Hvordan fungerer et elbilbatteri?

Et lithium-ion-batteri driver enhver type elektrisk køretøj. Fra begyndelsen har den etableret sig som en referenceteknologi på elbilmarkedet. Hvordan det virker? Specialisterne fra IZI by EDF-netværket vil give dig opdateret information om driften, karakteristika, fordele og ulemper ved et elektrisk køretøjsbatteri.

Resumé

Hvordan fungerer et elbilbatteri?

Hvis et lokomotiv bruger benzin eller diesel som energi, så gælder dette ikke for elektriske køretøjer. De er udstyret med et batteri med forskellig autonomi, som skal oplades ved en ladestation.

Ethvert elektrisk køretøj er faktisk udstyret med flere batterier:

• Ekstra batteri;
• Og et trækbatteri.

Hvad er deres rolle, og hvordan arbejder de?

Ekstra batteri

Ligesom et termisk kamera har et elektrisk køretøj et ekstra batteri. Dette 12V batteri bruges til at drive biltilbehør.

Dette batteri sikrer korrekt drift af forskelligt elektrisk udstyr, såsom:

• Elektriske vinduer;
• Radio;
• Forskellige sensorer af et elektrisk køretøj.

En funktionsfejl i et elektrisk køretøjs hjælpebatteri kan således forårsage visse nedbrud.

Træk batteri

Det centrale element i et elektrisk køretøj, traktionsbatteriet, spiller en væsentlig rolle. Faktisk gemmer den opladet energi i ladestationen og giver strøm til den elektriske motor, mens du rejser.

Driften af ​​et traktionsbatteri er ret kompleks, så dette element er en af ​​de dyreste komponenter i et elektrisk køretøj. Disse omkostninger hæmmer også i øjeblikket udviklingen af ​​elektromobilitet rundt om i verden. Nogle forhandlere tilbyder en lejeaftale for traktionsbatterier, når de køber et elektrisk køretøj.

Lithium-ion-batteriet er langt den mest udbredte batteritype i elektriske køretøjer. På grund af dets holdbarhed, ydeevne og sikkerhedsniveau er det i sandhed referenceteknologien for de fleste producenter.

Der er dog forskellige typer batterier til elbiler:

• Nikkel-cadmium batteri;
• Nikkel-metalhydrid batteri;
• Lithium batteri;
• Li-ion batteri.

Oversigtstabel over fordelene ved forskellige batterier til elektriske køretøjer

Forskellige typer batterier	Fordele
Cadmium nikkel	Letvægtsbatteri med fremragende levetid.
Nikkelmetalhydrid	Letvægtsbatteri med lav forurening og høj energilagringskapacitet.
lithium	Stabil op- og afladning. Høj nominel spænding. Betydelig masse og volumetrisk energitæthed.
Litiumion	Høj specifik og volumetrisk energi.

Oversigtstabel over ulemperne ved forskellige batterier til elektriske køretøjer

Forskellige typer batterier	Begrænsninger
Cadmium nikkel	Da toksicitetsniveauet for cadmium er meget højt, bruges dette materiale ikke længere.
Nikkelmetalhydrid	Materialet er dyrt. Kølesystemet skal kompensere for temperaturstigningen i forhold til belastningen.
lithium	Lithiumgenanvendelse er endnu ikke fuldt ud mestret. Der bør være automatiseret strømstyring.
Litiumion	Brandbarhedsproblem.

Batteriydelse

Elmotorens effekt er udtrykt i kilowatt (kW). En kilowatttime (kWh) måler derimod den energi, som et elektrisk køretøjs batteri kan levere.

Effekten af ​​en varmemotor (udtrykt i hestekræfter) kan sammenlignes med effekten af ​​en elektrisk motor, udtrykt i kW.

Men hvis du vil investere i et elektrisk køretøj med den længste batterilevetid, skal du vende dig til kWh-måling.

