როგორ მუშაობს ელექტრო მანქანის ბატარეა?

ლითიუმ-იონური ბატარეა კვებავს ნებისმიერი ტიპის ელექტრო მანქანას. თავიდანვე დაიმკვიდრა თავი, როგორც საცნობარო ტექნოლოგია ელექტრო მანქანების ბაზარზე. Როგორ მუშაობს? IZI by EDF ქსელის სპეციალისტები მოგაწვდით განახლებულ ინფორმაციას ელექტრო ავტომობილის ბატარეის მუშაობის, მახასიათებლების, უპირატესობებისა და უარყოფითი მხარეების შესახებ.

რეზიუმე

როგორ მუშაობს ელექტრო მანქანის ბატარეა?

თუ ლოკომოტივი იყენებს ბენზინს ან დიზელს ენერგიად, მაშინ ეს არ ეხება ელექტრო მანქანებს. ისინი აღჭურვილია სხვადასხვა ავტონომიის მქონე ბატარეით, რომელიც უნდა დაიტენოს დამტენ სადგურზე.

ნებისმიერი ელექტრო მანქანა რეალურად აღჭურვილია რამდენიმე ბატარეით:

• დამატებითი ბატარეა;
• და წევის ბატარეა.

რა არის მათი როლი და როგორ მუშაობენ?

დამატებითი ბატარეა

თერმული გამოსახულების მსგავსად, ელექტრო მანქანას აქვს დამატებითი ბატარეა. ეს 12 ვ ბატარეა გამოიყენება მანქანის აქსესუარების კვებისათვის.

ეს ბატარეა უზრუნველყოფს სხვადასხვა ელექტრო მოწყობილობების სწორ მუშაობას, როგორიცაა:

• ელექტრო ფანჯრები;
• რადიო ;
• ელექტრო მანქანის სხვადასხვა სენსორები.

ამრიგად, ელექტრო სატრანსპორტო საშუალების დამხმარე ბატარეის გაუმართაობამ შეიძლება გამოიწვიოს გარკვეული ავარია.

წევის ბატარეა

ელექტრომობილის ცენტრალური ელემენტი, წევის ბატარეა, მნიშვნელოვან როლს ასრულებს. მართლაც, ის ინახავს დამუხტულ ენერგიას დამტენ სადგურში და ენერგიით უზრუნველყოფს ელექტროძრავას მოგზაურობისას.

წევის ბატარეის მუშაობა საკმაოდ რთულია, ამიტომ ეს ელემენტი ელექტრომობილის ერთ-ერთი ყველაზე ძვირადღირებული კომპონენტია. ეს ღირებულება ასევე აფერხებს ელექტრომობილობის განვითარებას მთელს მსოფლიოში. ზოგიერთი დილერი გვთავაზობს წევის ბატარეის ქირავნობის ხელშეკრულებას ელექტრო მანქანის შეძენისას.

ლითიუმ-იონური ბატარეა არის ყველაზე ფართოდ გამოყენებული ბატარეის ტიპი ელექტრო მანქანებში. მისი გამძლეობის, შესრულებისა და უსაფრთხოების დონის გამო, ის მართლაც საცნობარო ტექნოლოგიაა მწარმოებლების უმეტესობისთვის.

თუმცა, არსებობს სხვადასხვა ტიპის ბატარეები ელექტრო მანქანებისთვის:

• ნიკელის კადმიუმის ბატარეა;
• ნიკელ-მეტალის ჰიდრიდის ბატარეა;
• Ლითიუმის ელემენტი;
• Li-ion ბატარეა.

ელექტრო მანქანებისთვის სხვადასხვა ბატარეების უპირატესობების შემაჯამებელი ცხრილი

სხვადასხვა ტიპის ბატარეები	უპირატესობები
კადმიუმის ნიკელი	მსუბუქი ბატარეა შესანიშნავი მომსახურების ვადით.
ნიკელის ლითონის ჰიდრიდი	მსუბუქი ბატარეა დაბალი დაბინძურებით და ენერგიის შენახვის მაღალი სიმძლავრით.
ლითიუმი	სტაბილური დატენვა და განმუხტვა. მაღალი ნომინალური ძაბვა. მნიშვნელოვანი მასა და მოცულობითი ენერგიის სიმკვრივე.
ლითიუმის იონი	მაღალი სპეციფიკური და მოცულობითი ენერგია.

