Аккумуляторный электромобиль
Содержание
В электромобиле решающую роль играет аккумулятор, а точнее, аккумуляторный блок. Этот компонент определяет, среди прочего, запас хода, время зарядки, вес и цену электромобиля. В этой статье мы расскажем вам все, что вам нужно знать об аккумуляторах.
Начнем с того, что в электромобилях используются литий-ионные батареи. Аккумуляторы этого типа также можно найти в мобильных телефонах и ноутбуках. Существуют разные типы литий-ионных аккумуляторов, в которых перерабатывается различное сырье, такое как кобальт, марганец или никель. Преимущество литий-ионных аккумуляторов в том, что они обладают высокой плотностью энергии и длительным сроком службы. Недостатком является то, что невозможно использовать полную мощность. Полностью разряжать батарею – это вредно. Этим вопросам будет уделено больше внимания в следующих параграфах.
В отличие от телефона или ноутбука, у электромобилей есть аккумуляторная батарея, состоящая из набора ячеек. Эти ячейки образуют кластер, который можно соединять последовательно или параллельно. Аккумуляторная батарея занимает много места и много весит. Чтобы максимально распределить вес по автомобилю, аккумуляторная батарея обычно встраивается в нижнюю пластину.
Емкость
Емкость аккумулятора – важный фактор в характеристиках электромобиля. Емкость указывается в киловатт-часах (кВтч). Например, Tesla Model 3 Long Range имеет батарею емкостью 75 кВтч, а Volkswagen e-Up – батарею 36,8 кВтч. Что именно означает это число?
Ватт – а значит, и киловатт – означает мощность, которую может выдать аккумулятор. Если аккумулятор обеспечивает мощность в 1 киловатт в течение часа, это равно 1 киловатту.час энергия. Емкость – это количество энергии, которое может хранить аккумулятор. Ватт-часы рассчитываются путем умножения количества ампер-часов (электрического заряда) на количество вольт (напряжение).
На практике в вашем распоряжении никогда не будет полной емкости аккумулятора. Полностью разряженная батарея – и, следовательно, использование 100% ее емкости – губительно для ее срока службы. Если напряжение слишком низкое, элементы могут быть повреждены. Чтобы предотвратить это, электроника всегда оставляет буфер. Полная зарядка тоже не способствует аккумулятору. Лучше всего заряжать аккумулятор от 20% до 80% или что-то среднее между ними. Когда мы говорим о батарее на 75 кВтч, это полная емкость. Поэтому на практике вам всегда приходится иметь дело с меньшей полезной емкостью.
температура
Важным фактором, влияющим на емкость аккумулятора, является температура. Холодный аккумулятор приводит к значительному снижению емкости. Это связано с тем, что химические процессы в батарее не работают так хорошо при низких температурах. В результате зимой приходится иметь дело с меньшим радиусом действия. Высокие температуры также негативно влияют на производительность, но в меньшей степени. Тепло в основном отрицательно сказывается на сроке службы батареи. Таким образом, холод имеет краткосрочный эффект, а тепло – долгосрочное.
Многие электромобили имеют систему управления батареями (BMS), которая, помимо прочего, контролирует температуру. Система часто также активно вмешивается посредством отопления, охлаждения и / или вентиляции.
продолжительность жизни
Многие задаются вопросом, каков срок службы аккумуляторной батареи электромобиля. Поскольку электромобили все еще относительно молоды, окончательного ответа пока нет, особенно когда речь идет о новейших аккумуляторных батареях. Конечно, это также зависит от машины.
Срок службы частично определяется количеством циклов зарядки. Другими словами: как часто аккумулятор заряжается от разряженного до полного. Таким образом, цикл зарядки можно разделить на несколько зарядов. Как указывалось ранее, для продления срока службы батареи лучше каждый раз заряжать от 20% до 80%.
Чрезмерно быстрая зарядка также не способствует продлению срока службы аккумулятора. Это связано с тем, что во время быстрой зарядки температура сильно повышается. Как уже упоминалось, высокие температуры отрицательно влияют на срок службы батареи. В принципе, автомобили с активной системой охлаждения этому могут противостоять. В общем, рекомендуется чередовать быструю зарядку и обычную зарядку. Дело не в том, что быстрая зарядка – это плохо.
Сейчас на рынке уже довольно долгое время присутствуют электромобили. Таким образом, с этими автомобилями можно увидеть, насколько уменьшилась емкость аккумулятора. Производительность обычно уменьшается примерно на 2,3% в год. Однако развитие аккумуляторных технологий не стоит на месте, поэтому степень деградации только снижается.
С электромобилями, которые проехали много километров, снижение мощности оказывается не так уж и плохо. У Teslas, которые проехали более 250.000 90 км, иногда оставалось более XNUMX% емкости аккумулятора. С другой стороны, есть также Teslas, где весь аккумулятор был заменен с меньшим пробегом.
производство
Производство аккумуляторов для электромобилей также вызывает вопросы: насколько экологически безвредно производство таких аккумуляторов? В процессе производства происходят нежелательные вещи? Эти вопросы связаны с составом батареи. Поскольку электромобили работают на литий-ионных аккумуляторах, литий в любом случае является важным сырьем. Однако также используется несколько других видов сырья. В зависимости от типа батареи также используются кобальт, никель, марганец и / или фосфат железа.
