Como funciona a batería dun coche eléctrico?
Contido
Unha batería de iones de litio alimenta calquera tipo de vehículo eléctrico. Desde o primeiro momento, consolidouse como unha tecnoloxía de referencia no mercado do vehículo eléctrico. Cómo funciona? Os especialistas da rede IZI by EDF facilitaranche información actualizada sobre o funcionamento, características, vantaxes e inconvenientes da batería dun vehículo eléctrico.
Resumo
Como funciona a batería dun vehículo eléctrico?
Se unha locomotora usa gasolina ou diésel como enerxía, isto non se aplica aos vehículos eléctricos. Están equipados cunha batería con diferente autonomía, que debe ser cargada na estación de carga.
Calquera vehículo eléctrico está realmente equipado con varias baterías:
- batería adicional;
- E unha batería de tracción.
Cal é o seu papel e como traballan?
Batería adicional
Do mesmo xeito que unha cámara térmica, un vehículo eléctrico ten unha batería adicional. Esta batería de 12 V úsase para alimentar os accesorios do coche.
Esta batería garante o correcto funcionamento de diversos equipos eléctricos, tales como:
- Ventanas eléctricas;
- Radio ;
- Varios sensores dun vehículo eléctrico.
Así, un mal funcionamento da batería auxiliar dun vehículo eléctrico pode provocar certas avarías.
Batería de tracción
O elemento central dun vehículo eléctrico, a batería de tracción, xoga un papel esencial. De feito, almacena enerxía cargada na estación de carga e proporciona enerxía ao motor eléctrico mentres viaxa.
O funcionamento dunha batería de tracción é bastante complexo, polo que este elemento é un dos compoñentes máis caros dun vehículo eléctrico. Este custo tamén está a dificultar actualmente o desenvolvemento da electromobilidade en todo o mundo. Algúns concesionarios ofrecen un contrato de aluguer de baterías de tracción ao mercar un vehículo eléctrico.
A batería de ión-litio é, con diferenza, o tipo de batería máis utilizado nos vehículos eléctricos. Pola súa durabilidade, rendemento e nivel de seguridade, é verdadeiramente a tecnoloxía de referencia para a maioría dos fabricantes.
Non obstante, existen diferentes tipos de baterías para vehículos eléctricos:
- Batería de níquel-cadmio;
- Batería de níquel-hidruro metálico;
- batería de litio;
- Batería de iones de litio.
Táboa resumo das vantaxes das diferentes baterías para vehículos eléctricos
| Diferentes tipos de baterías | Vantaxes |
| Níquel cadmio | Batería lixeira con excelente vida útil. |
| Níquel hidruro metálico | Batería lixeira con baixa contaminación e alta capacidade de almacenamento de enerxía. |
| Litio | Carga e descarga estables. Alta tensión nominal. Masa significativa e densidade de enerxía volumétrica. |
| Ión litio | Alta enerxía específica e volumétrica. |
Táboa resumo das desvantaxes de varias baterías para vehículos eléctricos
| Diferentes tipos de baterías | Limitacións |
| Níquel cadmio | Dado que o nivel de toxicidade do cadmio é moi alto, este material xa non se utiliza. |
| Níquel hidruro metálico | O material é caro. O sistema de refrixeración é necesario para compensar o aumento da temperatura en proporción á carga. |
| Litio | A reciclaxe de litio aínda non está totalmente dominada. Debería haber unha xestión de enerxía automatizada. |
| Ión litio | Problema de inflamabilidade. |
Rendemento da batería
A potencia do motor eléctrico exprésase en quilovatios (kW). Por outra banda, un quilovatio hora (kWh) mide a enerxía que pode entregar a batería dun vehículo eléctrico.
Podes comparar a potencia dun motor térmico (expresada en cabalos) coa potencia dun motor eléctrico expresada en kW.
Non obstante, se queres investir nun vehículo eléctrico coa batería máis longa, terás que recurrir á medición de kWh.
