Càrrega de vehicles elèctrics | Bateria preciosa

. bateries de tracció que equipen cotxes elèctrics es caracteritzen per una acció reversible: poden rebre i restaurar energia. Aquesta propietat notable es deu a la inversió de les reaccions químiques que es produeixen a l'interior de la bateria: durant la descàrrega, els ions Li + migren naturalment cap a l'elèctrode positiu, fent que els electrons circulin de l'elèctrode negatiu a l'elèctrode positiu i, per tant, proporcionin energia al circuit elèctric ( veure article” Bateria de tracció “). En canvi, quan la bateria s'està carregant, els electrons flueixen de l'elèctrode positiu al negatiu, invertint així la direcció de la migració dels ions i permetent que la bateria recuperi energia.

Ara càrrega de cotxes elèctrics no pot ser controlat per l'usuari: les necessitats actuals depenen únicament del tipus de càrrega utilitzada i estan optimitzades per minimitzar els temps de càrrega i garantir la seguretat del vehicle.

Diverses maneres de carregar un vehicle elèctric  

Nivells de potència 

Usuari cotxe elèctric pots triar un dels tres tipus de càrrec, segons autonomia que vol anar bé amb el temps de què disposa. 

Càrrega "lenta": es caracteritza per un corrent inferior a 16 A, que proporciona una potència de càrrega relativament baixa (màxim 3,7 kW). Aleshores, es triguen entre 6 i 9 hores a carregar-se completament. La càrrega suau segueix sent la més respectada de totes les bateries, que contribueix a la seva longevitat, i també és la forma més econòmica de carregar el vostre vehicle elèctric sense pràcticament cap subscripció especial necessària. 

Càrrec "Boost": el corrent utilitzat arriba als 32 A, la qual cosa permet un augment de la potència elèctrica (màxim 22 kW) i una càrrega del cotxe fins al 80% en aproximadament 1 hora i 30 minuts. 

Càrrega "ràpida": permet carregar el 80% en 30 minuts amb una potència superior a 22 kW (màxim 50 kW).

No estan dissenyats per a la càrrega ràpida i, en menor mesura, la càrrega ràpida carregar completament el cotxe elèctric sinó més aviat ampliar-lo autonomia... Els fabricants només informen els temps de càrrega "80%" i no "100%". De fet, després del llindar del 80%, la càrrega es fa més lenta, el temps de càrrega al 100% és en realitat el doble del temps de càrrega al 80%. Més endavant tornarem al fenomen que explica aquesta especificitat. 

Mètodes de càrrega de vehicles elèctrics i endolls corresponents

Com càrrega de cotxes elèctrics provoca el flux de grans corrents, cal prendre determinades mesures per garantir la seguretat del vehicle. Un d'ells s'anomena mode de càrrega i defineix com interactuen el vehicle i la infraestructura de càrrega:  

• Mode 1: equival a subministrar energia de CA al vehicle des d'una presa domèstica. No hi ha cap unitat de control de càrrega que pugui provocar complicacions elèctriques sense prevenir o eliminar el perill. 
• Mode 2: es diferencia del primer mode per la presència d'una unitat de control al cable d'alimentació, que proporciona un diàleg amb el vehicle que s'està carregant. Aquesta caixa, connectada a una presa de corrent verda, és una manera molt segura de carregar el teu cotxe, de fet, la caixa és capaç de respondre a qualsevol anomalia aturant la càrrega. També és la modalitat més econòmica, que no requereix la instal·lació d'una caixa de paret molt més cara que la verda, a diferència de la 3a modalitat.
• Mode 3: correspon a l'alimentació del cotxe amb corrent altern a través d'una presa especial estandarditzada (caixa de paret, estació de càrrega). Això augmenta la potència de càrrega, estalvia la instal·lació i, gràcies al diàleg entre l'endoll i el vehicle, gestiona de manera intel·ligent la càrrega. Els modes 2 i 3 protegeixen la bateria i es carreguen de la mateixa manera, però aquest últim permet preprogramar-ne la càrrega, que s'iniciarà automàticament durant les hores baixes per reduir els costos de càrrega.
• Mode 4: el cotxe funciona amb corrent constant (nivell de potència elevat) a través de l'estació de càrrega. Aquest mode és exclusiu per a la càrrega ràpida. 

