Hvernig virkar rafhlaða rafbíla?

Lithium-ion rafhlaða knýr hvers kyns rafknúin farartæki. Frá upphafi hefur það fest sig í sessi sem viðmiðunartækni á rafbílamarkaði. Hvernig það virkar? Sérfræðingar IZI by EDF netkerfisins munu veita þér uppfærðar upplýsingar um virkni, eiginleika, kosti og galla rafhlöðu rafhlöðu.

Yfirlit

Hvernig virkar rafgeymir rafbíla?

Ef eimreið notar bensín eða dísil sem orku, þá á það ekki við um rafknúin farartæki. Þeir eru búnir rafhlöðu með mismunandi sjálfræði, sem þarf að hlaða á hleðslustöð.

Sérhver rafknúin farartæki er í raun búin nokkrum rafhlöðum:

• Viðbótar rafhlaða;
• Og grip rafhlaða.

Hvert er hlutverk þeirra og hvernig þeir vinna?

Auka rafhlaða

Líkt og hitamyndatæki er rafbíll með aukarafhlöðu. Þessi 12V rafhlaða er notuð til að knýja fylgihluti bíla.

Þessi rafhlaða tryggir rétta notkun ýmissa rafbúnaðar, svo sem:

• Rafmagns gluggar;
• Útvarp ;
• Ýmsir skynjarar rafbíls.

Þannig getur bilun í aukarafhlöðu rafbíls valdið ákveðnum bilunum.

Dráttarrafhlaða

Miðhluti rafknúins farartækis, grip rafhlaðan, gegnir mikilvægu hlutverki. Reyndar geymir það hlaðna orku í hleðslustöðinni og veitir rafmótornum afl á ferðalagi.

Rekstur rafgeymisins er nokkuð flókinn, þannig að þessi þáttur er einn af dýrustu íhlutum rafbíla. Þessi kostnaður hamlar einnig þróun rafhreyfanleika um allan heim. Sumir söluaðilar bjóða upp á leigusamning fyrir rafhlöður þegar þeir kaupa rafbíl.

Lithium-ion rafhlaðan er lang útbreiddasta gerð rafhlöðunnar í rafknúnum ökutækjum. Vegna endingar, frammistöðu og öryggisstigs er það sannarlega viðmiðunartækni fyrir flesta framleiðendur.

Hins vegar eru mismunandi gerðir af rafhlöðum fyrir rafbíla:

• Nikkel kadmíum rafhlaða;
• Nikkel-málmhýdríð rafhlaða;
• Lithium rafhlaða;
• Li-ion rafhlaða.

Samantektartöflu yfir ávinninginn af mismunandi rafhlöðum fyrir rafbíla

Mismunandi gerðir af rafhlöðum	Kostir
Kadmíum nikkel	Létt rafhlaða með framúrskarandi endingartíma.
Nikkelmálmhýdríð	Létt rafhlaða með litla mengun og mikla orkugeymslugetu.
Litíum	Stöðug hleðsla og afhleðsla. Há nafnspenna. Verulegur massi og rúmmálsorkuþéttleiki.
Litíumjón	Há sértæk og rúmmálsorka.

Samantektartöflu yfir ókosti ýmissa rafhlaðna fyrir rafbíla

Mismunandi gerðir af rafhlöðum	Takmarkanir
Kadmíum nikkel	Þar sem eiturhrif kadmíums er mjög hátt er þetta efni ekki lengur notað.
Nikkelmálmhýdríð	Efnið er dýrt. Kælikerfið þarf að jafna upp hitastigið í hlutfalli við álagið.
Litíum	Endurvinnsla litíums hefur ekki enn náð fullum tökum. Það ætti að vera sjálfvirk orkustjórnun.
Litíumjón	Eldfimi vandamál.

Afköst rafhlöðunnar

Afl rafmótors er gefið upp í kílóvöttum (kW). Kílóvattstund (kWh) mælir aftur á móti þá orku sem rafhlaða rafbíls getur skilað.

Afl hitavélar (gefinn upp í hestöflum) má bera saman við afl rafmótors, gefið upp í kW.

Hins vegar, ef þú vilt fjárfesta í rafknúnu ökutæki með lengsta rafhlöðuendingu, þarftu að snúa þér að kWh mælingu.

Rafhlaða líf

Það fer eftir gerð rafbílsins þíns, drægni þess getur verið að meðaltali frá 100 til 500 km. Raunar nægir lítil rafhlaða til að nota rafknúið ökutæki til daglegrar notkunar til að keyra börn í skóla eða í vinnu í nágrenninu. Þessi tegund flutninga er ódýrari.

