Зарядка электромобиля | Красивая батарея

. тяговые батареи которые оборудуют электромобили характеризуются обратимым действием: они могут получать и восстанавливать энергию. Это замечательное свойство объясняется обращением химических реакций, происходящих внутри батареи: во время разряда ионы Li + естественным образом мигрируют к положительному электроду, вызывая циркуляцию электронов от отрицательного электрода к положительному электроду и тем самым обеспечивая энергию в электрическую цепь (см. статью ” Тяговая батарея “). Напротив, когда батарея заряжается, электроны текут от положительного электрода к отрицательному, таким образом меняя направление миграции ионов на противоположное и позволяя батарее восстанавливать энергию.

В настоящее время зарядка электромобиля не могут контролироваться пользователем: текущие потребности зависят исключительно от типа используемой зарядки и оптимизированы для минимизации времени зарядки и обеспечения безопасности транспортного средства.

Различные способы зарядки электромобиля  

Уровни мощности 

Пользователь электрический автомобиль можно выбрать один из трех типов заряда в зависимости от автономия что он хочет выздороветь, имея в своем распоряжении время. 

«Медленная» зарядка: характеризуется током менее 16 А, что обеспечивает относительно низкую зарядную мощность (максимум 3,7 кВт). Затем для полной зарядки требуется от 6 до 9 часов. Мягкая зарядка остается самым уважаемым из аккумуляторов, что способствует ее долговечности, а также является наиболее экономичным способом зарядки вашего электромобиля, фактически не требующим специальной подписки. 

«Ускоренный» заряд: используемый ток достигает 32 А, что позволяет увеличить электрическую мощность (максимум 22 кВт) и зарядить автомобиль до 80% примерно за 1 час 30 минут. 

«Быстрая» зарядка: он позволяет зарядить 80% за 30 минут при мощности более 22 кВт (максимум 50 кВт).

Быстрая зарядка и, в меньшей степени, ускоренная зарядка не предназначены для полностью зарядить электромобиль а скорее продлить его автономия. Производители сообщают исключительно о времени зарядки «на 80%», а не на «100%». Действительно, после порога 80% заряд становится медленнее, время зарядки до 100% фактически вдвое превышает время зарядки до 80%. Позже мы вернемся к феномену, объясняющему эту специфику. 

Способы зарядки электромобилей и соответствующие розетки

Как зарядка электромобиля вызывает протекание больших токов, необходимо принять определенные меры для обеспечения безопасности транспортного средства. Один из них называется режимом зарядки и определяет способ взаимодействия автомобиля и инфраструктуры зарядки:  

• Режим 1: соответствует питанию автомобиля переменным током от бытовой розетки. Нет блока управления зарядом, который может привести к электрическим осложнениям без предотвращения или устранения опасности. 
• Режим 2: отличается от первого режима наличием блока управления на кабеле питания, который обеспечивает диалог с заряжаемым автомобилем. Этот блок, связанный с розеткой зеленого цвета, является очень безопасным способом зарядки вашего автомобиля, фактически, коробка способна отреагировать на любую аномалию, остановив заряд. Это также самый экономичный режим, который не требует установки гораздо более дорогого настенного бокса, чем зеленый, в отличие от 3-го режима.
• Режим 3: соответствует питанию автомобиля переменным током через специальную стандартизированную розетку (настенная коробка, зарядная станция). Это позволяет увеличить мощность зарядки, обезопасить установку и, благодаря диалогу между вилкой и автомобилем, разумно управлять нагрузкой. Режимы 2 и 3 защищают аккумулятор и заряжают таким же образом, но последний позволяет предварительно запрограммировать его заряд, который будет запускаться автоматически в непиковые часы, чтобы снизить затраты на зарядку.
• Режим 4: автомобиль питается постоянным током (высокий уровень мощности) через зарядную станцию. Этот режим предназначен исключительно для быстрой зарядки. 