Batteriets levetid

Afhængigt af din elbils model kan rækkevidden i gennemsnit være fra 100 til 500 km. Faktisk er et lavt batteri tilstrækkeligt til enkel daglig brug af et elektrisk køretøj til at køre børn til skole eller arbejde i nærheden. Denne form for transport er billigere.

Udover entry-level- eller mid-range-modellerne er der også high-end-modeller, der er meget dyrere. Prisen på disse biler er i høj grad påvirket af batteriets ydeevne.

Denne type elektriske køretøjer kan dog køre op til 500 km afhængig af din kørestil, vejtype, vejrforhold osv.

For at bevare dit batteris autonomi over en lang rejse råder fagfolkene fra IZI by EDF-netværket dig især til at vælge fleksibel kørsel og undgå for hurtig acceleration.

Batteriopladningstid

De professionelle i IZI by EDF-netværket vil især tage sig af installation af ladestandere til elbiler ... Oplev alle eksisterende batteriopladningsløsninger til dit elektriske køretøj med:

• Husholdningsstik 220 V;
• Wallbox hurtigopladningsstik;
• Og en hurtig ladestation.

Husholdningsstik 220 V

Derhjemme kan du installere et husholdningsudtag til 220 V. Opladningstiden er fra 10 til 13 timer. Du kan derefter oplade din bil natten over for at bruge den hele dagen.

Wallbox hurtigopladningsstik

Vælger du hurtigopladningsstikket, også kaldet Wallbox, bliver opladningstiden forkortet:

• 4 timer i 32A-version;
• I 8 eller 10 timer i 16A-versionen.

Hurtig ladestation

På ejerlejlighedsparkeringspladser eller i supermarkeds- og erhvervsparkering kan du også lade din bil op ved hurtigladestationen. Prisen på denne enhed er selvfølgelig den højeste.

Batteriopladningstiden er dog meget hurtig: den tager 30 minutter.

Oversigtstabel over priser for udstyr til opladning af batterier til elbiler

Batteriopladningsudstyrstype	Pris (ekskl. montering)
Hurtig opladningsstik	Omkring 600 euro
Hurtig ladestation	Omkring 900 €

Hvordan fungerer et lithium-ion batteri?

Funktionsprincippet for denne type batteri er komplekst. Elektroner cirkulerer inde i batteriet, hvilket skaber en potentialforskel mellem de to elektroder. Den ene elektrode er negativ, den anden er positiv. De er nedsænket i en elektrolyt: en ionledende væske.

Udledningsfase

Når batteriet driver køretøjet, frigiver den negative elektrode de lagrede elektroner. De forbindes derefter til den positive elektrode via et eksternt kredsløb. Dette er udledningsfasen.

Opladningsfase

Den modsatte effekt opstår, når batteriet oplades i en ladestation eller en kompatibel forstærket stikkontakt. Den energi, der transmitteres af opladeren, overfører således elektronerne, der er til stede i den positive elektrode, til den negative elektrode. 

BMS-batterier: definition og drift

BMS-softwaren (Battery Management System) styrer de moduler og elementer, der udgør traktionsbatteriet. Dette styringssystem overvåger batteriet og optimerer batteriets levetid.

Når batteriet svigter, sker det samme med BMS. Nogle EV-producenter tilbyder dog en BMS-omprogrammeringstjeneste. Således kan en blød nulstilling tage højde for batteriets tilstand på tidspunktet T.

Hvor pålideligt er et elbilbatteri?

Lithium-ion-batteriet er kendt for dets pålidelighed. Vær dog forsigtig, især opladningstilstanden kan påvirke dens holdbarhed. Derudover forringes batterilevetid og ydeevne over tid i alle tilfælde.

Når en elbil går i stykker, er årsagen meget sjældent batteriet. Om vinteren vil du faktisk hurtigt indse, at din elbil ikke har problemer med at starte, trods kulden, i modsætning til et diesellokomotiv.

Hvorfor forringes lithium-ion-batterier over tid?

Når et elektrisk køretøj kører mange kilometer, forringes batteriets ydeevne langsomt. Så er to faktorer synlige:

• Reduceret batterilevetid;
• Længere batteriopladningstid.

