Rafhlaða rafbíll

Í rafknúnu farartæki gegnir rafhlaðan, eða öllu heldur rafhlöðupakkinn, afgerandi hlutverki. Þessi hluti ákvarðar meðal annars drægni, hleðslutíma, þyngd og verð rafbíls. Í þessari grein munum við leiða þig í gegnum allt sem þú þarft að vita um rafhlöður.

Við skulum byrja á því að rafbílar nota litíumjónarafhlöður. Rafhlöður af þessari gerð má einnig finna í farsímum og fartölvum. Það eru mismunandi gerðir af litíumjónarafhlöðum sem vinna úr mismunandi hráefnum eins og kóbalt, mangan eða nikkel. Kosturinn við litíumjónarafhlöður er að þær hafa mikla orkuþéttleika og langan endingartíma. Ókosturinn er sá að ekki er hægt að nýta allan kraftinn. Það er skaðlegt að tæma rafhlöðuna alveg. Nánar verður fjallað um þessi atriði í eftirfarandi málsgreinum.

Ólíkt síma eða fartölvu hafa rafknúin farartæki endurhlaðanlega rafhlöðu sem samanstendur af setti af frumum. Þessar frumur mynda þyrping sem hægt er að tengja í röð eða samhliða. Endurhlaðanlega rafhlaðan tekur mikið pláss og vegur mikið. Til að dreifa þyngdinni eins mikið og hægt er yfir ökutækið er rafhlaðan venjulega innbyggð í botnplötuna.

Stærð

Rafhlöðugeta er mikilvægur þáttur í frammistöðu rafknúinna ökutækja. Afkastagetan er tilgreind í kílóvattstundum (kWh). Til dæmis er Tesla Model 3 Long Range með 75 kWh rafhlöðu en Volkswagen e-Up er með 36,8 kWh rafhlöðu. Hvað þýðir þessi tala nákvæmlega?

Watt - og þar með kílóvött - þýðir það afl sem rafhlaða getur framleitt. Ef rafhlaða skilar 1 kílóvatt af afli í klukkutíma, þá er það 1 kílóvatt.klukkustund Orka. Afkastageta er það magn af orku sem rafhlaða getur geymt. Wattstundir eru reiknaðar með því að margfalda fjölda amperstunda (rafhleðslu) með fjölda volta (spennu).

Í reynd muntu aldrei hafa fulla rafhlöðugetu til ráðstöfunar. Alveg tæmd rafhlaða - og notar því 100% af afkastagetu sinni - er skaðleg líftíma hennar. Ef spennan er of lág geta þættirnir skemmst. Til að koma í veg fyrir þetta skilur rafeindabúnaðurinn alltaf eftir biðminni. Full hleðsla stuðlar heldur ekki að rafhlöðunni. Best er að hlaða rafhlöðuna frá 20% í 80% eða einhvers staðar þar á milli. Þegar við tölum um 75kWh rafhlöðu er það full afköst. Því þarf í reynd alltaf að glíma við minni nothæfa afkastagetu.

hiti

Hitastig er mikilvægur þáttur sem hefur áhrif á getu rafhlöðunnar. Köld rafhlaða leiðir til verulegrar minnkunar á afkastagetu. Þetta er vegna þess að efnafræðin í rafhlöðunni virkar ekki eins vel við lágt hitastig. Þar af leiðandi, á veturna þarftu að takast á við minna svið. Hátt hitastig hefur einnig neikvæð áhrif á frammistöðu, en í minna mæli. Hiti hefur mikil neikvæð áhrif á endingu rafhlöðunnar. Þannig hefur kuldi skammtímaáhrif á meðan hiti hefur langtímaáhrif.

Mörg rafknúin farartæki eru með rafhlöðustjórnunarkerfi (BMS) sem fylgist meðal annars með hitastigi. Kerfið grípur oft einnig virkan inn í gegnum hitun, kælingu og/eða loftræstingu.

lífskeið

Margir velta því fyrir sér hver er endingartími rafhlöðu rafbíla. Þar sem rafknúin farartæki eru enn tiltölulega ung er ekkert endanlegt svar ennþá, sérstaklega þegar kemur að nýjustu rafhlöðunum. Þetta fer auðvitað líka eftir bílnum.

