Batériové elektrické vozidlo

V elektromobile hrá rozhodujúcu úlohu batéria, respektíve akumulátor. Tento komponent určuje okrem iného dojazd, čas nabíjania, hmotnosť a cenu elektromobilu. V tomto článku vás prevedieme všetkým, čo potrebujete vedieť o batériách.

Začnime tým, že elektromobily využívajú lítium-iónové batérie. Batérie tohto typu nájdeme aj v mobilných telefónoch a notebookoch. Existujú rôzne typy lítium-iónových batérií, ktoré spracúvajú rôzne suroviny ako kobalt, mangán alebo nikel. Výhodou lítium-iónových batérií je, že majú vysokú hustotu energie a dlhú životnosť. Nevýhodou je, že nie je možné využiť plný výkon. Úplné vybitie batérie je škodlivé. Týmto otázkam bude venovaná väčšia pozornosť v nasledujúcich odsekoch.

Na rozdiel od telefónu alebo notebooku majú elektrické vozidlá nabíjateľnú batériu zloženú zo sady článkov. Tieto bunky tvoria zhluk, ktorý je možné zapojiť do série alebo paralelne. Nabíjateľná batéria zaberá veľa miesta a má veľkú váhu. Aby sa hmotnosť čo najviac rozložila po vozidle, je batéria zvyčajne zabudovaná v spodnej doske.

kapacita

Kapacita batérie je dôležitým faktorom výkonu elektrického vozidla. Kapacita sa udáva v kilowatthodinách (kWh). Napríklad Tesla Model 3 Long Range má 75 kWh batériu, kým Volkswagen e-Up má 36,8 kWh batériu. Čo presne toto číslo znamená?

Watt – a teda kilowatt – znamená výkon, ktorý dokáže vyrobiť batéria. Ak batéria dodáva 1 kilowatt energie za hodinu, je to 1 kilowatt.hodina energie. Kapacita je množstvo energie, ktorú môže batéria uložiť. Watthodiny sa vypočítajú vynásobením počtu ampérhodín (elektrický náboj) počtom voltov (napätie).

V praxi tak nikdy nebudete mať k dispozícii plnú kapacitu batérie. Úplne vybitá batéria – a teda využitie 100 % svojej kapacity – škodí jej životnosti. Ak je napätie príliš nízke, môže dôjsť k poškodeniu prvkov. Aby sa tomu zabránilo, elektronika vždy opustí vyrovnávaciu pamäť. Plné nabitie tiež neprispieva k batérii. Najlepšie je nabiť batériu z 20 % na 80 % alebo niekde medzi tým. Keď hovoríme o 75kWh batérii, to je plná kapacita. V praxi sa preto vždy musíte potýkať s menšou využiteľnou kapacitou.

teplota

Teplota je dôležitým faktorom ovplyvňujúcim kapacitu batérie. Studená batéria vedie k výraznému zníženiu kapacity. Pri nízkych teplotách totiž chémia v batérii nefunguje tak dobre. Tým pádom sa v zime musíte vysporiadať s menším dojazdom. Vysoké teploty tiež negatívne ovplyvňujú výkon, no v menšej miere. Teplo má zásadný negatívny vplyv na výdrž batérie. Chlad teda pôsobí krátkodobo, teplo naopak dlhodobo.

Mnoho elektrických vozidiel má systém správy batérií (BMS), ktorý okrem iného monitoruje teplotu. Systém často aktívne zasahuje aj prostredníctvom vykurovania, chladenia a/alebo vetrania.

životnosť

Mnoho ľudí sa pýta, aká je výdrž batérie elektrického vozidla. Keďže elektrické vozidlá sú stále relatívne mladé, zatiaľ neexistuje definitívna odpoveď, najmä pokiaľ ide o najnovšie batérie. To samozrejme závisí aj od auta.

