Vehicle elèctric amb bateria
Contingut
En un vehicle elèctric, la bateria, o més aviat la bateria, juga un paper decisiu. Aquest component determina, entre altres coses, l'autonomia, el temps de càrrega, el pes i el preu d'un vehicle elèctric. En aquest article, us explicarem tot el que necessiteu saber sobre les bateries.
Comencem pel fet que els vehicles elèctrics utilitzen bateries d'ions de liti. Les bateries d'aquest tipus també es poden trobar en telèfons mòbils i ordinadors portàtils. Hi ha diferents tipus de bateries d'ions de liti que processen diferents matèries primeres com el cobalt, el manganès o el níquel. L'avantatge de les bateries d'ions de liti és que tenen una alta densitat d'energia i una llarga vida útil. El desavantatge és que no és possible utilitzar tota la potència. Descarregar la bateria completament és perjudicial. Aquests temes rebran més atenció en els paràgrafs següents.
A diferència d'un telèfon o un ordinador portàtil, els vehicles elèctrics tenen una bateria recarregable formada per un conjunt de cèl·lules. Aquestes cèl·lules formen un cúmul que es pot connectar en sèrie o en paral·lel. La bateria ocupa molt d'espai i pesa molt. Per distribuir el pes al màxim possible al vehicle, la bateria s'acostuma a incorporar a la placa inferior.
Capacitat
La capacitat de la bateria és un factor important en el rendiment d'un vehicle elèctric. La capacitat s'especifica en quilowatts-hora (kWh). Per exemple, el Tesla Model 3 Long Range té una bateria de 75 kWh, mentre que el Volkswagen e-Up té una bateria de 36,8 kWh. Què significa exactament aquest número?
Watt -i per tant quilowatt- significa la potència que pot produir una bateria. Si una bateria proporciona 1 quilowatt de potència durant una hora, això és 1 quilowatt.hora energia. La capacitat és la quantitat d'energia que pot emmagatzemar una bateria. Els watts-hora es calculen multiplicant el nombre d'amperes-hora (càrrega elèctrica) pel nombre de volts (tensió).
A la pràctica, mai tindreu la capacitat de la bateria completa a la vostra disposició. Una bateria completament descarregada -i, per tant, utilitzant el 100% de la seva capacitat- és perjudicial per a la seva vida útil. Si la tensió és massa baixa, els elements es poden danyar. Per evitar-ho, l'electrònica sempre deixa un buffer. La càrrega completa tampoc no contribueix a la bateria. El millor és carregar la bateria del 20% al 80% o en algun punt intermedi. Quan parlem d'una bateria de 75 kWh, això és plena capacitat. Per tant, a la pràctica, sempre has de fer front a menys capacitat útil.
temperatura
La temperatura és un factor important que afecta la capacitat de la bateria. Una bateria freda comporta una reducció important de la capacitat. Això es deu al fet que la química de la bateria no funciona tan bé a temperatures baixes. Com a resultat, a l'hivern has de fer front a una gamma més petita. Les altes temperatures també afecten negativament el rendiment, però en menor mesura. La calor té un efecte negatiu important sobre la durada de la bateria. Així, el fred té un efecte a curt termini, mentre que la calor té un efecte a llarg termini.
Molts vehicles elèctrics tenen un sistema de gestió de la bateria (BMS) que controla la temperatura, entre altres coses. El sistema sovint també intervé activament mitjançant calefacció, refrigeració i/o ventilació.
esperança de vida
Molta gent es pregunta quina és la durada de la bateria d'un vehicle elèctric. Com que els vehicles elèctrics són encara relativament joves, encara no hi ha una resposta definitiva, sobretot quan es tracta de les últimes bateries. Per descomptat, això també depèn del cotxe.