Burtséð frá upphafs- eða meðalgerðum, þá eru líka til hágæða gerðir sem eru mun dýrari. Verð á þessum bílum er að miklu leyti undir áhrifum af frammistöðu rafhlöðunnar.

Hins vegar getur þessi tegund rafknúinna farartækja farið allt að 500 km eftir aksturslagi þínu, gerð vegarins, veðurskilyrðum o.s.frv.

Til að viðhalda sjálfræði rafhlöðunnar á langri ferð, ráðleggja sérfræðingar IZI by EDF netkerfisins þér sérstaklega að velja sveigjanlegan akstur og forðast of hraða hröðun.

Endurhleðslutími rafhlöðunnar

Sérfræðingar IZI by EDF netkerfisins munu einkum sjá um uppsetning hleðslustöðva fyrir rafbíla ... Uppgötvaðu allar núverandi hleðslulausnir fyrir rafbíla þína með:

• Heimilisinnstunga 220 V;
• Wallbox hraðhleðsluinnstunga;
• Og hraðhleðslustöð.

Heimilisinnstunga 220 V

Heima er hægt að setja upp heimilisinnstungur fyrir 220 V. Hleðslutími er frá 10 til 13 klst. Þú getur síðan hlaðið bílinn þinn yfir nótt til að nota hann yfir daginn.

Wallbox hraðhleðsluinnstunga

Ef þú velur hraðhleðsluinnstunguna, einnig kallaðan Wallbox, styttist hleðslutíminn:

• 4 klukkustundir í 32A útgáfu;
• Í 8 eða 10 klukkustundir í 16A útgáfunni.

Hraðhleðslustöð

Á sambýlisstæðum eða bílastæðum í stórmarkaði og fyrirtækja geturðu einnig hlaðið bílinn þinn á hraðhleðslustöðinni. Kostnaður við þetta tæki er auðvitað hæstur.

Hins vegar er hleðslutími rafhlöðunnar mjög fljótur: hann tekur 30 mínútur.

Yfirlitstafla yfir verð fyrir búnað til að hlaða rafgeyma rafbíla

Gerð rafhlöðuhleðslubúnaðar	Verð (án uppsetningar)
Hraðhleðslutengi	Um 600 evrur
Hraðhleðslustöð	Um 900 €

Hvernig virkar litíumjónarafhlaða?

Meginreglan um notkun þessarar tegundar rafhlöðu er flókin. Rafeindir streyma inni í rafhlöðunni og skapa hugsanlegan mun á rafskautunum tveimur. Annað rafskaut er neikvætt, hitt er jákvætt. Þeim er sökkt í raflausn: jónandi vökva.

Losunarfasi

Þegar rafhlaðan knýr ökutækið, losar neikvæða rafskautið frá rafeindunum sem eru geymdar. Þau eru síðan tengd jákvæðu rafskautinu í gegnum ytri hringrás. Þetta er losunarfasinn.

Hleðslufasi

Hið gagnstæða áhrif eiga sér stað þegar rafhlaðan er hlaðin í hleðslustöð eða samhæfu styrktu rafmagnsinnstungu. Þannig flytur orkan sem hleðslutækið sendir rafeindirnar sem eru í jákvæðu rafskautinu yfir á neikvæða rafskautið. 

BMS rafhlöður: skilgreining og rekstur

BMS (rafhlöðustjórnunarkerfi) hugbúnaðurinn stjórnar einingunum og hlutunum sem mynda rafhlöðuna. Þetta stjórnunarkerfi fylgist með rafhlöðunni og hámarkar endingu rafhlöðunnar.

Þegar rafhlaðan bilar gerist það sama með BMS. Hins vegar bjóða sumir rafbílaframleiðendur upp á BMS endurforritunarþjónustu. Þannig getur mjúk endurstilling tekið mið af stöðu rafhlöðunnar á tíma T.

Hversu áreiðanleg er rafhlaða rafbíla?

Lithium-ion rafhlaðan er þekkt fyrir áreiðanleika. Vertu samt varkár, sérstaklega hleðsluhamurinn getur haft áhrif á endingu þess. Að auki minnkar líftími rafhlöðunnar og afköst með tímanum í öllum tilvikum.

Þegar rafbíll bilar er orsökin örsjaldan rafhlaðan. Reyndar, á veturna, munt þú fljótt átta þig á því að rafbíllinn þinn á ekki í neinum vandræðum með að ræsa, þrátt fyrir kulda, ólíkt dísileimreiðum.

Af hverju versna litíumjónarafhlöður með tímanum?