Životnosť je čiastočne určená počtom nabíjacích cyklov. Inými slovami: ako často sa batéria nabíja z vybitej na plnú. Nabíjací cyklus teda možno rozdeliť na niekoľko nabíjaní. Ako už bolo spomenuté, najlepšie je nabíjať vždy medzi 20 % a 80 %, aby sa predĺžila životnosť batérie.

Predĺženiu výdrže batérie neprospieva ani príliš rýchle nabíjanie. Je to spôsobené tým, že pri rýchlonabíjaní veľmi stúpa teplota. Ako už bolo spomenuté, vysoké teploty negatívne ovplyvňujú výdrž batérie. Vozidlá s aktívnym chladiacim systémom tomu v zásade dokážu odolať. Vo všeobecnosti sa odporúča striedať rýchle nabíjanie a normálne nabíjanie. Nie je to tak, že rýchle nabíjanie je zlé.

Elektrické vozidlá sú na trhu už pomerne dlho. Pri týchto autách je teda vidieť, ako veľmi sa znížila kapacita batérie. Produktivita zvyčajne klesá približne o 2,3 % ročne. Vývoj technológie batérií však nestojí na mieste, takže stupeň degradácie sa iba znižuje.

Pri elektrických vozidlách, ktoré prešli veľa kilometrov, nie je pokles výkonu až taký zlý. Teslám, ktoré majú najazdených cez 250.000 90 XNUMX km, niekedy zostávalo viac ako XNUMX % kapacity batérie. Na druhej strane existujú aj Tesly, kde bola vymenená celá batéria s menším počtom najazdených kilometrov.

výroba

Výroba batérií pre elektromobily vyvoláva aj otázky: nakoľko je výroba takýchto batérií šetrná k životnému prostrediu? Dejú sa počas výrobného procesu nechcené veci? Tieto problémy súvisia so zložením batérie. Keďže elektrické vozidlá fungujú na lítium-iónových batériách, lítium je aj tak dôležitou surovinou. Používa sa však aj niekoľko ďalších surovín. V závislosti od typu batérie sa používa aj kobalt, nikel, mangán a/alebo fosforečnan železa.

okolia

Ťažba týchto surovín je škodlivá pre životné prostredie a poškodzuje krajinu. Zelená energia sa navyše pri výrobe často nevyužíva. Elektromobily teda ovplyvňujú aj životné prostredie. Je pravda, že batériové suroviny sú vysoko recyklovateľné. Vyradené batérie z elektromobilov sa dajú využiť aj na iné účely. Prečítajte si viac o tejto téme v článku o tom, ako sú elektrické vozidlá šetrné k životnému prostrediu.

Pracovné podmienky

Z hľadiska pracovných podmienok je najproblematickejšou surovinou kobalt. Počas ťažby v Kongu existujú obavy o ľudské práva. Hovoria o vykorisťovaní a detskej práci. To sa mimochodom netýka len elektromobilov. Tento problém sa týka aj batérií telefónov a notebookov.

výdavky

Batérie obsahujú drahé suroviny. Napríklad dopyt po kobalte a s ním aj cena raketovo vzrástli. Nikel je tiež drahá surovina. To znamená, že náklady na výrobu batérií sú dosť vysoké. To je jeden z hlavných dôvodov, prečo sú elektromobily drahšie v porovnaní s ich benzínovým alebo naftovým ekvivalentom. Znamená to tiež, že modelový variant elektromobilu s väčšou batériou sa často hneď výrazne predraží. Dobrou správou je, že batérie sú konštrukčne lacnejšie.

Na stiahnutie

Akupercentá

Elektromobil vždy udáva, koľko percent z nabitia batérie. Je to aj tzv Stav nabitia volal. Alternatívnou metódou merania je Hĺbka výboja... To ukazuje, ako je batéria vybitá, nie ako je plná. Rovnako ako u mnohých benzínových alebo naftových vozidiel sa to často premieta do odhadu zostávajúceho počtu najazdených kilometrov.