La vida útil està determinada en part pel nombre de cicles de càrrega. En altres paraules: amb quina freqüència es carrega la bateria de buida a plena. Així, el cicle de càrrega es pot dividir en diverses càrregues. Com s'ha dit anteriorment, el millor és carregar entre un 20% i un 80% cada vegada per allargar la durada de la bateria.
La càrrega excessivament ràpida tampoc és favorable per allargar la durada de la bateria. Això es deu al fet que durant la càrrega ràpida, la temperatura augmenta molt. Com ja s'ha esmentat, les altes temperatures afecten negativament la durada de la bateria. En principi, els vehicles amb un sistema de refrigeració actiu poden resistir-ho. En general, es recomana alternar la càrrega ràpida i la càrrega normal. No és que la càrrega ràpida sigui dolenta.
Els vehicles elèctrics ja fa temps que estan al mercat. Així, amb aquests cotxes, podeu veure quant ha disminuït la capacitat de la bateria. La productivitat sol disminuir un 2,3% per any. Tanmateix, el desenvolupament de la tecnologia de la bateria no s'atura, de manera que el grau de degradació només disminueix.
Amb els vehicles elèctrics que han recorregut molts quilòmetres, la baixada de potència no és tan dolenta. A Teslas, que han recorregut més de 250.000 90 km, de vegades els quedava més del XNUMX% de la capacitat de la bateria. D'altra banda, també hi ha Teslas on s'ha substituït tota la bateria amb menys quilometratge.
producció
La producció de bateries per a vehicles elèctrics també planteja preguntes: fins a quin punt és respectuosa amb el medi ambient la producció d'aquestes bateries? Es produeixen coses no desitjades durant el procés de producció? Aquests problemes estan relacionats amb la composició de la bateria. Com que els vehicles elèctrics funcionen amb bateries d'ions de liti, el liti és una matèria primera important de totes maneres. Tanmateix, també s'utilitzen altres matèries primeres. També s'utilitzen cobalt, níquel, manganès i/o fosfat de ferro segons el tipus de bateria.
L’entorn
L'extracció d'aquestes matèries primeres és perjudicial per al medi ambient i perjudica el paisatge. A més, l'energia verda sovint no s'utilitza en la producció. Així, els vehicles elèctrics també afecten el medi ambient. És cert que les matèries primeres de les bateries són altament reciclables. Les bateries usades dels vehicles elèctrics també es poden utilitzar per a altres finalitats. Llegiu més sobre aquest tema a l'article sobre com són els vehicles elèctrics respectuosos amb el medi ambient.
Condicions laborals
Des del punt de vista de les condicions de treball, el cobalt és la matèria primera més problemàtica. Hi ha preocupacions sobre els drets humans durant la mineria al Congo. Parlen d'explotació i treball infantil. Per cert, això no només està relacionat amb els vehicles elèctrics. Aquest problema també afecta les bateries del telèfon i del portàtil.
Despeses
Les bateries contenen matèries primeres cares. Per exemple, la demanda de cobalt, i amb ell el preu, s'ha disparat. El níquel també és una matèria primera cara. Això vol dir que el cost de producció de bateries és força elevat. Aquesta és una de les principals raons per les quals els vehicles elèctrics són més cars en comparació amb els seus equivalents de gasolina o dièsel. També significa que una variant de model d'un cotxe elèctric amb una bateria més gran sovint es fa molt més cara de seguida. La bona notícia és que les bateries són estructuralment més barates.
descarregar
Accupercentatge
El cotxe elèctric sempre indica quin percentatge de càrrega de la bateria. També es diu Estat de càrrega va trucar. Un mètode de mesura alternatiu és Profunditat de descàrrega... Això mostra com de descarregada està la bateria, no com està plena. Com passa amb molts vehicles de gasolina o dièsel, això sovint es tradueix en una estimació del quilometratge restant.
