Ako funguje batéria elektrického auta?

Lítium-iónová batéria poháňa akýkoľvek typ elektrického vozidla. Od samého začiatku sa etablovala ako referenčná technológia na trhu elektrických vozidiel. Ako to funguje? Špecialisti siete IZI by EDF vám poskytnú aktuálne informácie o prevádzke, charakteristikách, výhodách a nevýhodách batérie elektromobilu.

Zhrnutie

Ako funguje batéria elektrického vozidla?

Ak lokomotíva využíva ako energiu benzín alebo naftu, tak to neplatí pre elektromobily. Sú vybavené batériou s rôznou autonómiou, ktorá sa musí nabíjať na nabíjacej stanici.

Každé elektrické vozidlo je v skutočnosti vybavené niekoľkými batériami:

• Prídavná batéria;
• A trakčná batéria.

Aká je ich úloha a ako fungujú?

Prídavná batéria

Podobne ako termokamera má aj elektromobil prídavnú batériu. Táto 12V batéria slúži na napájanie autopríslušenstva.

Táto batéria zaisťuje správnu prevádzku rôznych elektrických zariadení, ako sú:

• Elektrické okná;
• Rádio ;
• Rôzne senzory elektrického vozidla.

Porucha pomocnej batérie elektrického vozidla teda môže spôsobiť určité poruchy.

Trakčná batéria

Ústredný prvok elektrického vozidla, trakčná batéria, zohráva podstatnú úlohu. V skutočnosti ukladá nabitú energiu do nabíjacej stanice a počas cestovania poskytuje energiu pre elektromotor.

Činnosť trakčnej batérie je pomerne zložitá, preto je tento prvok jedným z najdrahších komponentov elektromobilu. Tieto náklady v súčasnosti brzdia aj rozvoj elektromobility na celom svete. Niektorí predajcovia ponúkajú pri kúpe elektrického vozidla zmluvu o prenájme trakčnej batérie.

Lítium-iónová batéria je zďaleka najpoužívanejším typom batérie v elektrických vozidlách. Vďaka svojej odolnosti, výkonu a úrovni bezpečnosti je to skutočne referenčná technológia pre väčšinu výrobcov.

Existujú však rôzne typy batérií pre elektrické vozidlá:

• Nikel-kadmiová batéria;
• Nikel-metal hydridová batéria;
• Lítiová batéria;
• Li-ion batéria.

Súhrnná tabuľka výhod rôznych batérií pre elektrické vozidlá

Rôzne typy batérií	Výhody
Kadmium nikel	Ľahká batéria s vynikajúcou životnosťou.
Nikel-metal hydrid	Ľahká batéria s nízkym znečistením a vysokou kapacitou akumulácie energie.
lítium	Stabilné nabíjanie a vybíjanie. Vysoké menovité napätie. Významná hmotnostná a objemová hustota energie.
Lítium ión	Vysoká špecifická a objemová energia.

Súhrnná tabuľka nevýhod rôznych batérií pre elektromobily

Rôzne typy batérií	Obmedzenie
Kadmium nikel	Keďže úroveň toxicity kadmia je veľmi vysoká, tento materiál sa už nepoužíva.
Nikel-metal hydrid	Materiál je drahý. Chladiaci systém je potrebný na kompenzáciu nárastu teploty v pomere k zaťaženiu.
lítium	Recyklácia lítia ešte nie je úplne zvládnutá. Malo by existovať automatické riadenie napájania.
Lítium ión	Problém horľavosti.

Výkon batérie

Výkon elektromotora sa vyjadruje v kilowattoch (kW). Na druhej strane, kilowatthodina (kWh) meria energiu, ktorú dokáže dodať batéria elektrického vozidla.

Výkon tepelného motora (vyjadrený v konských silách) môžete porovnať s výkonom elektromotora vyjadreným v kW.

Ak však chcete investovať do elektromobilu s čo najdlhšou výdržou batérie, budete musieť prejsť na meranie kWh.

Výdrž batérie

V závislosti od modelu vášho elektromobilu môže byť jeho dojazd v priemere od 100 do 500 km. Vybitá batéria je skutočne dostatočná na jednoduché každodenné používanie elektrického vozidla na odvoz detí do školy alebo do práce v blízkosti. Tento druh dopravy je lacnejší.

