Vehículo eléctrico a batería
Contido
Nun vehículo eléctrico, a batería, ou máis ben o paquete de baterías, xoga un papel decisivo. Este compoñente determina, entre outras cousas, a autonomía, o tempo de carga, o peso e o prezo dun vehículo eléctrico. Neste artigo, explicámosche todo o que necesitas saber sobre as baterías.
Comecemos polo feito de que os vehículos eléctricos usan baterías de iones de litio. As baterías deste tipo tamén se poden atopar en teléfonos móbiles e portátiles. Existen diferentes tipos de baterías de iones de litio que procesan diferentes materias primas como cobalto, manganeso ou níquel. A vantaxe das baterías de ión-litio é que teñen unha alta densidade de enerxía e unha longa vida útil. A desvantaxe é que non é posible utilizar toda a potencia. Descargar completamente a batería é prexudicial. Estes temas recibirán máis atención nos seguintes parágrafos.
A diferenza dun teléfono ou portátil, os vehículos eléctricos teñen unha batería recargable formada por un conxunto de células. Estas células forman un grupo que se pode conectar en serie ou en paralelo. A batería ocupa moito espazo e pesa moito. Para distribuír o peso o máximo posible por todo o vehículo, a batería adoita incorporarse na placa inferior.
Capacidade
A capacidade da batería é un factor importante no rendemento dun vehículo eléctrico. A capacidade especifícase en quilovatios-hora (kWh). Por exemplo, o Tesla Model 3 Long Range ten unha batería de 75 kWh, mentres que o Volkswagen e-Up ten unha batería de 36,8 kWh. Que significa exactamente este número?
Watt - e polo tanto quilowatt - significa a potencia que pode producir unha batería. Se unha batería ofrece 1 quilovatio de enerxía durante unha hora, é 1 quilovatio.hora enerxía. A capacidade é a cantidade de enerxía que pode almacenar unha batería. Os vatios-hora calcúlanse multiplicando o número de amperios-hora (carga eléctrica) polo número de voltios (tensión).
Na práctica, nunca terá a capacidade completa da batería á súa disposición. Unha batería completamente descargada -e, polo tanto, empregando o 100% da súa capacidade- é prexudicial para a súa vida útil. Se a tensión é demasiado baixa, os elementos poden estar danados. Para evitar isto, a electrónica sempre deixa un buffer. A carga completa tampouco contribúe á batería. É mellor cargar a batería do 20% ao 80% ou nalgún lugar intermedio. Cando falamos dunha batería de 75 kWh, é a capacidade total. Polo tanto, na práctica, sempre tes que facer fronte a menos capacidade útil.
temperatura
A temperatura é un factor importante que afecta a capacidade da batería. Unha batería fría leva a unha redución significativa da capacidade. Isto débese a que a química da batería non funciona tan ben a baixas temperaturas. Como resultado, no inverno tes que facer fronte a unha gama máis pequena. As altas temperaturas tamén afectan negativamente o rendemento, pero en menor medida. A calor ten un gran efecto negativo na vida útil da batería. Así, o frío ten un efecto a curto prazo, mentres que a calor ten un efecto a longo prazo.
Moitos vehículos eléctricos teñen un sistema de xestión de baterías (BMS) que controla a temperatura, entre outras cousas. O sistema a miúdo tamén intervén activamente mediante calefacción, arrefriamento e/ou ventilación.
esperanza de vida
Moitas persoas pregúntanse cal é a duración da batería dun vehículo eléctrico. Dado que os vehículos eléctricos aínda son relativamente novos, aínda non hai unha resposta definitiva, especialmente cando se trata das baterías máis recentes. Por suposto, isto tamén depende do coche.
A vida útil está determinada en parte polo número de ciclos de carga. Noutras palabras: cantas veces se carga a batería de baleira a chea. Así, o ciclo de carga pódese dividir en varias cargas. Como se dixo anteriormente, é mellor cargar entre un 20% e un 80% cada vez para prolongar a duración da batería.
A carga excesivamente rápida tampouco é propicia para prolongar a duración da batería. Isto débese ao feito de que durante a carga rápida, a temperatura aumenta moito. Como xa se mencionou, as altas temperaturas afectan negativamente á duración da batería. En principio, os vehículos cun sistema de refrixeración activo poden resistir isto. En xeral, recoméndase alternar carga rápida e carga normal. Non é que a carga rápida sexa mala.
Os vehículos eléctricos levan bastante tempo no mercado. Así, con estes coches, podes ver canto diminuíu a capacidade da batería. A produtividade normalmente diminúe un 2,3% ao ano. Non obstante, o desenvolvemento da tecnoloxía da batería non se detén, polo que o grao de degradación só está a diminuír.
Cos vehículos eléctricos que percorreron moitos quilómetros, a baixada de potencia non é tan mala. Os Teslas, que percorreron máis de 250.000 90 km, ás veces tiñan máis do XNUMX% da súa capacidade de batería. Por outra banda, tamén hai Teslas onde toda a batería foi substituída con menos quilometraxe.
produción
A produción de baterías para vehículos eléctricos tamén suscita preguntas: como é o medio ambiente a produción destas baterías? Acontecen cousas non desexadas durante o proceso de produción? Estes problemas están relacionados coa composición da batería. Dado que os vehículos eléctricos funcionan con baterías de ión-litio, o litio é unha materia prima importante de todos os xeitos. Non obstante, tamén se utilizan outras materias primas. Tamén se usa cobalto, níquel, manganeso e/ou fosfato de ferro dependendo do tipo de batería.