Þjónustulífið ræðst að hluta til af fjölda hleðslulota. Með öðrum orðum: hversu oft er rafhlaðan hlaðin úr tómri til fulls. Þannig er hægt að skipta hleðsluferlinu í nokkrar hleðslur. Eins og fyrr segir er best að hlaða á milli 20% og 80% í hvert skipti til að lengja endingu rafhlöðunnar.

Of hröð hleðsla er heldur ekki til þess fallin að lengja endingu rafhlöðunnar. Þetta er vegna þess að við hraðhleðslu hækkar hitastigið mikið. Eins og áður hefur komið fram hefur hár hiti neikvæð áhrif á endingu rafhlöðunnar. Í grundvallaratriðum geta ökutæki með virkt kælikerfi staðist þetta. Almennt er mælt með því að skipta um hraðhleðslu og venjulega hleðslu. Það er ekki það að hraðhleðsla sé slæm.

Rafbílar hafa verið á markaðnum í nokkurn tíma núna. Þannig að með þessum bílum geturðu séð hversu mikið rafgeymirinn hefur minnkað. Framleiðni minnkar að jafnaði um 2,3% á ári. Hins vegar stendur þróun rafhlöðutækni ekki í stað, þannig að niðurbrotsstigið fer aðeins minnkandi.

Með rafknúnum ökutækjum sem hafa ekið marga kílómetra er aflfallið ekki svo slæmt. Tesla, sem hafa ekið yfir 250.000 90 km, áttu stundum meira en XNUMX% eftir af rafhlöðunni. Á hinn bóginn eru líka Teslas þar sem búið er að skipta um alla rafhlöðuna með minni kílómetrafjölda.

framleiðslu

Framleiðsla á rafhlöðum fyrir rafbíla vekur einnig spurningar: hversu umhverfisvæn er framleiðsla slíkra rafhlaðna? Eru óæskilegir hlutir að gerast í framleiðsluferlinu? Þessi atriði tengjast samsetningu rafhlöðunnar. Þar sem rafbílar ganga fyrir litíumjónarafhlöðum er litíum mikilvægt hráefni hvort sem er. Hins vegar eru einnig notuð nokkur önnur hráefni. Kóbalt, nikkel, mangan og/eða járnfosfat er einnig notað eftir rafhlöðugerð.

Umhverfið

Vinnsla þessara hráefna er skaðleg umhverfinu og skaðar landslag. Auk þess er græn orka oft ekki notuð í framleiðslu. Þannig hafa rafbílar líka áhrif á umhverfið. Það er rétt að rafhlöðuhráefni eru mjög endurvinnanleg. Fleygð rafhlöður úr rafknúnum ökutækjum er einnig hægt að nota í öðrum tilgangi. Lestu meira um þetta efni í greininni um hversu umhverfisvæn rafknúin farartæki eru.

Vinnuskilyrði

Frá sjónarhóli vinnuskilyrða er kóbalt erfiðasta hráefnið. Það eru áhyggjur af mannréttindum við námuvinnslu í Kongó. Þeir tala um arðrán og barnavinnu. Við the vegur, þetta tengist ekki aðeins rafknúnum ökutækjum. Þetta mál hefur einnig áhrif á rafhlöður síma og fartölvu.

Útgjöld

Rafhlöður innihalda dýrt hráefni. Til dæmis hefur eftirspurnin eftir kóbalti, og þar með verðið, rokið upp. Nikkel er líka dýrt hráefni. Þetta þýðir að kostnaður við að framleiða rafhlöður er nokkuð hár. Þetta er ein helsta ástæða þess að rafknúin farartæki eru dýrari miðað við bensín- eða dísilígildi. Það þýðir líka að gerð afbrigði af rafbíl með stærri rafhlöðu verður oft mun dýrari strax. Góðu fréttirnar eru þær að rafhlöður eru byggingarlega ódýrari.

Niðurhal

Nánunarhlutfall

Rafbíllinn gefur alltaf til kynna hversu hátt hlutfall rafhlöðunnar er. Það er líka kallað Hleðsluástand kallaði. Önnur mæliaðferð er Losunardýpt... Þetta sýnir hversu tæmd rafhlaðan er, ekki hversu full hún er. Eins og með marga bensín- eða dísilbíla, þýðir þetta oft mat á kílómetrafjölda sem eftir er.