Okrem modelov základnej alebo strednej triedy existujú aj modely vyššej kategórie, ktoré sú oveľa drahšie. Cenu týchto áut do značnej miery ovplyvňuje výkon batérie.

Tento typ elektromobilu však dokáže prejsť až 500 km v závislosti od štýlu jazdy, typu cesty, poveternostných podmienok atď.

V záujme zachovania autonómie vašej batérie na dlhej ceste vám odborníci zo siete IZI by EDF radia najmä zvoliť flexibilnú jazdu a vyhnúť sa príliš rýchlej akcelerácii.

Doba nabíjania batérie

O to sa postarajú najmä profesionáli siete IZI by EDF inštalácia nabíjacích staníc pre elektrické vozidlá ... Objavte všetky existujúce riešenia nabíjania batérie pre vaše elektrické vozidlo s:

• Domáca zásuvka 220 V;
• Zásuvka na rýchle nabíjanie Wallbox;
• A rýchlonabíjacia stanica.

Domáca zásuvka 220V

Doma si môžete nainštalovať domácu zásuvku na 220 V. Doba nabíjania je od 10 do 13 hodín. Potom môžete svoje auto nabíjať cez noc a používať ho celý deň.

Zásuvka na rýchle nabíjanie Wallbox

Ak zvolíte rýchlonabíjaciu zásuvku, nazývanú aj Wallbox, doba nabíjania sa skráti:

• 4 hodiny vo verzii 32A;
• Na 8 alebo 10 hodín vo verzii 16A.

Rýchlonabíjacia stanica

Na kondomíniových parkoviskách alebo v supermarketoch a biznis parkoviskách môžete svoje auto nabiť aj na rýchlonabíjacej stanici. Náklady na toto zariadenie sú, samozrejme, najvyššie.

Nabíjanie batérie je však veľmi rýchle: trvá 30 minút.

Súhrnná tabuľka cien zariadení na nabíjanie batérií elektromobilov

Typ zariadenia na nabíjanie batérie	Cena (bez montáže)
Konektor pre rýchle nabíjanie	Okolo 600 eur
Rýchlonabíjacia stanica	Okolo 900 €

Ako funguje lítium-iónová batéria?

Princíp fungovania tohto typu batérie je zložitý. Elektróny cirkulujú vo vnútri batérie a vytvárajú potenciálny rozdiel medzi dvoma elektródami. Jedna elektróda je záporná, druhá kladná. Sú ponorené do elektrolytu: kvapaliny s iónovou vodivosťou.

Fáza vybíjania

Keď batéria napája vozidlo, záporná elektróda uvoľňuje uložené elektróny. Potom sú pripojené ku kladnej elektróde cez externý obvod. Toto je fáza vybíjania.

Fáza nabíjania

Opačný efekt nastáva pri nabíjaní batérie v nabíjacej stanici alebo kompatibilnej vystuženej elektrickej zásuvke. Energia prenášaná nabíjačkou teda prenáša elektróny prítomné v kladnej elektróde na zápornú elektródu. 

BMS batérie: definícia a prevádzka

Softvér BMS (Battery Management System) riadi moduly a prvky, ktoré tvoria trakčnú batériu. Tento riadiaci systém monitoruje batériu a optimalizuje životnosť batérie.

Keď batéria zlyhá, to isté sa stane s BMS. Niektorí výrobcovia elektrických vozidiel však ponúkajú službu preprogramovania BMS. Mäkký reset teda môže brať do úvahy stav batérie v čase T.

Aká spoľahlivá je batéria elektrického auta?

Lítium-iónová batéria je známa svojou spoľahlivosťou. Buďte však opatrní, najmä režim nabíjania môže ovplyvniť jeho životnosť. Navyše životnosť batérie a výkon sa časom vo všetkých prípadoch zníži.

Keď sa elektrické auto pokazí, príčinou je len veľmi zriedkavo batéria. V zime totiž rýchlo zistíte, že váš elektromobil nemá problémy so štartovaním aj napriek chladu, na rozdiel od dieselovej lokomotívy.

Prečo sa lítium-iónové batérie časom zhoršujú?

