Электрлік көліктің аккумуляторы қалай жұмыс істейді?

Литий-ионды аккумулятор кез келген электр көлігін қуаттайды. Басынан бастап ол электромобиль нарығында анықтамалық технология ретінде өзін көрсетті. Бұл қалай жұмыс істейді? IZI by EDF желісінің мамандары сізге электромобиль аккумуляторының жұмысы, сипаттамалары, артықшылықтары мен кемшіліктері туралы жаңартылған ақпаратты ұсынады.

Резюме

Электрлік көліктің аккумуляторы қалай жұмыс істейді?

Егер локомотив энергия ретінде бензинді немесе дизельді пайдаланса, онда бұл электромобильдерге қолданылмайды. Олар әртүрлі автономды аккумулятормен жабдықталған, оны зарядтау станциясында зарядтау керек.

Кез келген электр көлігі іс жүзінде бірнеше батареялармен жабдықталған:

• Қосымша батарея;
• Және тарту батареясы.

Олардың рөлі қандай және олар қалай жұмыс істейді?

Қосымша батарея

Температура сияқты электр көлігінде де қосымша аккумулятор бар. Бұл 12 В батарея автомобиль аксессуарларын қуаттандыру үшін қолданылады.

Бұл батарея әртүрлі электр жабдықтарының дұрыс жұмыс істеуін қамтамасыз етеді, мысалы:

• Электрлік терезелер;
• Радио;
• Электрлік көліктің әртүрлі сенсорлары.

Осылайша, электр көлігінің қосалқы батареясының дұрыс жұмыс істемеуі белгілі бір бұзылуларды тудыруы мүмкін.

Тартқыш батарея

Электрлік көліктің орталық элементі тартқыш батарея маңызды рөл атқарады. Шынында да, ол зарядталған энергияны зарядтау станциясында сақтайды және саяхат кезінде электр қозғалтқышын қуатпен қамтамасыз етеді.

Тартқыш батареяның жұмысы өте күрделі, сондықтан бұл элемент электр көлігінің ең қымбат құрамдастарының бірі болып табылады. Бұл құн қазіргі уақытта бүкіл әлемде электромобильділіктің дамуына кедергі келтіруде. Кейбір дилерлер электр көлігін сатып алған кезде тартымды батареяны жалға алу келісімін ұсынады.

Литий-ионды аккумулятор - бұл электр көліктерінде ең көп қолданылатын батарея түрі. Ұзақтығы, өнімділігі және қауіпсіздік деңгейінің арқасында бұл шын мәнінде көптеген өндірушілер үшін анықтамалық технология болып табылады.

Дегенмен, электр көліктері үшін батареялардың әртүрлі түрлері бар:

• никель-кадмий батареясы;
• никель-металл гидридті батарея;
• литий батареясы;
• Ли-ионды батарея.

Электрлік көліктерге арналған әртүрлі аккумуляторлардың пайдасы туралы жиынтық кесте

Батареялардың әртүрлі түрлері	артықшылықтары
Кадмий никель	Өте жақсы қызмет ету мерзімі бар жеңіл батарея.
Металл никель гидриді	Аз ластануы және жоғары энергия сақтау сыйымдылығы бар жеңіл батарея.
Литий	Тұрақты зарядтау және разрядтау. Жоғары номиналды кернеу. Айтарлықтай массалық және көлемдік энергия тығыздығы.
Литий ионы	Жоғары меншікті және көлемдік энергия.

Электрлік көліктерге арналған әртүрлі аккумуляторлардың кемшіліктерінің жиынтық кестесі

Батареялардың әртүрлі түрлері	кемшіліктер
Кадмий никель	Кадмийдің уыттылық деңгейі өте жоғары болғандықтан, бұл материал енді қолданылмайды.
Металл никель гидриді	Материал қымбат. Салқындату жүйесі температураның көтерілуін жүктемеге пропорционалды өтеу үшін қажет.
Литий	Литийді қайта өңдеу әлі толық игерілмеген. Автоматтандырылған қуатты басқару болуы керек.
Литий ионы	Жанғыштық мәселесі.

Батарея өнімділігі

Электр қозғалтқышының қуаты киловаттпен (кВт) көрсетіледі. Ал киловатт сағат (кВт/сағ), керісінше, электр көлігінің аккумуляторы жеткізе алатын энергияны өлшейді.

Жылу қозғалтқышының қуатын (ат күшімен көрсетілген) электр қозғалтқышының кВт-пен көрсетілген қуатымен салыстыруға болады.

Дегенмен, егер сіз батареяның қызмет ету мерзімі ең ұзақ электрлік көлікке инвестиция салғыңыз келсе, кВт-сағ есептеуге жүгінуіңіз керек.

Батареяның қызмет ету мерзімі

Электр көлігіңіздің моделіне байланысты оның диапазоны орта есеппен 100-ден 500 км-ге дейін болуы мүмкін. Шынында да, балаларды мектепке немесе жақын жерде жұмыс істеуге апару үшін электр көлігін күнделікті қарапайым пайдалану үшін төмен батарея жеткілікті. Бұл көлік түрі арзанырақ.