Окружение
Добыча этого сырья вредна для окружающей среды и вредит ландшафту. Кроме того, зеленая энергия часто не используется в производстве. Таким образом, электромобили также влияют на окружающую среду. Это правда, что сырье для батарей в значительной степени пригодно для вторичной переработки. Выброшенные аккумуляторные батареи от электромобилей можно использовать и для других целей. Подробнее на эту тему в статье о том, насколько экологичны электромобили.
Условия работы
С точки зрения условий труда кобальт – наиболее проблемное сырье. Есть опасения по поводу прав человека во время добычи в Конго. Говорят об эксплуатации и детском труде. Между прочим, это связано не только с электромобилями. Эта проблема также затрагивает батареи телефонов и ноутбуков.
Расходы
Батареи содержат дорогостоящее сырье. Например, спрос на кобальт, а вместе с ним и цена, резко выросли. Никель – также дорогое сырье. Это означает, что стоимость производства аккумуляторов довольно высока. Это одна из основных причин того, что электромобили стоят дороже по сравнению с бензиновым или дизельным эквивалентом. Это также означает, что модельный вариант электромобиля с большей аккумуляторной батареей часто сразу становится намного дороже. Хорошая новость заключается в том, что батареи конструктивно дешевле.
Загрузить
Accupercentage
Электромобиль всегда указывает, какой процент заряда батареи. Это также называется Степень зарядки называется. Альтернативный метод измерения – это Глубина разряда. Это показывает, насколько разряжена батарея, а не насколько она полная. Как и во многих бензиновых или дизельных автомобилях, это часто переводится в оценку оставшегося пробега.
Автомобиль никогда не может точно сказать, какой процент заряда батареи, поэтому желательно не испытывать судьбу. Когда заряд батареи близок к концу, лишние предметы роскоши, такие как отопление и кондиционер, будут отключены. Если ситуация станет действительно ужасной, машина сможет ехать только медленно. 0% не означает полностью разряженную батарею в связи с вышеупомянутым буфером.
Грузоподъемность
Время зарядки зависит как от автомобиля, так и от способа зарядки. В самом автомобиле решающее значение имеют емкость аккумулятора и емкость зарядки. О емкости аккумулятора уже говорилось раньше. Если мощность выражается в киловатт-часах (кВтч), то зарядная емкость выражается в киловаттах (кВт). Он рассчитывается путем умножения напряжения (в амперах) на ток (вольт). Чем выше емкость зарядки, тем быстрее заряжается автомобиль.
Обычные общественные зарядные станции заряжаются от переменного тока мощностью 11 кВт или 22 кВт. Однако далеко не все электромобили подходят для зарядки мощностью 22 кВт. Зарядные устройства для быстрой зарядки заряжаются постоянным током. Это возможно при гораздо большей грузоподъемности. Нагнетатели Tesla заряжают 120 кВт и Fastned быстрые зарядные устройства 50 кВт 175 кВт. Не все электромобили подходят для быстрой зарядки большой мощностью 120 или 175 кВт.
Общественные зарядные станции
Важно знать, что зарядка – это нелинейный процесс. Зарядка на последних 20% идет значительно медленнее. Это причина того, что время зарядки часто называют зарядкой до 80%.
Время загрузки зависит от нескольких факторов. Одним из факторов является то, используете ли вы зарядку через однофазное или трехфазное соединение. Трехфазная зарядка – самая быстрая, но не все электромобили для этого подходят. Кроме того, в некоторых домах используется только однофазное соединение вместо трехфазного.
Обычные общественные зарядные станции имеют трехфазное соединение и доступны с силой тока 16 и 32 ампер. Зарядка (от 0% до 80%) электромобиля с аккумулятором на 50 кВтч занимает примерно 16 часа на зарядных станциях на 11 А или 3,6 кВт свай. Это займет 32 часа с зарядными станциями на 22 А (полюса 1,8 кВт).
Однако это можно сделать еще быстрее: с быстрым зарядным устройством на 50 кВт это займет чуть менее 50 минут. В настоящее время существуют также устройства быстрой зарядки мощностью 175 кВт, с помощью которых аккумулятор на 50 кВтч заряжается даже до 80% за XNUMX минут. Подробнее об общественных зарядных станциях читайте в статье о зарядных станциях в Нидерландах.
Зарядка дома
Также есть возможность заряжать дома. Несколько более старые дома часто не имеют трехфазного подключения. Время зарядки, конечно же, зависит от силы тока. При токе в 16 ампер электромобиль с аккумулятором на 50 кВтч заряжается на 10,8% за 80 часа. При токе 25 ампер это 6,9 часа, а при 35 амперах – 5 часов. В статье о приобретении собственной зарядной станции более подробно рассказывается о зарядке в домашних условиях. Вы также можете спросить: а сколько стоит полная батарея? На этот вопрос ответят в статье о расходах на электрическое вождение.
Подводя итог
Аккумулятор – важнейшая часть электромобиля. Многие недостатки электромобиля связаны с этим компонентом. Батареи по-прежнему дороги, тяжелые, чувствительны к температуре и их производство не является экологически чистым. С другой стороны, деградация со временем не так уж и плоха. Более того, батареи уже стали намного дешевле, легче и эффективнее, чем были раньше. Производители усердно работают над дальнейшим развитием аккумуляторов, так что ситуация будет только улучшаться.