Medio Ambiente
A extracción destas materias primas é prexudicial para o medio ambiente e prexudica a paisaxe. Ademais, moitas veces non se utiliza enerxía verde na produción. Así, os vehículos eléctricos tamén afectan ao medio ambiente. É certo que as materias primas das baterías son altamente reciclables. As baterías descartadas dos vehículos eléctricos tamén se poden usar para outros fins. Lea máis sobre este tema no artigo sobre como son os vehículos eléctricos ecolóxicos.
Condicións de traballo
Dende o punto de vista das condicións de traballo, o cobalto é a materia prima máis problemática. Hai preocupacións sobre os dereitos humanos durante a minería no Congo. Falan de explotación e traballo infantil. Por certo, isto non só está relacionado cos vehículos eléctricos. Este problema tamén afecta ás baterías do teléfono e do portátil.
Gastos
As baterías conteñen materias primas caras. Por exemplo, a demanda de cobalto, e con ela o prezo, disparouse. O níquel tamén é unha materia prima cara. Isto significa que o custo de produción de baterías é bastante elevado. Esta é unha das principais razóns polas que os vehículos eléctricos son máis caros en comparación co seu equivalente de gasolina ou diésel. Tamén significa que unha variante de modelo dun coche eléctrico cunha batería máis grande adoita ser moito máis cara de inmediato. A boa noticia é que as baterías son estruturalmente máis baratas.
Descargar
Acuporcentaxe
O coche eléctrico sempre indica que porcentaxe da carga da batería. Tamén se chama Estado de carga chamado. Un método de medición alternativo é Profundidade de descarga... Isto mostra o que está descargada a batería, non o que está. Como ocorre con moitos vehículos de gasolina ou diésel, isto adoita traducirse nunha estimación da quilometraxe restante.
O coche nunca pode dicir exactamente que porcentaxe da carga da batería, polo que é recomendable non tentar o destino. Cando a batería se achegue, apagaranse os artigos de luxo innecesarios, como a calefacción e o aire acondicionado. Se a situación se pon realmente grave, o coche só pode ir lentamente. 0% non significa unha batería completamente descargada debido ao citado búfer.
Capacidade de carga
O tempo de carga depende tanto do vehículo como do método de carga. No propio vehículo, a capacidade da batería e a capacidade de carga son determinantes. A capacidade da batería xa foi discutida antes. Cando a potencia se expresa en quilovatios hora (kWh), a capacidade de carga exprésase en quilovatios (kW). Calcúlase multiplicando a tensión (en amperes) pola corrente (voltios). Canto maior sexa a capacidade de carga, máis rápido cargará o vehículo.
As estacións de carga públicas convencionais cárganse con 11 kW ou 22 kW AC. Non obstante, non todos os vehículos eléctricos son aptos para cargar 22 kW. Os cargadores de carga rápida cárganse con corrente constante. Isto é posible cunha capacidade de elevación moito maior. Os supercargadores de Tesla cargan 120 kW e os cargadores rápidos Fastned 50 kW 175 kW. Non todos os vehículos eléctricos son aptos para a carga rápida cunha potencia elevada de 120 ou 175 kW.
Estacións de recarga públicas
É importante saber que a carga é un proceso non lineal. A carga no último 20 % é moito máis lenta. Esta é a razón pola que o tempo de carga é frecuentemente referido como carga ao 80%.
O tempo de carga depende de varios factores. Un factor é se está a usar carga monofásica ou trifásica. A carga trifásica é a máis rápida, pero non todos os vehículos eléctricos son axeitados para iso. Ademais, algunhas vivendas só utilizan unha conexión monofásica en lugar dunha trifásica.
As estacións de carga públicas habituais son trifásicas e están dispoñibles en 16 e 32 amperios. A carga (0% a 80%) dun vehículo eléctrico cunha batería de 50 kWh leva aproximadamente 16 horas en estacións de carga de pilas de 11 A ou 3,6 kW. Levará 32 horas con estacións de carga de 22 amperios (polos de 1,8 kW).
Non obstante, pódese facer aínda máis rápido: cun cargador rápido de 50 kW, levará algo menos de 50 minutos. Hoxe en día tamén hai cargadores rápidos de 175 kW, cos que se pode cargar unha batería de 50 kWh ata o 80% en XNUMX minutos. Para obter máis información sobre as estacións de carga públicas, consulta o noso artigo sobre as estacións de carga nos Países Baixos.
Cargando na casa
Tamén é posible cargar na casa. As casas un pouco máis antigas moitas veces non teñen unha conexión trifásica. O tempo de carga, por suposto, depende da forza actual. Cunha corrente de 16 amperios, un coche eléctrico cunha batería de 50 kWh carga un 10,8% en 80 horas. A unha corrente de 25 amperios, isto é de 6,9 horas, e a 35 amperios, 5 horas. O artigo sobre como conseguir a túa propia estación de carga entra en máis detalles sobre a carga na casa. Tamén podes preguntar: canto custa unha batería completa? Esta pregunta responderase no artigo sobre os custos da condución eléctrica.
Resumo
A batería é a parte máis importante dun vehículo eléctrico. Moitas das desvantaxes dun vehículo eléctrico están asociadas a este compoñente. As baterías seguen sendo caras, pesadas, sensibles á temperatura e non respectuosas co medio ambiente. Por outra banda, a degradación co paso do tempo non é tan mala. Ademais, as baterías xa son moito máis baratas, lixeiras e eficientes que antes. Os fabricantes traballan duro no desenvolvemento das baterías, polo que a situación só mellorará.
