite turul etalontehnoloogiana tõestanud. Kuidas see töötab? IZI by EDF võrgu spetsialistid annavad teile ajakohastatud teavet elektrisõiduki aku töö, omaduste, eeliste ja puuduste kohta.

Kokkuvõte

Kuidas elektrisõiduki aku töötab?

Kui vedur kasutab energiana bensiini või diislikütust, siis see ei kehti elektrisõidukite kohta. Need on varustatud erineva autonoomiaga akuga, mida tuleb laadida laadimisjaamas.

Iga elektrisõiduk on tegelikult varustatud mitme akuga:

• Täiendav aku;
• Ja veoaku.

Mis on nende roll ja kuidas nad töötavad?

Täiendav aku

Nagu termokaameral, on ka elektrisõidukil lisaaku. Seda 12 V akut kasutatakse auto lisaseadmete toiteks.

See aku tagab erinevate elektriseadmete, näiteks:

• Elektrilised aknad;
• Raadio ;
• Erinevad elektrisõiduki andurid.

Seega võib elektrisõiduki lisaaku rike põhjustada teatud rikkeid.

Veojõu aku

Elektrisõiduki keskne element, veoaku, mängib olulist rolli. Tõepoolest, see salvestab laetud energiat laadimisjaama ja annab elektrimootorile voolu reisimise ajal.

Veoaku töö on üsna keeruline, seega on see element elektrisõiduki üks kallimaid komponente. See kulu takistab praegu ka elektromobiilsuse arengut kogu maailmas. Mõned edasimüüjad pakuvad elektrisõiduki ostmisel veoaku rendilepingut.

Liitiumioonaku on elektrisõidukites kõige laialdasemalt kasutatav akutüüp. Tänu oma vastupidavusele, jõudlusele ja ohutustasemele on see enamiku tootjate jaoks tõeline etalontehnoloogia.

Siiski on elektrisõidukite jaoks erinevat tüüpi akusid:

• Nikkelkaadmiumaku;
• Nikkel-metallhüdriidaku;
• liitiumaku;
• Li-ion aku.

Kokkuvõtlik tabel erinevate akude eelistest elektrisõidukitele

Erinevat tüüpi patareid	Eelised
Kaadmiumnikkel	Kerge aku suurepärase kasutuseaga.
Nikkelmetallhüdriid	Kerge aku vähese saaste ja suure energiasalvestusvõimega.
Liitium	Stabiilne laadimine ja tühjendamine. Kõrge nimipinge. Märkimisväärne massi- ja mahuline energiatihedus.
Liitiumioon	Kõrge eri- ja mahuenergia.

Kokkuvõtlik tabel elektrisõidukite erinevate akude puudustest

Erinevat tüüpi patareid	Piirangud
Kaadmiumnikkel	Kuna kaadmiumi mürgisuse tase on väga kõrge, seda materjali enam ei kasutata.
Nikkelmetallhüdriid	Materjal on kallis. Jahutussüsteem on vajalik, et kompenseerida temperatuuri tõusu proportsionaalselt koormusega.
Liitium	Liitiumi ringlussevõtt pole veel täielikult omandatud. Toitehaldus peaks olema automaatne.
Liitiumioon	Süttivuse probleem.

Aku jõudlus

Elektrimootori võimsust väljendatakse kilovattides (kW). Kilovatt-tund (kWh) seevastu mõõdab energiat, mida elektrisõiduki aku suudab pakkuda.

Soojusmasina võimsust (väljendatud hobujõududes) saab võrrelda elektrimootori võimsusega, väljendatuna kW-des.

Kui aga soovid investeerida pikima aku tööeaga elektrisõidukisse, pead pöörduma kWh-mõõtmise poole.

Aku eluiga

Olenevalt teie elektrisõiduki mudelist võib selle sõiduulatus olla keskmiselt 100–500 km. Tõepoolest, tühjast akust piisab elektrisõiduki lihtsaks igapäevaseks kasutamiseks, et sõidutada lapsi kooli või lähedale tööle. Seda tüüpi transport on odavam.

Peale alg- või keskklassi mudelite on ka tipptasemel mudeleid, mis on palju kallimad. Nende autode hinda mõjutab suuresti aku jõudlus.