ელექტრო მანქანებისთვის სხვადასხვა ბატარეების უარყოფითი მხარეების შემაჯამებელი ცხრილი

სხვადასხვა ტიპის ბატარეები	შეზღუდვები
კადმიუმის ნიკელი	ვინაიდან კადმიუმის ტოქსიკურობის დონე ძალიან მაღალია, ეს მასალა აღარ გამოიყენება.
ნიკელის ლითონის ჰიდრიდი	მასალა ძვირია. გაგრილების სისტემას მოეთხოვება ტემპერატურის აწევის კომპენსირება დატვირთვის პროპორციულად.
ლითიუმი	ლითიუმის გადამუშავება ჯერ კიდევ არ არის სრულად ათვისებული. უნდა არსებობდეს ენერგიის ავტომატური მართვა.
ლითიუმის იონი	აალებადი პრობლემა.

ბატარეის შესრულება

ელექტროძრავის სიმძლავრე გამოიხატება კილოვატებში (კვტ). კილოვატ საათი (კვტ/სთ), მეორეს მხრივ, ზომავს ენერგიას, რომელსაც შეუძლია ელექტრომობილის ბატარეის მიწოდება.

სითბოს ძრავის სიმძლავრე (გამოხატული ცხენის ძალაში) შეიძლება შევადაროთ ელექტროძრავის სიმძლავრეს, გამოხატული კვტ.

თუმცა, თუ გსურთ ინვესტიცია განახორციელოთ ელექტრო მანქანაში, რომელსაც აქვს ბატარეის ხანგრძლივობა, თქვენ უნდა მიმართოთ კვტ/სთ აღრიცხვას.

კვების ელემენტის ხანგრძლივობა

თქვენი ელექტრომობილის მოდელიდან გამომდინარე, მისი დიაპაზონი შეიძლება იყოს საშუალოდ 100-დან 500 კმ-მდე. მართლაც, დაბალ ბატარეა საკმარისია ელექტრო სატრანსპორტო საშუალების მარტივი ყოველდღიური გამოყენებისთვის ბავშვების სკოლაში ან იქვე სამუშაოდ მიყვანისთვის. ამ ტიპის ტრანსპორტი უფრო იაფია.

გარდა საწყისი დონის ან საშუალო დონის მოდელებისა, არის მაღალი დონის მოდელებიც, რომლებიც ბევრად უფრო ძვირია. ამ მანქანების ფასზე დიდ გავლენას ახდენს ბატარეის მუშაობა.

თუმცა, ამ ტიპის ელექტრო მანქანას შეუძლია 500 კმ-მდე გავლა, თქვენი მართვის სტილიდან, გზის ტიპზე, ამინდის პირობებზე და ა.შ.

გრძელ მგზავრობისას თქვენი ბატარეის ავტონომიის შესანარჩუნებლად, IZI by EDF ქსელის პროფესიონალები გირჩევთ აირჩიოთ მოქნილი მართვა და თავიდან აიცილოთ ძალიან სწრაფი აჩქარება.

ბატარეის დატენვის დრო

IZI by EDF ქსელის პროფესიონალები იზრუნებენ, კერძოდ ელექტრო მანქანების დამტენი სადგურების დაყენება ... აღმოაჩინეთ ყველა არსებული ბატარეის დატენვის გადაწყვეტილებები თქვენი ელექტრო ავტომობილისთვის:

• საყოფაცხოვრებო სოკეტი 220 ვ;
• Wallbox სწრაფი დამტენი სოკეტი;
• და სწრაფი დატენვის სადგური.

საყოფაცხოვრებო სოკეტი 220 ვ

სახლში, შეგიძლიათ დააყენოთ საყოფაცხოვრებო განყოფილება 220 ვ. დატენვის დრო 10-დან 13 საათამდეა. ამის შემდეგ შეგიძლიათ დატენოთ თქვენი მანქანა ღამით, რომ გამოიყენოთ იგი მთელი დღის განმავლობაში.

Wallbox სწრაფი დამტენი სოკეტი

თუ აირჩევთ სწრაფი დატენვის ბუდეს, რომელსაც ასევე უწოდებენ Wallbox, დატენვის დრო შემცირდება:

• 4 საათის განმავლობაში 32A ვერსიაში;
• 8 ან 10 საათის განმავლობაში 16A ვერსიაში.

სწრაფი დატენვის სადგური

ამხანაგობის ავტოსადგომებზე ან სუპერმარკეტსა და ბიზნეს პარკინგში ასევე შეგიძლიათ დატენოთ თქვენი მანქანა სწრაფი დამტენის სადგურზე. ამ მოწყობილობის ღირებულება, რა თქმა უნდა, ყველაზე მაღალია.