Duración da batería
Segundo o modelo do teu vehículo eléctrico, a súa autonomía pode ser de media entre 100 e 500 km. De feito, unha batería baixa é suficiente para o simple uso diario dun vehículo eléctrico para levar os nenos á escola ou para traballar nas proximidades. Este tipo de transporte é máis barato.
Ademais dos modelos básicos ou de gama media, tamén hai modelos de gama alta que son moito máis caros. O prezo destes coches está moi influenciado polo rendemento da batería.
Non obstante, este tipo de vehículos eléctricos poden percorrer ata 500 km dependendo do teu estilo de condución, tipo de estrada, condicións meteorolóxicas, etc.
Para preservar a autonomía da súa batería nun traxecto longo, os profesionais da rede IZI by EDF aconsellan, en particular, que elixa unha condución flexible e evite unha aceleración demasiado rápida.
Tempo de recarga da batería
Os profesionais da rede IZI by EDF encargaranse, en particular, de instalación de puntos de carga para vehículos eléctricos ... Descubra todas as solucións de carga de batería existentes para o seu vehículo eléctrico con:
- Enchufe doméstico 220 V;
- toma de carga rápida Wallbox;
- E unha estación de carga rápida.
Enchufe doméstico 220 V
Na casa, pode instalar unha toma de corrente de 220 V. O tempo de carga é de 10 a 13 horas. Despois podes cargar o teu coche durante a noite para usalo durante todo o día.
Toma de carga rápida Wallbox
Se escolles a toma de carga rápida, tamén chamada Wallbox, o tempo de carga reducirase:
- Durante 4 horas na versión 32A;
- Durante 8 ou 10 horas na versión 16A.
Estación de carga rápida
Nos aparcamentos de comunidades ou nos aparcamentos de supermercados e empresas, tamén podes cargar o teu coche na estación de carga rápida. O custo deste dispositivo é, por suposto, o máis alto.
Non obstante, o tempo de carga da batería é moi rápido: leva 30 minutos.
Cadro resumo de prezos dos equipamentos para cargar baterías de vehículos eléctricos
| Tipo de equipo de carga de batería | Prezo (instalación excluída) |
| Conector de carga rápida | Uns 600 euros |
| Estación de carga rápida | Uns 900 € |
Como funciona unha batería de iones de litio?
O principio de funcionamento deste tipo de batería é complexo. Os electróns circulan dentro da batería, creando unha diferenza de potencial entre os dous electrodos. Un electrodo é negativo, o outro é positivo. Están inmersos nun electrólito: un líquido con condución iónica.
Fase de descarga
Cando a batería alimenta o vehículo, o electrodo negativo libera os electróns almacenados. Despois conéctanse ao electrodo positivo mediante un circuíto externo. Esta é a fase de descarga.
Fase de carga
O efecto contrario ocorre cando a batería se carga nunha estación de carga ou nunha toma eléctrica reforzada compatible. Así, a enerxía transferida polo cargador transfire os electróns presentes no electrodo positivo ao electrodo negativo.
Baterías BMS: definición e funcionamento
O software BMS (Battery Management System) controla os módulos e elementos que compoñen a batería de tracción. Este sistema de xestión supervisa a batería e optimiza a súa duración.
Cando falla a batería, ocorre o mesmo co BMS. Non obstante, algúns fabricantes de vehículos eléctricos ofrecen un servizo de reprogramación de BMS. Así, un reinicio suave pode ter en conta o estado da batería no momento T.
Que fiable é a batería dun coche eléctrico?
A batería de ión-litio é coñecida pola súa fiabilidade. Non obstante, teña coidado, o modo de carga, en particular, pode afectar á súa durabilidade. Ademais, a duración e o rendemento da batería degrádase co paso do tempo en todos os casos.
Cando un coche eléctrico se avaria, a causa é moi raramente a batería. De feito, no inverno, axiña entenderás que o teu coche eléctrico non ten problemas para arrancar, a pesar do frío, a diferenza dunha locomotora diésel.
Por que as baterías de iones de litio se deterioran co paso do tempo?