Бастапқы немесе орта деңгейлі модельдерден басқа, әлдеқайда қымбат тұратын жоғары деңгейлі модельдер де бар. Бұл автомобильдердің бағасы негізінен аккумулятордың өнімділігіне байланысты.

Дегенмен, электр көлігінің бұл түрі сіздің жүргізу мәнеріңізге, жол түріне, ауа райы жағдайына және т.б. байланысты 500 км-ге дейін жүре алады.

Ұзақ сапарда аккумулятордың автономиясын сақтау үшін IZI by EDF желісінің мамандары, атап айтқанда, икемді жүргізуді таңдауға және тым жылдам үдеуден аулақ болуға кеңес береді.

Батареяны қайта зарядтау уақыты

IZI by EDF желісінің мамандары, атап айтқанда, қамқорлық жасайды электр көліктерін зарядтау станцияларын орнату ... Электрлік көлігіңізге арналған аккумуляторды зарядтаудың барлық бар шешімдерін табыңыз:

• Тұрмыстық розетка 220 В;
• Wallbox жылдам зарядтау розеткасы;
• Және жылдам зарядтау станциясы.

Тұрмыстық розетка 220 В

Үйде 220 В-қа арналған тұрмыстық розетка орнатуға болады. Зарядтау уақыты 10-нан 13 сағатқа дейін. Содан кейін көлігіңізді күні бойы пайдалану үшін түнде зарядтауға болады.

Wallbox жылдам зарядтау ұясы

Wallbox деп те аталатын жылдам зарядтау розеткасын таңдасаңыз, зарядтау уақыты қысқарады:

• 4А нұсқасында 32 сағатқа;
• 8А нұсқасында 10 немесе 16 сағатқа.

Жылдам зарядтау станциясы

Кондоминиум тұрақтарында немесе супермаркет пен бизнес тұрағында сіз сондай-ақ көлігіңізді жылдам зарядтау станциясында зарядтай аласыз. Бұл құрылғының құны, әрине, ең жоғары.

Дегенмен, батареяны зарядтау уақыты өте жылдам: ол 30 минутты алады.

Электр көліктерінің аккумуляторларын зарядтауға арналған жабдықтар бағасының жиынтық кестесі

Аккумуляторды зарядтауға арналған жабдық түрі	Бағасы (орнатуды қоспағанда)
Жылдам зарядтау қосқышы	Шамамен 600 еуро
Жылдам зарядтау станциясы	Шамамен 900 €

Литий-ионды батарея қалай жұмыс істейді?

Аккумулятордың бұл түрінің жұмыс принципі күрделі. Электрондар батареяның ішінде айналады, бұл екі электрод арасында потенциалдар айырмасын жасайды. Бір электрод теріс, екіншісі оң. Олар электролитке батырылады: иондық өткізгіш сұйықтық.

Шығару фазасы

Батарея көлікті қуаттандырғанда, теріс электрод сақталған электрондарды шығарады. Содан кейін олар сыртқы тізбек арқылы оң электродқа қосылады. Бұл босату кезеңі.

Зарядтау фазасы

Керісінше әсер батарея зарядтау станциясында немесе үйлесімді күшейтілген электр розеткасында зарядталғанда пайда болады. Осылайша, зарядтағыш арқылы берілетін энергия оң электродта бар электрондарды теріс электродқа ауыстырады. 

BMS батареялары: анықтамасы және жұмысы

BMS (Батареяны басқару жүйесі) бағдарламалық құралы тартқыш батареяны құрайтын модульдер мен элементтерді басқарады. Бұл басқару жүйесі батареяны бақылайды және батареяның қызмет ету мерзімін оңтайландырады.

Батарея істен шыққанда, BMS-де де солай болады. Дегенмен, кейбір EV өндірушілері BMS қайта бағдарламалау қызметін ұсынады. Осылайша, жұмсақ қалпына келтіру T уақытындағы батареяның күйін ескере алады.

Электрлік көліктің аккумуляторы қаншалықты сенімді?

Литий-ионды батарея өзінің сенімділігімен танымал. Дегенмен, абай болыңыз, әсіресе зарядтау режимі оның беріктігіне әсер етуі мүмкін. Бұған қоса, батареяның қызмет ету мерзімі мен өнімділігі барлық жағдайларда уақыт өте келе нашарлайды.

Электромобиль істен шыққан кезде оның себебі өте сирек аккумулятор болып табылады. Шынында да, қыста сіз локомотивке қарағанда, суыққа қарамастан электр көлігіңізді іске қосуда еш қиындықсыз екенін тез түсінесіз.

Неліктен литий-ионды батареялар уақыт өте келе нашарлайды?