Seda tüüpi elektrisõiduk võib aga läbida kuni 500 km olenevalt sinu sõidustiilist, teetüübist, ilmastikuoludest jne.

Aku autonoomia säilitamiseks pikal teekonnal soovitavad IZI by EDF võrgustiku professionaalid valida eelkõige paindliku sõidu ning vältida liiga kiiret kiirendamist.

Aku laadimise aeg

IZI by EDF võrgustiku spetsialistid hoolitsevad eelkõige selle eest elektrisõidukite laadimisjaamade paigaldamine ... Avastage oma elektrisõiduki jaoks kõik olemasolevad akulaadimislahendused:

• Majapidamispesa 220 V;
• Wallboxi kiirlaadimispesa;
• Ja kiirlaadimisjaam.

Kodune pistikupesa 220 V

Kodus saate paigaldada majapidamiskontakti 220 V. Laadimisaeg on 10-13 tundi. Seejärel saate oma autot üleöö laadida, et seda kogu päeva jooksul kasutada.

Wallboxi kiirlaadimispesa

Kui valite kiirlaadimispesa, mida nimetatakse ka Wallboxiks, lüheneb laadimisaeg:

• 4 tundi versioonis 32A;
• 8A versioonis 10 või 16 tundi.

Kiirlaadimisjaam

Korteriparklates või supermarketites ja äriparklates saate oma autot laadida ka kiirlaadimisjaamas. Selle seadme maksumus on loomulikult kõrgeim.

Aku laadimisaeg on aga väga kiire: selleks kulub 30 minutit.

Elektrisõidukite akude laadimisseadmete hindade koondtabel

Aku laadimisseadme tüüp	Hind (ilma paigalduseta)
Kiirlaadimise pistik	Umbes 600 eurot
Kiirlaadimisjaam	Umbes 900 €

Kuidas liitiumioonaku töötab?

Seda tüüpi akude tööpõhimõte on keeruline. Elektronid ringlevad aku sees, tekitades kahe elektroodi vahel potentsiaalse erinevuse. Üks elektrood on negatiivne, teine ​​positiivne. Need on sukeldatud elektrolüüti: ioonsesse juhtivasse vedelikku.

Tühjenemise faas

Kui aku toidab sõidukit, vabastab negatiivne elektrood salvestatud elektronid. Seejärel ühendatakse need välise vooluahela kaudu positiivse elektroodiga. See on tühjendamise faas.

Laadimise faas

Vastupidine efekt ilmneb siis, kui akut laaditakse laadimisjaamas või ühilduvas tugevdatud pistikupesas. Seega kannab laadija poolt edastatav energia positiivses elektroodis olevad elektronid üle negatiivsele elektroodile. 

BMS akud: määratlus ja töö

BMS (Battery Management System) tarkvara juhib veojõuaku moodustavaid mooduleid ja elemente. See juhtimissüsteem jälgib akut ja optimeerib aku kasutusaega.

Kui aku ebaõnnestub, juhtub sama ka BMS-iga. Mõned elektrisõidukite tootjad pakuvad aga BMS-i ümberprogrammeerimisteenust. Seega võib pehme lähtestamine võtta arvesse aku olekut ajahetkel T.

Kui usaldusväärne on elektriauto aku?

Liitiumioonaku on tuntud oma töökindluse poolest. Kuid olge ettevaatlik, eriti laadimisrežiim võib selle vastupidavust mõjutada. Lisaks halveneb aku tööiga ja jõudlus aja jooksul igal juhul.

Kui elektriauto katki läheb, on põhjuseks väga harva aku. Tõepoolest, talvel mõistate kiiresti, et erinevalt diiselvedurist pole teie elektriautol külmast hoolimata käivitamisega probleeme.

Miks liitiumioonakud aja jooksul halvenevad?

Kui elektrisõiduk sõidab palju kilomeetreid, halveneb aku jõudlus aeglaselt. Siis on näha kaks tegurit:

• Vähendatud aku kasutusiga;
• Pikem aku laadimisaeg.

Kui kiiresti elektrisõiduki aku vananeb?