Þegar rafknúið ökutæki keyrir marga kílómetra minnkar afköst rafhlöðunnar hægt og rólega. Þá eru tveir þættir sýnilegir:

• Minni endingu rafhlöðunnar;
• Lengri hleðslutími rafhlöðunnar.

Hversu fljótt eldist rafhlaða rafbíla?

Ýmsir þættir geta haft áhrif á öldrun rafhlöðu:

• Geymsluskilyrði fyrir rafknúið ökutæki (í bílskúr, á götunni osfrv.);
• Akstursstíll (með rafbíl er grænn akstur æskilegur);
• Hleðslutíðni á hraðhleðslustöðvum;
• Veðurskilyrði á svæðinu sem þú keyrir oftast.

Hvernig á að hámarka endingu rafhlöðu rafknúinna ökutækja?

Með því að taka tillit til þeirra þátta sem nefndir eru hér að ofan er hægt að hámarka endingartíma rafgeymisins. Hvenær sem er getur framleiðandinn eða traustur þriðji aðili greint og mælt SOH (heilsustöðu) rafhlöðunnar. Þessi mæling er notuð til að meta ástand rafhlöðunnar.

SOH ber saman hámarksgetu rafhlöðunnar á þeim tíma sem prófunin var gerð við hámarksgetu rafhlöðunnar þegar hún var ný.

Förgun: annað líf rafhlöðu rafbíla

Í rafbílageiranum vandamál varðandi förgun litíum-rafhlöðu í rafknúnum ökutækjum er enn stórt vandamál. Reyndar, ef rafbíll er hreinni en dísileimreið (kolvetnisframleiðsluvandamál) vegna þess að það notar endurnýjanlega orkugjafa, er rafmagn, endurheimt litíums og endurvinnsla vandamál.

Umhverfismál

Rafhlaða rafbíla getur innihaldið nokkur kíló af litíum. Önnur efni eru notuð eins og kóbalt og mangan. Þessar þrjár mismunandi gerðir af málmum eru unnar og unnar til notkunar í rafhlöðusmíði.

Litíum

Tveir þriðju hlutar litíumauðlindanna sem notuð eru við þróun rafgeyma fyrir rafbíla koma frá salteyðimörkum Suður-Ameríku (Bólivíu, Chile og Argentínu).

Útdráttur og vinnsla litíums krefst mikið magns af vatni, sem leiðir til:

• Þurrkun á grunnvatni og ám;
• Jarðvegsmengun;
• Og umhverfistruflanir, svo sem aukning á eitrun og alvarlegum sjúkdómum heimamanna.

Kóbalt

Meira en helmingur kóbaltframleiðslu heimsins kemur frá kongóskum námum. Hið síðarnefnda sker sig sérstaklega úr í tengslum við:

• Öryggisskilyrði námuvinnslu;
• Nýting barna til vinnslu á kóbalti.

Seinkun í endurvinnslugeiranum: skýringar

Ef litíumjónarafhlaða hefur verið seld síðan 1991 í rafeindageiranum, fóru endurvinnslurásir fyrir þetta efni að þróast miklu síðar.

Ef litíum var ekki endurunnið upphaflega, þá var þetta aðallega vegna:

• Um frábært framboð þess;
• Lágur kostnaður við útdrátt þess;
• Innheimtuhlutfall hélst nokkuð lágt.

Hins vegar, með aukningu rafhreyfanleika, breytast framboðsþarfir hratt, þess vegna þörfin fyrir skilvirka endurrásarrás. Í dag eru að meðaltali 65% af litíum rafhlöðum endurunnin.

Litíum endurvinnslulausnir

Í dag eru fáir úreltir rafbílar miðað við dísil eimreiðar. Þetta gerir það mögulegt að taka ökutæki og notaða rafhlöðuíhluti í sundur nánast alveg.

Þannig er hægt að safna litíum sem og áli, kóbalti og kopar og endurvinna.

Óskemmdar rafhlöður fylgja annarri hringrás. Reyndar, bara vegna þess að þeir framleiða stundum ekki lengur nægjanlegt afl til að veita rétta afköst og drægni fyrir ökumenn, þýðir það ekki að þeir séu ekki lengur að vinna. Þannig er þeim gefið annað líf. Þau eru síðan notuð til kyrrstöðu:

• Til geymslu endurnýjanlegra orkugjafa (sólar, vindorku osfrv.) í byggingum;
• Til að knýja hraðhleðslustöðvar.

Rafmagnsgeirinn á enn eftir að gera nýsköpun til að finna aðra kosti við þessi efni eða fá þau á annan hátt.

Uppsetning á hleðslustöð fyrir rafbíla