Auto nikdy nevie presne povedať, koľko percent nabitia batérie je, preto je vhodné nepokúšať osud. Keď je batéria takmer vybitá, nepotrebné luxusné predmety, ako je kúrenie a klimatizácia, sa vypnú. Ak je situácia naozaj vážna, auto môže ísť len pomaly. 0% neznamená úplne vybitú batériu kvôli spomínanému bufferu.

Nosnosť

Čas nabíjania závisí od vozidla a spôsobu nabíjania. V samotnom vozidle je rozhodujúca kapacita batérie a kapacita nabíjania. O kapacite batérie už bola reč. Keď je výkon vyjadrený v kilowatthodinách (kWh), nabíjacia kapacita je vyjadrená v kilowattoch (kW). Vypočíta sa vynásobením napätia (v ampéroch) prúdom (volty). Čím vyššia je kapacita nabíjania, tým rýchlejšie sa bude vozidlo nabíjať.

Bežné verejné nabíjacie stanice sa nabíjajú buď 11 kW alebo 22 kW AC. Nie všetky elektromobily sú však vhodné na nabíjanie s výkonom 22 kW. Rýchlonabíjačky sa nabíjajú konštantným prúdom. To je možné s oveľa vyššou nosnosťou. Tesla Superchargers Charge 120kW a Fastned Fast Chargers 50kW 175kW. Nie všetky elektromobily sú vhodné na rýchle nabíjanie s vysokým výkonom 120 alebo 175 kW.

Verejné nabíjacie stanice

Je dôležité vedieť, že nabíjanie je nelineárny proces. Nabíjanie na posledných 20 % je oveľa pomalšie. To je dôvod, prečo sa čas nabíjania často označuje ako nabitie na 80 %.

Čas načítania závisí od viacerých faktorov. Jedným z faktorov je, či používate jednofázové alebo trojfázové nabíjanie. Najrýchlejšie je trojfázové nabíjanie, no nie všetky elektromobily sú na to vhodné. Okrem toho niektoré domy používajú iba jednofázové pripojenie namiesto trojfázového.

Bežné verejné nabíjacie stanice sú trojfázové a sú k dispozícii v 16 a 32 ampéroch. Nabíjanie (0 % až 80 %) elektrického vozidla s 50 kWh batériou trvá približne 16 hodín na 11 A alebo 3,6 kW nabíjacích staniciach. S 32 ampérovými nabíjacími stanicami (22 kW póly) to trvá 1,8 hodín.

Dá sa to však zvládnuť ešte rýchlejšie: s 50 kW rýchlonabíjačkou to trvá len necelých 50 minút. V súčasnosti existujú aj 175 kW rýchlonabíjačky, s ktorými je možné 50 kWh batériu nabiť až na 80 % za XNUMX minút. Viac informácií o verejných nabíjacích staniciach nájdete v našom článku o nabíjacích staniciach v Holandsku.

Nabíjanie doma

Nabíjať je možné aj doma. O niečo staršie domy často nemajú trojfázové pripojenie. Doba nabíjania samozrejme závisí od sily prúdu. Pri prúde 16 ampérov sa elektromobil s 50 kWh batériou nabije 10,8 % za 80 hodín. Pri prúde 25 ampérov je to 6,9 hodiny a pri 35 ampéroch 5 hodín. Článok o získaní vlastnej nabíjacej stanice sa podrobnejšie venuje nabíjaniu doma. Môžete sa tiež opýtať: koľko stojí plná batéria? Na túto otázku odpovie článok o nákladoch na elektrickú jazdu.

Sčítanie

Batéria je najdôležitejšou súčasťou elektrického vozidla. S týmto komponentom sú spojené mnohé nevýhody elektrického vozidla. Batérie sú stále drahé, ťažké, citlivé na teplotu a nie sú šetrné k životnému prostrediu. Na druhej strane, degradácia v priebehu času nie je taká zlá. Ba čo viac, batérie sú už teraz oveľa lacnejšie, ľahšie a efektívnejšie ako kedysi. Výrobcovia usilovne pracujú na ďalšom vývoji batérií, takže situácia sa bude už len zlepšovať.