Perfil de càrrega del vehicle elèctric 

Després d'una descripció detallada de les diferents eines disponibles per als usuaris cotxes elèctrics Per recarregar, analitzarem les diferents tensions a què està sotmesa la bateria. Contràriament al que es podria pensar, el procés d'ompliment d'una bateria depèn del seu estat de càrrega: igual que omplint un got d'aigua, pots permetre't actuar ràpidament al principi per estalviar temps. Temps, però a prop del final cal anar amb compte de no desbordar-se.

Així, al perfil cobrar cotxe elèctric : 

• 1edat fase: Comencem aplicant corrent continu, la força del qual depèn del tipus de càrrega escollida (lenta / accelerada / ràpida). La bateria s'està carregant, la seva tensió augmenta i després d'un cert temps arriba al límit de tensió establert pel fabricant per protegir-la (vegeu l'article " BMS: Programari de bateria de vehicle elèctric "). A partir del 80%, la càrrega no pot continuar a corrent constant sense el risc de danyar la sobretensió de la bateria.

• 2º fase: Per no superar aquest límit, posarem la tensió de la bateria i completarem la càrrega amb cada cop menys corrent. Aquesta segona fase és molt més llarga que la primera i depèn de molts factors com l'envelliment de la bateria, la temperatura ambient i l'amperatge de la fase 1.

Així, s'entén per què els fabricants de recàrregues boost/ràpid només informen de temps de càrrega al 80%: això correspon al temps de càrrega de la primera fase, que és ràpid i permet recuperar una major autonomia.

La relació entre la càrrega i l'envelliment d'una bateria de vehicle elèctric

cada bateria de tracció caracteritzat per un corrent conegut com "absorció natural", que correspon al corrent limitant a partir del qual s'escalfarà la bateria. Durant l'augment o la càrrega ràpida, les intensitats implicades superen clarament aquest límit i, per tant, provoquen un escalfament important. Com vam explicar a l'article " Envelliment de les bateries de tracció ", Les altes temperatures afavoreixen la descomposició dels elements químics, accelerant així envelliment de la bateria i una disminució de la seva productivitat.

Per tant, per mantenir el vostre vehicle segur, heu de prioritzar les càrregues lentes i utilitzar cables de seguretat certificats per a vehicles. Hi ha jugadors al mercat com ara Càrrega segura sensible a les preguntes protecció dels vehicles elèctrics en recarregar. aquest L'empresa francesa especialitzada en la recàrrega de vehicles elèctrics i híbrids ofereix cables i carregadors portàtils certificats per laboratoris oficials, dissenyats per preservar la teva instal·lació i el teu vehicle.. 

Càrrega d'un cotxe elèctric: un altre cas... 

La càrrega de cotxes elèctrics és un tema complex que encara està molt ben estudiat pels científics, i el potencial tècnic del qual segur que esdevindrà un element important en el món de demà. Podem pensar, per exemple, "vehicle to network" (o "car to network"), un concepte que es troba sobretot al Japó que permet l'ús bateries de tracció s'encarrega del subministrament de les xarxes elèctriques de la ciutat. Aquesta solució permet una millor gestió de les fluctuacions imprevisibles de les fonts d'energia renovables: l'electricitat es pot emmagatzemar quan es produeix en excedent, o restaurar-se quan la demanda és massa elevada. 

__________

Fonts: 

Anàlisi i modelització experimental de cèl·lules de bateries i els seus conjunts: aplicació a vehicles elèctrics i híbrids. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01157751/document

Estratègies de gestió de l'electricitat en un sistema multifont: una solució difusa optimitzada per a vehicles elèctrics híbrids. http://thesesups.ups-tlse.fr/2015/1/2013TOU3005.pdf

Fitxa: recàrrega de vehicles elèctrics. https://www.automobile-propre.com/dossiers/recharge-voitures-electriques/

V2G: https://www.energuide.be/fr/questions-reponses/quest-ce-que-le-vehicle-to-grid-ou-v2g/2143/

Paraules clau: bateria de tracció, càrrega de vehicle elèctric, bateria de vehicle elèctric, línia de vehicles elèctrics, envelliment de la bateria.