თუმცა, ბატარეის დატენვის დრო ძალიან სწრაფია: 30 წუთი სჭირდება.

ელექტრო მანქანების ბატარეების დამუხტვის აღჭურვილობის ფასების შემაჯამებელი ცხრილი

ბატარეის დამტენი მოწყობილობის ტიპი	ფასი (ინსტალაციის გარეშე)
სწრაფი დატენვის კონექტორი	დაახლოებით 600 ევრო
სწრაფი დატენვის სადგური	დაახლოებით 900 €

როგორ მუშაობს ლითიუმ-იონური ბატარეა?

ამ ტიპის ბატარეის მუშაობის პრინციპი რთულია. ელექტრონები ცირკულირებენ ბატარეის შიგნით, რაც ქმნის პოტენციურ განსხვავებას ორ ელექტროდს შორის. ერთი ელექტროდი უარყოფითია, მეორე კი დადებითი. ისინი ჩაძირულია ელექტროლიტში: იონურ გამტარ სითხეში.

გამონადენის ფაზა

როდესაც ბატარეა კვებავს მანქანას, უარყოფითი ელექტროდი ათავისუფლებს შენახულ ელექტრონებს. შემდეგ ისინი დაკავშირებულია დადებით ელექტროდთან გარე მიკროსქემის მეშვეობით. ეს არის გამონადენის ეტაპი.

დატენვის ფაზა

საპირისპირო ეფექტი ჩნდება, როდესაც ბატარეა იტენება დამტენ სადგურში ან თავსებადი გაძლიერებული ელექტრო განყოფილებაში. ამრიგად, დამტენის მიერ გადაცემული ენერგია გადასცემს დადებით ელექტროდში არსებულ ელექტრონებს უარყოფით ელექტროდში. 

BMS ბატარეები: განმარტება და მოქმედება

BMS (ბატარეის მართვის სისტემა) პროგრამული უზრუნველყოფა აკონტროლებს მოდულებს და ელემენტებს, რომლებიც ქმნიან წევის ბატარეას. ეს მართვის სისტემა აკონტროლებს ბატარეას და ოპტიმიზებს ბატარეის ხანგრძლივობას.

როდესაც ბატარეა იშლება, იგივე ხდება BMS-თან დაკავშირებით. თუმცა, ზოგიერთი EV მწარმოებელი გვთავაზობს BMS გადაპროგრამირების სერვისს. ამრიგად, რბილმა გადატვირთვამ შეიძლება გაითვალისწინოს ბატარეის მდგომარეობა T მომენტში.

რამდენად სანდოა ელექტრო მანქანის ბატარეა?

ლითიუმ-იონური ბატარეა ცნობილია თავისი საიმედოობით. თუმცა, ფრთხილად იყავით, განსაკუთრებით დატენვის რეჟიმმა შეიძლება გავლენა მოახდინოს მის გამძლეობაზე. გარდა ამისა, ბატარეის ხანგრძლივობა და შესრულება დროთა განმავლობაში მცირდება ყველა შემთხვევაში.

როდესაც ელექტრო მანქანა ფუჭდება, მიზეზი ძალიან იშვიათად არის ბატარეა. მართლაც, ზამთარში, თქვენ სწრაფად მიხვდებით, რომ თქვენს ელექტრო მანქანას სიცივის მიუხედავად, დიზელის ლოკომოტივისგან განსხვავებით, არანაირი პრობლემა არ აქვს ამუშავებაში.

რატომ ფუჭდება ლითიუმ-იონური ბატარეები დროთა განმავლობაში?

როდესაც ელექტრომობილი ბევრ კილომეტრს მოგზაურობს, ბატარეის მოქმედება ნელ-ნელა მცირდება. მაშინ ჩანს ორი ფაქტორი:

• შემცირებული ბატარეის ხანგრძლივობა;
• ბატარეის დატენვის უფრო გრძელი დრო.

რამდენად სწრაფად ბერდება ელექტრო მანქანის ბატარეა?

ბატარეის დაბერების სიჩქარეზე შეიძლება გავლენა იქონიოს სხვადასხვა ფაქტორებმა:

• ელექტრომობილის შენახვის პირობები (ავტოფარეხში, ქუჩაში და ა.შ.);
• მართვის სტილი (ელექტრომობილით სასურველია მწვანე მოძრაობა);
• დატენვის სიხშირე სწრაფი დამუხტვის სადგურებზე;
• ამინდის პირობები იმ მხარეში, სადაც ყველაზე ხშირად მოძრაობთ.

