Cum funcționează o baterie de mașină electrică?
Conținut
O baterie litiu-ion alimentează orice tip de vehicul electric. De la bun început, s-a impus ca tehnologie de referință pe piața vehiculelor electrice. Cum functioneaza? Specialistii retelei IZI by EDF va vor pune la dispozitie informatii actualizate despre functionarea, caracteristicile, avantajele si dezavantajele bateriei unui vehicul electric.
Rezumat
Cum funcționează bateria unui vehicul electric?
Dacă o locomotivă folosește benzină sau motorină ca energie, atunci acest lucru nu se aplică vehiculelor electrice. Sunt echipate cu o baterie cu autonomie diferita, care trebuie incarcata la o statie de incarcare.
Orice vehicul electric este de fapt echipat cu mai multe baterii:
- baterie suplimentară;
- Și o baterie de tracțiune.
Care este rolul lor și cum funcționează?
Baterie suplimentară
Asemenea unei camere termice, un vehicul electric are o baterie suplimentară. Această baterie de 12 V este folosită pentru alimentarea accesoriilor auto.
Această baterie asigură funcționarea corectă a diferitelor echipamente electrice, cum ar fi:
- Geamuri electrice;
- Radio ;
- Diferiți senzori ai unui vehicul electric.
Astfel, o defecțiune a bateriei auxiliare a unui vehicul electric poate provoca anumite avarii.
Baterie de tracțiune
Elementul central al unui vehicul electric, bateria de tracțiune, joacă un rol esențial. Într-adevăr, acesta stochează energia încărcată în stația de încărcare și oferă energie motorului electric în timpul călătoriei.
Funcționarea unei baterii de tracțiune este destul de complexă, așa că acest element este una dintre cele mai scumpe componente ale unui vehicul electric. De asemenea, acest cost împiedică în prezent dezvoltarea electromobilității în întreaga lume. Unii dealeri oferă un contract de închiriere a bateriei de tracțiune atunci când achiziționează un vehicul electric.
Bateria litiu-ion este de departe cel mai utilizat tip de baterie în vehiculele electrice. Datorită durabilității, performanței și nivelului de siguranță, este cu adevărat tehnologia de referință pentru majoritatea producătorilor.
Cu toate acestea, există diferite tipuri de baterii pentru vehicule electrice:
- baterie nichel cadmiu;
- Baterie nichel-hidrură metalică;
- Baterie cu litiu;
- baterie Li-ion.
Tabel rezumativ al beneficiilor diferitelor baterii pentru vehicule electrice
| Diferite tipuri de baterii | Avantaje |
| Nichel cadmiu | Baterie ușoară cu durată de viață excelentă. |
| Hidrură metalică de nichel | Baterie ușoară, cu poluare scăzută și capacitate mare de stocare a energiei. |
| litiu | Încărcare și descărcare stabilă. Tensiune nominală ridicată. Masă semnificativă și densitate de energie volumetrică. |
| Ion litiu | Energie specifică și volumetrică ridicată. |
Tabel rezumat al dezavantajelor diferitelor baterii pentru vehicule electrice
| Diferite tipuri de baterii | Limitări |
| Nichel cadmiu | Deoarece nivelul de toxicitate al cadmiului este foarte ridicat, acest material nu mai este utilizat. |
| Hidrură metalică de nichel | Materialul este scump. Sistemul de răcire este necesar pentru a compensa creșterea temperaturii proporțional cu sarcina. |
| litiu | Reciclarea litiului nu este încă pe deplin stăpânită. Ar trebui să existe un management automat al energiei. |
| Ion litiu | Problema de inflamabilitate. |
Performanța bateriei
Puterea motorului electric este exprimată în kilowați (kW). Un kilowatt oră (kWh), pe de altă parte, măsoară energia pe care o poate furniza bateria unui vehicul electric.
Puterea unui motor termic (exprimată în cai putere) poate fi comparată cu puterea unui motor electric, exprimată în kW.
Cu toate acestea, dacă doriți să investiți într-un vehicul electric cu cea mai lungă durată de viață a bateriei, va trebui să treceți la contorizarea kWh.
Durata de viață a bateriei
În funcție de modelul vehiculului dumneavoastră electric, autonomia acestuia poate fi în medie de la 100 la 500 km. Într-adevăr, o baterie scăzută este suficientă pentru utilizarea simplă de zi cu zi a unui vehicul electric pentru a conduce copiii la școală sau pentru a lucra în apropiere. Acest tip de transport este mai ieftin.