Профиль зарядки электромобиля 

После подробного описания различных средств, доступных пользователям электромобили Чтобы перезарядить, мы проанализируем различные нагрузки, которым подвергается аккумулятор. Вопреки тому, что можно подумать, процесс наполнения аккумулятора зависит от состояния его заряда: как и при наполнении стакана воды, вы можете позволить себе действовать быстро в начале, чтобы сэкономить время. Время, но ближе к концу у вас есть быть осторожнее, чтобы не переполнить.

Таким образом, на профиле заряд электромобиль : 

• 1возраста фаза: Мы начинаем с подачи постоянного тока, сила которого зависит от выбранного типа заряда (медленный / ускоренный / быстрый). Аккумулятор заряжается, его напряжение увеличивается и через определенное время достигает предельного значения напряжения, установленного производителем для его защиты (см. Статью ” BMS: программное обеспечение для аккумулятора электромобиля “). Начиная с 80% зарядка не может продолжаться при постоянном токе без риска разрушительного перенапряжения для аккумулятора.

• 2ème фаза: Чтобы не превышать это предельное значение, мы установим напряжение аккумулятора и завершим заряд все меньшим и меньшим током. Эта вторая фаза намного длиннее первой и зависит от многих факторов, таких как степень старения батареи, внешняя температура и сила тока в фазе 1.

Таким образом, понятно, почему производители ускоренных / быстрых зарядов сообщают только о времени зарядки на уровне 80%: это соответствует времени зарядки первой фазы, которая является быстрой и позволяет восстановить большую автономность.

Связь между зарядкой и старением аккумулятора электромобиля

каждый тяговая батарея характеризуется током, известным как «естественное поглощение», которое соответствует предельному току, от которого аккумулятор нагревается. Во время ускоренной или быстрой зарядки задействованные интенсивности явно превышают этот предел и, таким образом, приводят к значительному нагреву. Как мы объяснили в статье « Старение тяговых аккумуляторов », Высокие температуры способствуют разложению химических элементов, ускоряя тем самым старение батареи и снижение их производительности.

Поэтому для сохранения вашего автомобиля вы должны отдавать предпочтение медленным нагрузкам и использовать сертифицированные кабели, обеспечивающие безопасность автомобиля. На рынке есть такие игроки, как Securecharge чувствителен к вопросам защита электромобилей при подзарядке. это Французская компания, специализирующаяся на подзарядке электрических и гибридных автомобилей, предлагает кабели и портативные зарядные устройства, сертифицированные официальными лабораториями и предназначенные для сохранения вашей установки и вашего автомобиля.. 

Зарядка электромобиля: дальнейший случай … 

La зарядка электромобиля – сложный предмет, который все еще очень хорошо изучается учеными, и чей технический потенциал, безусловно, станет важным элементом мира завтрашнего дня. Мы можем думать, например, о «транспортном средстве в сеть» (или «от автомобиля к сети») – концепции, которая встречается в основном в Японии и позволяет использовать тяговые батареи отвечает за снабжение электросетей города. Это решение позволяет лучше управлять непредсказуемыми колебаниями возобновляемых источников энергии: электричество может храниться, когда оно производится в избытке, или восстанавливаться, когда спрос слишком высок. 

__________

Источники: 

Экспериментальный анализ и моделирование аккумуляторных элементов и их узлов: приложение к электрическим и гибридным транспортным средствам. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01157751/document

Стратегии управления электрической энергией в системе с несколькими источниками: нечеткое решение, оптимизированное для гибридных электромобилей. http://thesesups.ups-tlse.fr/2015/1/2013TOU3005.pdf

Файл: подзарядка электромобилей. https://www.automobile-propre.com/dossiers/recharge-voitures-electriques/

V2G: https://www.energuide.be/fr/questions-reponses/quest-ce-que-le-vehicle-to-grid-ou-v2g/2143/

Ключевые слова: тяговый аккумулятор, зарядка электромобиля, аккумулятор электромобиля, линейка электромобилей, старение аккумуляторов.