Электрлік көлік бірнеше шақырым жол жүргенде, батареяның өнімділігі баяу төмендейді. Сонда екі фактор көрінеді:

• Батареяның қызмет ету мерзімі қысқарады;
• Батареяны зарядтау уақыты ұзағырақ.

Электрлік көліктің аккумуляторы қаншалықты тез ескіреді?

Батареяның қартаю жылдамдығына әртүрлі факторлар әсер етуі мүмкін:

• Электрлік көлікті сақтау шарттары (гаражда, көшеде және т.б.);
• Жүргізу стилі (электромобильмен, жасыл түсті жүргізу қолайлы);
• Жылдам зарядтау станцияларында зарядтау жиілігі;
• Сіз жиі жүретін аймақтағы ауа райы жағдайлары.

Электрлік көліктің батареясының қызмет ету мерзімін қалай оңтайландыруға болады?

Жоғарыда аталған факторларды ескере отырып, тартқыш батареяның қызмет ету мерзімін оңтайландыруға болады. Кез келген уақытта өндіруші немесе сенімді үшінші тарап аккумулятордың SOH (денсаулық күйі) деңгейін диагностикалап, өлшей алады. Бұл өлшем батареяның күйін бағалау үшін қолданылады.

SOH сынақ кезіндегі ең жоғары батарея сыйымдылығын ол жаңа болған кездегі ең жоғары батарея сыйымдылығымен салыстырады.

Жою: электр көлігі аккумуляторының екінші қызмет ету мерзімі

Электрлік көлік секторында литий-ионды батареяларды жою мәселесі электр көліктерінде басты проблема болып қала береді. Шынында да, егер EV тепловозға қарағанда таза болса (көмірсутек өндіру мәселесі), себебі ол жаңартылатын энергия көздерін пайдаланады, электр қуатын, литийді қалпына келтіру және қайта өңдеу проблема болып табылады.

Экологиялық мәселелер

Электр көлігінің аккумуляторында бірнеше килограмм литий болуы мүмкін. Кобальт және марганец сияқты басқа материалдар пайдаланылады. Бұл үш түрлі металдар аккумуляторлық құрылыста пайдалану үшін өндіріледі және өңделеді.

Литий

Электрлік көліктердің аккумуляторларын жасау үшін пайдаланылатын литий ресурстарының үштен екісі Оңтүстік Американың тұзды шөлдерінен (Боливия, Чили және Аргентина) келеді.

Литийді алу және өңдеу көп мөлшерде суды қажет етеді, нәтижесінде:

• Жер асты сулары мен өзендердің құрғауы;
• Топырақтың ластануы;
• Ал жергілікті тұрғындардың улануы мен ауыр ауруларының көбеюі сияқты экологиялық бұзылулар.

кобальт

Дүние жүзіндегі кобальт өндірісінің жартысынан көбі Конго кеніштерінен келеді. Соңғысы әсіресе мыналарға қатысты ерекшеленеді:

• Тау-кен жұмыстарының қауіпсіздік шарттары;
• Балаларды кобальт алу үшін пайдалану.

Қайта өңдеу секторындағы кідіріс: түсіндірмелер

Егер литий-ионды аккумулятор 1991 жылдан бері тұрмыстық электроника секторында сатылса, бұл материалды қайта өңдеу арналары әлдеқайда кейінірек дами бастады.

Егер литий бастапқыда қайта өңделмеген болса, онда бұл негізінен мыналарға байланысты болды:

• Оның үлкен қолжетімділігі туралы;
• Оны өндірудің төмен құны;
• Жинақ деңгейі айтарлықтай төмен болып қалды.

Дегенмен, электромобильділіктің жоғарылауымен жабдықтау қажеттіліктері жылдам қарқынмен өзгереді, демек тиімді рециркуляция арнасының қажеттілігі. Бүгінгі таңда литий батареяларының орта есеппен 65% қайта өңделеді.

Литийді қайта өңдеуге арналған шешімдер

Бүгінде тепловоздармен салыстырғанда ескірген электромобильдер аз. Бұл көліктерді және пайдаланылған батарея компоненттерін іс жүзінде толығымен бөлшектеуге мүмкіндік береді.

Осылайша, литий, сондай-ақ алюминий, кобальт және мысты жинап, қайта өңдеуге болады.

Зақымдалмаған батареялар басқа тізбек бойынша жүреді. Шынында да, олар кейде драйверлер үшін дұрыс өнімділік пен ауқымды қамтамасыз ету үшін жеткілікті қуат шығармайтындықтан, бұл олардың енді жұмыс істемейтінін білдірмейді. Осылайша оларға екінші өмір беріледі. Содан кейін олар стационарлық пайдалану үшін пайдаланылады:

• Ғимараттарда жаңартылатын энергия көздерін (күн, жел және т.б.) сақтау үшін;
• Жылдам зарядтау станцияларын қуаттандыруға арналған.

Бұл материалдарға балама табу немесе оларды басқа жолдармен алу үшін энергетика секторы әлі инновациялар енгізбеді.

Электрлік көлікті зарядтау станциясын орнату