Keď elektrické vozidlo prejde mnoho kilometrov, výkon batérie sa pomaly znižuje. Potom sú viditeľné dva faktory:

• Znížená životnosť batérie;
• Dlhší čas nabíjania batérie.

Ako rýchlo starne batéria elektrického vozidla?

Rýchlosť starnutia batérie môžu ovplyvniť rôzne faktory:

• Podmienky skladovania elektrického vozidla (v garáži, na ulici atď.);
• Štýl jazdy (s elektromobilom sa uprednostňuje zelená jazda);
• Frekvencia nabíjania na rýchlonabíjacích staniciach;
• Poveternostné podmienky v oblasti, kde najčastejšie jazdíte.

Ako optimalizovať životnosť batérie elektromobilu?

Zohľadnením vyššie uvedených faktorov je možné optimalizovať životnosť trakčnej batérie. Výrobca alebo dôveryhodná tretia strana môže kedykoľvek diagnostikovať a zmerať SOH (zdravotný stav) batérie. Toto meranie sa používa na posúdenie stavu batérie.

SOH porovnáva maximálnu kapacitu batérie v čase testu s maximálnou kapacitou batérie, keď bola nová.

Recyklácia: druhý život batérie elektrického vozidla

V sektore elektrických vozidiel problém s likvidáciou lítium-iónovej batérie v elektrických vozidlách zostáva hlavným problémom. Ak je totiž elektromobil čistejší ako dieselová lokomotíva (problém výroby uhľovodíkov), pretože využíva obnoviteľné zdroje energie, problémom je elektrina, získavanie a recyklácia lítia.

Ekologické problémy

Batéria elektrického vozidla môže obsahovať niekoľko kilogramov lítia. Používajú sa aj iné materiály ako kobalt a mangán. Tieto tri rôzne typy kovov sa ťažia a spracúvajú na použitie pri konštrukcii batérií.

lítium

Dve tretiny zdrojov lítia použitých pri vývoji batérií pre elektrické vozidlá pochádzajú zo soľných púští Južnej Ameriky (Bolívia, Čile a Argentína).

Extrakcia a spracovanie lítia vyžaduje veľké množstvo vody, čo má za následok:

• Sušenie podzemných vôd a riek;
• Znečistenie pôdy;
• A narušenia životného prostredia, ako je nárast otráv a vážnych chorôb miestneho obyvateľstva.

kobalt

Viac ako polovica svetovej produkcie kobaltu pochádza z konžských baní. Posledne menované vynikajú najmä vo vzťahu k:

• Bezpečnostné podmienky pre banské práce;
• Využívanie detí na ťažbu kobaltu.

Oneskorenie v sektore recyklácie: vysvetlenia

Ak sa lítium-iónová batéria predáva od roku 1991 v sektore spotrebnej elektroniky, recyklačné kanály pre tento materiál sa začali rozvíjať oveľa neskôr.

Ak sa lítium pôvodne nerecyklovalo, bolo to spôsobené najmä:

• O jeho veľkej dostupnosti;
• Nízke náklady na jeho ťažbu;
• Miera zberu zostala pomerne nízka.

S nárastom elektromobility sa však potreby dodávok menia rýchlym tempom, a preto je potrebný efektívny recirkulačný kanál. Dnes sa v priemere recykluje 65 % lítiových batérií.

Riešenia recyklácie lítia

Dnes je zastaraných elektrických vozidiel v porovnaní s dieselovými lokomotívami málo. To umožňuje takmer úplnú demontáž vozidiel a použitých komponentov batérie.

Lítium, ako aj hliník, kobalt a meď sa tak môžu zbierať a recyklovať.

Nepoškodené batérie sledujú iný obvod. To, že niekedy už nevyrábajú dostatok energie na to, aby vodičom poskytovali správny výkon a dosah, neznamená, že už nefungujú. Tak im je daný druhý život. Potom sa používajú na stacionárne použitie:

• Na skladovanie obnoviteľných zdrojov energie (slnečná, veterná a pod.) v budovách;
• Na napájanie rýchlonabíjacích staníc.

Energetický sektor ešte musí inovovať, aby našiel alternatívy k týmto materiálom alebo ich získal inými spôsobmi.

Inštalácia nabíjacej stanice pre elektromobily