Hvor hurtigt ældes et elbilbatteri?

Forskellige faktorer kan påvirke ældningshastigheden af ​​et batteri:

• Opbevaringsbetingelser for et elektrisk køretøj (i en garage, på gaden osv.);
• Kørestil (med elbil er grøn kørsel at foretrække);
• Opladningsfrekvens ved hurtigladestationer;
• Vejrforhold i det område, du kører oftest.

Hvordan optimerer man batterilevetiden for et elektrisk køretøj?

Ved at tage højde for ovennævnte faktorer kan traktionsbatteriets levetid optimeres. Til enhver tid kan producenten eller en betroet tredjepart diagnosticere og måle batteriets SOH (sundhedsstatus). Denne måling bruges til at vurdere batteriets tilstand.

SOH sammenligner den maksimale batterikapacitet på tidspunktet for testen med den maksimale batterikapacitet, da den var ny.

Bortskaffelse: anden levetid for et elektrisk køretøjs batteri

I elbilsektoren problem med bortskaffelse af lithium-ion-batterier i elektriske køretøjer er fortsat et stort problem. Faktisk, hvis en elbil er renere end et diesellokomotiv (kulbrinteproduktionsproblem), fordi den bruger vedvarende energikilder, er elektricitet, lithiumgenvinding og genanvendelse et problem.

Miljøspørgsmål

Et elektrisk køretøjs batteri kan indeholde flere kilo lithium. Der anvendes andre materialer såsom kobolt og mangan. Disse tre forskellige typer metaller udvindes og behandles til brug i batterikonstruktion.

lithium

To tredjedele af de lithiumressourcer, der bruges i udviklingen af ​​elektriske bilbatterier, kommer fra saltørkenerne i Sydamerika (Bolivia, Chile og Argentina).

Udvindingen og behandlingen af ​​lithium kræver en stor mængde vand, hvilket resulterer i:

• Udtørring af grundvand og floder;
• Jordforurening;
• Og miljøforstyrrelser, såsom en stigning i forgiftning og alvorlige sygdomme i lokalbefolkningen.

kobolt

Mere end halvdelen af ​​verdens koboltproduktion kommer fra congolesiske miner. Sidstnævnte skiller sig især ud i forhold til:

• Minesikkerhedsforhold;
• Udnyttelse af børn til udvinding af kobolt.

Forsinkelse i genbrugssektoren: forklaringer

Hvis et lithium-ion-batteri er blevet solgt siden 1991 i forbrugerelektroniksektoren, begyndte genbrugskanaler for dette materiale at udvikle sig meget senere.

Hvis lithium ikke oprindeligt blev genbrugt, skyldtes dette hovedsageligt:

• Om dens store tilgængelighed;
• Lave omkostninger ved dens udvinding;
• Indsamlingsprocenterne forblev forholdsvis lave.

Men med fremkomsten af ​​elektromobilitet ændrer forsyningsbehovet sig i et hurtigt tempo, derfor behovet for en effektiv recirkulationskanal. I dag genbruges i gennemsnit 65 % af lithiumbatterier.

Lithium-genbrugsløsninger

I dag er der få forældede elektriske køretøjer sammenlignet med diesellokomotiver. Dette gør det muligt praktisk talt fuldstændigt at adskille køretøjer og brugte batterikomponenter.

Således kan lithium såvel som aluminium, kobolt og kobber indsamles og genanvendes.

Ubeskadigede batterier følger et andet kredsløb. Faktisk, bare fordi de nogle gange ikke længere genererer nok strøm til at levere korrekt ydeevne og rækkevidde for drivere, betyder det ikke, at de ikke længere virker. Dermed får de et nyt liv. De bruges derefter til stationær brug:

• Til opbevaring af vedvarende energikilder (sol, vind osv.) i bygninger;
• Til strømforsyning til hurtigladestationer.

Elsektoren mangler endnu at innovere for at finde alternativer til disse materialer eller for at opnå dem på andre måder.

Installation af ladestation til elbil