El cotxe mai pot dir exactament quin percentatge de càrrega de la bateria, per la qual cosa és recomanable no temptar el destí. Quan la bateria estigui a punt de baixar, els articles de luxe innecessaris, com ara la calefacció i l'aire condicionat, s'apagaran. Si la situació es posa realment greu, el cotxe només pot anar lentament. El 0% no significa una bateria completament descarregada a causa de l'esmentat buffer.
Capacitat de càrrega
El temps de càrrega depèn tant del vehicle com del mètode de càrrega. En el propi vehicle, la capacitat de la bateria i la capacitat de càrrega són determinants. La capacitat de la bateria ja s'ha parlat abans. Quan la potència s'expressa en quilowatts-hora (kWh), la capacitat de càrrega s'expressa en quilowatts (kW). Es calcula multiplicant la tensió (en amperes) pel corrent (volts). Com més gran sigui la capacitat de càrrega, més ràpid es carregarà el vehicle.
Les estacions de recàrrega públiques convencionals es carreguen amb 11 kW o 22 kW AC. Tanmateix, no tots els vehicles elèctrics són aptes per a la càrrega de 22 kW. Els carregadors de càrrega ràpida es carreguen amb corrent constant. Això és possible amb una capacitat d'elevació molt més gran. Els supercargadors de Tesla carreguen 120 kW i els carregadors ràpids Fastned 50 kW 175 kW. No tots els vehicles elèctrics són aptes per a una càrrega ràpida amb una gran potència de 120 o 175 kW.
Estacions de recàrrega públiques
És important saber que la càrrega és un procés no lineal. La càrrega en l'últim 20% és molt més lenta. Aquesta és la raó per la qual el temps de càrrega sovint es coneix com a càrrega al 80%.
El temps de càrrega depèn de diversos factors. Un factor és si utilitzeu una càrrega monofàsica o trifàsica. La càrrega trifàsica és la més ràpida, però no tots els vehicles elèctrics són adequats per a això. A més, algunes cases només utilitzen una connexió monofàsica en lloc d'una trifàsica.
Les estacions de recàrrega públiques habituals són trifàsiques i estan disponibles en 16 i 32 amperes. La càrrega (del 0% al 80%) d'un vehicle elèctric amb una bateria de 50 kWh triga unes 16 hores a les estacions de càrrega de piles d'11 A o 3,6 kW. Es triga 32 hores amb estacions de càrrega de 22 amperes (pals de 1,8 kW).
No obstant això, es pot fer encara més ràpid: amb un carregador ràpid de 50 kW, es triga poc menys de 50 minuts. Actualment també hi ha carregadors ràpids de 175 kW, amb els quals es pot carregar una bateria de 50 kWh fins i tot fins al 80% en XNUMX minuts. Per obtenir més informació sobre les estacions de recàrrega públiques, consulteu el nostre article sobre les estacions de recàrrega als Països Baixos.
Carregant a casa
També es pot carregar a casa. Les cases una mica més antigues sovint no tenen connexió trifàsica. El temps de càrrega, per descomptat, depèn de la força actual. Amb un corrent de 16 amperes, un cotxe elèctric amb una bateria de 50 kWh es carrega el 10,8% en 80 hores. Amb un corrent de 25 amperes, això és de 6,9 hores, i a 35 amperes, 5 hores. L'article sobre com aconseguir la teva pròpia estació de recàrrega explica més detalladament la càrrega a casa. També us podeu preguntar: quant costa una bateria completa? Aquesta pregunta es respondrà a l'article sobre els costos de la conducció elèctrica.
En resum
La bateria és la part més important d'un vehicle elèctric. Molts dels inconvenients d'un vehicle elèctric estan associats a aquest component. Les bateries segueixen sent cares, pesades, sensibles a la temperatura i no respectuoses amb el medi ambient. D'altra banda, la degradació amb el temps no és tan dolenta. A més, les bateries ja són molt més barates, lleugeres i eficients que abans. Els fabricants estan treballant dur en el desenvolupament de les bateries, de manera que la situació només millorarà.