Bíllinn getur aldrei sagt nákvæmlega hversu hátt hlutfall rafhlöðunnar er og því er ráðlegt að freista ekki örlaganna. Þegar rafhlaðan er að verða lítil verður slökkt á óþarfa lúxushlutum eins og upphitun og loftkælingu. Ef ástandið verður virkilega skelfilegt getur bíllinn aðeins farið hægt. 0% þýðir ekki að rafhlaðan sé alveg tæmd vegna áðurnefnds biðminni.

Hleðslugeta

Hleðslutími fer eftir bæði ökutæki og hleðsluaðferð. Í ökutækinu sjálfu er rafgeymirinn og hleðslugetan afgerandi. Rafgeymirinn hefur þegar verið ræddur áður. Þegar afl er gefið upp í kílóvattstundum (kWst) er hleðslugetan gefin upp í kílóvöttum (kW). Það er reiknað með því að margfalda spennuna (í amperum) með straumnum (volt). Því hærra sem hleðslugetan er, því hraðar hleðst ökutækið.

Hefðbundnar almennar hleðslustöðvar eru hlaðnar með annað hvort 11 kW eða 22 kW AC. Hins vegar eru ekki öll rafknúin farartæki hentug fyrir 22 kW hleðslu. Hraðhleðslutæki eru hlaðin með stöðugum straumi. Þetta er hægt með miklu meiri lyftigetu. Tesla ofurhleðslutæki hlaða 120kW og Fastned hraðhleðslutæki 50kW 175kW. Ekki eru öll rafknúin farartæki hentug fyrir hraðhleðslu með mikið afl upp á 120 eða 175 kW.

Almennar hleðslustöðvar

Það er mikilvægt að vita að hleðsla er ólínulegt ferli. Hleðsla á síðustu 20% er mun hægari. Þetta er ástæðan fyrir því að hleðslutími er oft nefndur hleðsla upp í 80%.

Hleðslutími fer eftir nokkrum þáttum. Einn þáttur er hvort þú notar einfasa eða þriggja fasa hleðslu. Þriggja fasa hleðsla er hraðvirkust en ekki eru öll rafknúin farartæki til þess fallin. Auk þess nota sum hús einungis einfasa tengingu í stað þriggja fasa.

Venjulegar almennar hleðslustöðvar eru þriggja fasa og fáanlegar í 16 og 32 amperum. Hleðsla (0% til 80%) rafbíls með 50 kWh rafhlöðu tekur um það bil 16 klukkustundir á 11 A eða 3,6 kW hleðslustöðvum. Það tekur 32 klukkustundir með 22 amper hleðslustöðvum (1,8 kW skauta).

Hins vegar er hægt að gera það enn hraðar: með 50 kW hraðhleðslutæki tekur það tæpar 50 mínútur. Nú á dögum eru einnig til 175 kW hraðhleðslutæki, með þeim er hægt að hlaða 50 kWh rafhlöðu jafnvel allt að 80% á XNUMX mínútum. Fyrir frekari upplýsingar um almennar hleðslustöðvar, sjá grein okkar um hleðslustöðvar í Hollandi.

Hleðsla heima

Einnig er hægt að hlaða heima. Örlítið eldri hús eru oft ekki með þriggja fasa tengingu. Hleðslutími fer auðvitað eftir núverandi styrk. Með 16 amper straumi hleður rafbíll með 50 kWh rafhlöðu 10,8% á 80 klukkustundum. Við 25 ampera straum eru þetta 6,9 klst. og við 35 amper 5 klst. Í greininni um að fá þína eigin hleðslustöð er farið nánar út í hleðslu heima. Þú gætir líka spurt: hvað kostar full rafhlaða? Þessari spurningu verður svarað í greininni um kostnað við rafakstur.

Toppur upp

Rafhlaðan er mikilvægasti hluti rafbíls. Margir af ókostum rafknúinna ökutækja eru tengdir þessum íhlut. Rafhlöður eru enn dýrar, þungar, hitanæmar og ekki umhverfisvænar. Á hinn bóginn er niðurbrot með tímanum ekki svo slæmt. Það sem meira er, rafhlöður eru nú þegar miklu ódýrari, léttari og skilvirkari en þær voru. Framleiðendur vinna hörðum höndum að frekari þróun rafgeyma þannig að ástandið verður bara betra.