În afară de modelele entry-level sau mid-range, există și modele high-end care sunt mult mai scumpe. Prețul acestor mașini este în mare măsură influențat de performanța bateriei.
Cu toate acestea, acest tip de vehicul electric poate parcurge până la 500 km în funcție de stilul dumneavoastră de condus, tipul de drum, condițiile meteorologice etc.
Pentru a-ți păstra autonomia bateriei pe o călătorie lungă, profesioniștii rețelei IZI by EDF te sfătuiesc, în special, să alegi condusul flexibil și să eviți accelerarea prea rapidă.
Timp de reîncărcare a bateriei
Profesioniștii rețelei IZI by EDF se vor ocupa, în special, de instalarea de statii de incarcare pentru vehicule electrice ... Descoperiți toate soluțiile existente de încărcare a bateriei pentru vehiculul dumneavoastră electric cu:
- Priză de uz casnic 220 V;
- Priză de încărcare rapidă Wallbox;
- Și o stație de încărcare rapidă.
Priză de uz casnic 220 V
Acasă, puteți instala o priză de uz casnic la 220 V. Timpul de încărcare este de la 10 la 13 ore. Puteți apoi să vă încărcați mașina peste noapte pentru a o folosi pe tot parcursul zilei.
Priză de încărcare rapidă Wallbox
Dacă alegeți priza de încărcare rapidă, numită și Wallbox, timpul de încărcare va fi scurtat:
- Timp de 4 ore în versiunea 32A;
- Timp de 8 sau 10 ore în versiunea 16A.
Stație de încărcare rapidă
În parcările din condominiu sau în parcările de supermarket și afaceri, vă puteți încărca mașina și la stația de încărcare rapidă. Costul acestui dispozitiv este, desigur, cel mai mare.
Cu toate acestea, timpul de încărcare a bateriei este foarte rapid: durează 30 de minute.
Tabel rezumativ al prețurilor pentru echipamentele pentru încărcarea bateriilor vehiculelor electrice
| Tip echipament de încărcare a bateriei | Pret (fara montaj) |
| Conector de încărcare rapidă | Aproximativ 600 de euro |
| Stație de încărcare rapidă | Aproximativ 900 € |
Cum funcționează o baterie litiu-ion?
Principiul de funcționare al acestui tip de baterie este complex. Electronii circulă în interiorul bateriei, creând o diferență de potențial între cei doi electrozi. Un electrod este negativ, celălalt este pozitiv. Ele sunt scufundate într-un electrolit: un lichid conducător ionic.
Faza de descărcare
Când bateria alimentează vehiculul, electrodul negativ eliberează electronii stocați. Ele sunt apoi conectate la electrodul pozitiv printr-un circuit extern. Aceasta este faza de descărcare.
Faza de încărcare
Efectul opus apare atunci când bateria este încărcată într-o stație de încărcare sau într-o priză electrică armată compatibilă. Astfel, energia transferată de încărcător transferă electronii prezenți în electrodul pozitiv către electrodul negativ.
Bateriile BMS: definiție și funcționare
Software-ul BMS (Battery Management System) controlează modulele și elementele care compun bateria de tracțiune. Acest sistem de management monitorizează bateria și optimizează durata de viață a bateriei.
Când bateria se defectează, același lucru se întâmplă și cu BMS. Cu toate acestea, unii producători de vehicule electrice oferă un serviciu de reprogramare BMS. Astfel, o resetare soft poate ține cont de starea bateriei la momentul T.
Cât de fiabilă este o baterie de mașină electrică?
Bateria litiu-ion este renumită pentru fiabilitatea sa. Cu toate acestea, aveți grijă, modul de încărcare, în special, îi poate afecta durabilitatea. În plus, durata de viață a bateriei și performanța sunt degradate în timp în toate cazurile.
Când o mașină electrică se defectează, cauza este foarte rar bateria. Într-adevăr, iarna, îți vei da seama repede că mașina ta electrică nu are probleme la pornire, în ciuda frigului, spre deosebire de o locomotivă diesel.
De ce bateriile litiu-ion se deteriorează în timp?