Aku vananemiskiirust võivad mõjutada mitmed tegurid:

• Elektrisõiduki hoiutingimused (garaažis, tänaval jne);
• Sõidustiil (elektriautoga eelistatakse rohelist sõitu);
• Laadimissagedus kiirlaadimisjaamades;
• Ilmastikutingimused piirkonnas, kus te kõige sagedamini sõidate.

Kuidas optimeerida elektrisõiduki aku tööiga?

Võttes arvesse ülalmainitud tegureid, saab veoaku kasutusiga optimeerida. Tootja või usaldusväärne kolmas osapool saab igal ajal diagnoosida ja mõõta aku terviseseisundit (SOH). Seda mõõtmist kasutatakse aku seisukorra hindamiseks.

SOH võrdleb aku maksimaalset mahtuvust testi ajal maksimaalse aku mahutavusega, kui see oli uus.

Utiliseerimine: elektrisõiduki aku teine ​​eluiga

Elektrisõidukite sektoris liitium-ioonaku kõrvaldamise probleem elektrisõidukites on endiselt suur probleem. Tõepoolest, kui elektrisõiduk on puhtam kui diiselvedur (süsivesinike tootmise probleem), kuna see kasutab taastuvaid energiaallikaid, on elekter, liitiumi taaskasutamine ja ringlussevõtt probleem.

Keskkonnaküsimused

Elektrisõiduki aku võib sisaldada mitu kilogrammi liitiumi. Kasutatakse ka muid materjale, nagu koobalt ja mangaan. Neid kolme erinevat tüüpi metalli kaevandatakse ja töödeldakse akude ehitamiseks kasutamiseks.

Liitium

Kaks kolmandikku elektrisõidukite akude väljatöötamisel kasutatavatest liitiumiressurssidest pärineb Lõuna-Ameerika (Boliivia, Tšiili ja Argentina) soolakõrbetest.

Liitiumi ekstraheerimine ja töötlemine nõuab suures koguses vett, mille tulemuseks on:

• Põhjavee ja jõgede kuivatamine;
• Pinnase reostus;
• Ja keskkonnahäired, näiteks kohalike elanike mürgistuste ja tõsiste haiguste sagenemine.

Koobalt

Üle poole maailma koobaltitoodangust pärineb Kongo kaevandustest. Viimased paistavad eriti silma seoses:

• Kaevandamise ohutustingimused;
• Laste ärakasutamine koobalti kaevandamiseks.

Hilinemine taaskasutussektoris: selgitused

Kui olmeelektroonikasektoris on liitiumioonakut müüdud alates 1991. aastast, siis selle materjali taaskasutuskanalid hakkasid arenema palju hiljem.

Kui liitiumi algselt ringlusse ei võetud, oli see peamiselt tingitud:

• Selle suurepärase kättesaadavuse kohta;
• selle kaevandamise madal hind;
• Kogumismäärad jäid üsna madalaks.

Elektromobiilsuse suurenemisega muutuvad tarnevajadused aga kiires tempos, seega on vaja tõhusat retsirkulatsioonikanalit. Tänapäeval võetakse ringlusse keskmiselt 65% liitiumakudest.

Liitiumi ringlussevõtu lahendused

Tänapäeval on diiselveduritega võrreldes vähe vananenud elektrisõidukeid. See võimaldab sõidukid ja kasutatud akukomponendid praktiliselt täielikult lahti võtta.

Seega saab koguda ja taaskasutada nii liitiumi kui ka alumiiniumi, koobaltit ja vaske.

Kahjustamata akud järgivad teistsugust vooluringi. Tõepoolest, see, et mõnikord ei tooda enam piisavalt võimsust, et tagada draiveritele õige jõudlus ja ulatus, ei tähenda see, et need enam ei tööta. Seega antakse neile teine ​​elu. Seejärel kasutatakse neid statsionaarseks kasutamiseks:

• Taastuvate energiaallikate (päike, tuul jne) hoidmiseks hoonetes;
• Kiirlaadimisjaamade toiteks.

Energeetikasektor peab nendele materjalidele alternatiivide leidmiseks või muul viisil hankimiseks veel uuendusi tegema.

Elektrisõiduki laadimisjaama paigaldamine