Cando un vehículo eléctrico percorre moitos quilómetros, o rendemento da batería vaise degradando lentamente. Entón son visibles dous factores:
- duración da batería reducida;
- Maior tempo de carga da batería.
Canto envellece a batería dun vehículo eléctrico?
Varios factores poden afectar a taxa de envellecemento dunha batería:
- Condicións de almacenamento dun vehículo eléctrico (nun garaxe, na rúa, etc.);
- Estilo de condución (cun coche eléctrico, é preferible a condución verde);
- Frecuencia de carga en estacións de carga rápida;
- Condicións meteorolóxicas na zona onde conduces máis a miúdo.
Como optimizar a duración da batería dun vehículo eléctrico?
Tendo en conta os factores mencionados anteriormente, pódese optimizar a vida útil da batería de tracción. En calquera momento, o fabricante ou un terceiro de confianza pode diagnosticar e medir o SOH (estado de saúde) da batería. Esta medida úsase para avaliar o estado da batería.
SOH compara a capacidade máxima da batería no momento da proba coa capacidade máxima da batería cando era nova.
Reciclaxe: segunda vida da batería dun vehículo eléctrico
No sector do vehículo eléctrico problema de eliminación da batería de iones de litio nos vehículos eléctricos segue sendo un problema importante. De feito, se un vehículo eléctrico é máis limpo que unha locomotora diésel (problema de produción de hidrocarburos) porque utiliza fontes de enerxía renovables, a electricidade, a recuperación e a reciclaxe de litio é un problema.
Problemas ambientais
A batería dun vehículo eléctrico pode conter varios quilogramos de litio. Empréganse outros materiais como cobalto e manganeso. Estes tres tipos diferentes de metais son extraídos e procesados para o seu uso na construción de baterías.
Litio
Dous terzos dos recursos de litio utilizados no desenvolvemento das baterías de vehículos eléctricos proceden dos desertos de sal de América do Sur (Bolivia, Chile e Arxentina).
A extracción e procesamento de litio require unha gran cantidade de auga, o que resulta en:
- Secado de augas subterráneas e ríos;
- Contaminación do solo;
- E perturbacións ambientais, como o aumento de intoxicacións e enfermidades graves da poboación local.
Cobalto
Máis da metade da produción mundial de cobalto procede das minas congoleñas. Estes últimos destacan especialmente en relación a:
- Condicións de seguridade mineira;
- Explotación de nenos para a extracción de cobalto.
Retraso no sector da reciclaxe: explicacións
Se a batería de ión-litio vense desde 1991 no sector da electrónica de consumo, as canles de reciclaxe deste material comezaron a desenvolverse moito máis tarde.
Se o litio non se reciclou inicialmente, isto debeuse principalmente a:
- Sobre a súa gran dispoñibilidade;
- Baixo custo da súa extracción;
- As taxas de recollida mantivéronse bastante baixas.
Non obstante, co auxe da electromobilidade, as necesidades de abastecemento cambian a un ritmo acelerado, de aí a necesidade dunha canle de recirculación eficiente. Hoxe, de media, o 65% das baterías de litio recíclase.
Solucións de reciclaxe de litio
Hoxe, hai poucos vehículos eléctricos obsoletos en comparación coas locomotoras diésel. Isto permite a desmontaxe case completa dos vehículos e dos compoñentes da batería usados.
Así, pódese recoller e reciclar tanto o litio como o aluminio, o cobalto e o cobre.
As baterías non danadas seguen un circuíto diferente. De feito, só porque ás veces xa non xeran enerxía suficiente para proporcionar un rendemento e unha autonomía axeitados aos condutores, iso non significa que xa non estean funcionando. Así, dáselles unha segunda vida. Despois úsanse para uso estacionario:
- Para o almacenamento de fontes de enerxía renovables (solar, eólica, etc.) en edificios;
- Para alimentar estacións de carga rápida.
O sector eléctrico aínda ten que innovar para buscar alternativas a estes materiais ou para obtelos doutro xeito.
Instalación dunha estación de carga de coches eléctricos