Când un vehicul electric parcurge mulți kilometri, performanța bateriei se degradează încet. Atunci sunt vizibili doi factori:
- Durată de viață redusă a bateriei;
- Timp mai lung de încărcare a bateriei.
Cât de repede îmbătrânește bateria unui vehicul electric?
Diferiți factori pot afecta rata de îmbătrânire a bateriei:
- Condiții de depozitare a unui vehicul electric (în garaj, pe stradă etc.);
- Stilul de condus (cu o mașină electrică, condusul verde este de preferat);
- Frecvența de încărcare la stațiile de încărcare rapidă;
- Condițiile meteo din zona în care conduceți cel mai des.
Cum să optimizați durata de viață a bateriei unui vehicul electric?
Luând în considerare factorii menționați mai sus, durata de viață a bateriei de tracțiune poate fi optimizată. În orice moment, producătorul sau o terță parte de încredere poate diagnostica și măsura SOH (starea de sănătate) a bateriei. Această măsurătoare este utilizată pentru a evalua starea bateriei.
SOH compară capacitatea maximă a bateriei la momentul testului cu capacitatea maximă a bateriei când era nouă.
Reciclare: a doua viață a bateriei unui vehicul electric
În sectorul vehiculelor electrice problema de eliminare a bateriei litiu-ion în vehiculele electrice rămâne o problemă majoră. Într-adevăr, dacă un vehicul electric este mai curat decât o locomotivă diesel (problema producției de hidrocarburi) deoarece folosește surse regenerabile de energie, electricitatea, recuperarea și reciclarea litiului reprezintă o problemă.
Probleme de mediu
Bateria unui vehicul electric poate conține câteva kilograme de litiu. Se folosesc alte materiale precum cobaltul și manganul. Aceste trei tipuri diferite de metale sunt extrase și prelucrate pentru a fi utilizate în construcția bateriilor.
litiu
Două treimi din resursele de litiu folosite în dezvoltarea bateriilor de vehicule electrice provin din deșerturile de sare din America de Sud (Bolivia, Chile și Argentina).
Extracția și prelucrarea litiului necesită o cantitate mare de apă, rezultând:
- Uscarea apelor subterane și a râurilor;
- Poluare a solului;
- Și perturbări de mediu, cum ar fi o creștere a otrăvirilor și a bolilor grave ale populației locale.
cobalt
Mai mult de jumătate din producția mondială de cobalt provine din minele congoleze. Acestea din urmă se remarcă în special în raport cu:
- Condiții de siguranță în minerit;
- Exploatarea copiilor pentru extragerea cobaltului.
Întârziere în sectorul de reciclare: explicații
Dacă bateria litiu-ion a fost vândută din 1991 în sectorul electronicelor de larg consum, canalele de reciclare pentru acest material au început să se dezvolte mult mai târziu.
Dacă litiul nu a fost reciclat inițial, atunci acest lucru s-a datorat în principal:
- Despre marea sa disponibilitate;
- Costul scăzut al extracției acestuia;
- Ratele de colectare au rămas destul de scăzute.
Cu toate acestea, odată cu creșterea electromobilității, nevoile de aprovizionare se schimbă într-un ritm rapid, de unde și nevoia unui canal de recirculare eficient. Astăzi, în medie, 65% din bateriile cu litiu sunt reciclate.
Soluții de reciclare a litiului
Astăzi, există puține vehicule electrice învechite în comparație cu locomotivele diesel. Acest lucru permite dezasamblarea aproape completă a vehiculelor și a componentelor bateriei uzate.
Astfel, litiul, precum și aluminiul, cobaltul și cuprul pot fi colectate și reciclate.
Bateriile nedeteriorate urmează un circuit diferit. Într-adevăr, doar pentru că uneori nu mai generează suficientă putere pentru a oferi performanțe și autonomie corecte pentru șoferi, asta nu înseamnă că nu mai funcționează. Astfel, li se oferă o a doua viață. Ele sunt apoi utilizate pentru utilizare staționară:
- Pentru stocarea surselor de energie regenerabilă (solară, eoliană etc.) în clădiri;
- Pentru alimentarea stațiilor de încărcare rapidă.
Sectorul energetic trebuie să inoveze încă pentru a găsi alternative la aceste materiale sau pentru a le obține în alte moduri.
Instalarea unei stații de încărcare pentru mașini electrice