როგორ გავაუმჯობესოთ ელექტრო მანქანის ბატარეის ხანგრძლივობა?

ზემოთ აღნიშნული ფაქტორების გათვალისწინებით, წევის ბატარეის მომსახურების ვადის ოპტიმიზაცია შესაძლებელია. ნებისმიერ დროს, მწარმოებელს ან სანდო მესამე მხარეს შეუძლია ბატარეის SOH (ჯანმრთელობის მდგომარეობა) დიაგნოსტიკა და გაზომვა. ეს გაზომვა გამოიყენება ბატარეის მდგომარეობის შესაფასებლად.

SOH ადარებს ბატარეის მაქსიმალურ ტევადობას ტესტის დროს ბატარეის მაქსიმალურ სიმძლავრესთან, როდესაც ის ახალი იყო.

განადგურება: ელექტრო მანქანის ბატარეის მეორე სიცოცხლე

ელექტრო მანქანების სექტორში ლითიუმ-იონური ბატარეის განკარგვის პრობლემა მთავარ პრობლემად რჩება ელექტრომობილებში. მართლაც, თუ EV უფრო სუფთაა ვიდრე დიზელის ლოკომოტივი (ნახშირწყალბადების წარმოების პრობლემა), რადგან ის იყენებს განახლებადი ენერგიის წყაროებს, ელექტროენერგიას, ლითიუმის აღდგენას და გადამუშავებას პრობლემას წარმოადგენს.

გარემოს პრობლემები

ელექტრომობილის ბატარეა შეიძლება შეიცავდეს რამდენიმე კილოგრამ ლითიუმს. გამოიყენება სხვა მასალები, როგორიცაა კობალტი და მანგანუმი. ამ სამი სხვადასხვა ტიპის ლითონი მოპოვებულია და მუშავდება ბატარეის მშენებლობაში გამოსაყენებლად.

ლითიუმი

ელექტრომობილების ბატარეების შემუშავებაში გამოყენებული ლითიუმის რესურსების ორი მესამედი მოდის სამხრეთ ამერიკის მარილის უდაბნოებიდან (ბოლივია, ჩილე და არგენტინა).

ლითიუმის მოპოვება და დამუშავება მოითხოვს დიდი რაოდენობით წყალს, რის შედეგადაც:

• მიწისქვეშა წყლებისა და მდინარეების გაშრობა;
• Ნიადაგის დაბინძურება;
• და გარემოსდაცვითი დარღვევები, როგორიცაა ადგილობრივი მოსახლეობის მოწამვლისა და სერიოზული დაავადებების მატება.

კობალტის

მსოფლიოში კობალტის წარმოების ნახევარზე მეტი კონგოს მაღაროებზე მოდის. ეს უკანასკნელი განსაკუთრებით გამოირჩევა:

• სამთო უსაფრთხოების პირობები;
• ბავშვების ექსპლუატაცია კობალტის მოპოვებისთვის.

შეფერხება გადამუშავების სექტორში: განმარტებები

თუ ლითიუმ-იონური ბატარეა 1991 წლიდან იყიდება სამომხმარებლო ელექტრონიკის სექტორში, ამ მასალის გადამუშავების არხები გაცილებით გვიან დაიწყო.

თუ ლითიუმი თავდაპირველად არ იყო გადამუშავებული, მაშინ ეს ძირითადად გამოწვეული იყო:

• მისი დიდი ხელმისაწვდომობის შესახებ;
• მისი მოპოვების დაბალი ღირებულება;
• შეგროვების მაჩვენებლები საკმაოდ დაბალი დარჩა.

თუმცა, ელექტრომობილურობის ზრდასთან ერთად, მიწოდების მოთხოვნილებები იცვლება სწრაფი ტემპით, შესაბამისად საჭიროა ეფექტური რეცირკულაციის არხი. დღეს, საშუალოდ, ლითიუმის ბატარეების 65% გადამუშავდება.

ლითიუმის გადამუშავების ხსნარები

დღესდღეობით ცოტაა მოძველებული ელექტრომობილები დიზელის ლოკომოტივებთან შედარებით. ეს შესაძლებელს ხდის მანქანების და გამოყენებული ბატარეის კომპონენტების პრაქტიკულად მთლიანად დაშლას.

ამრიგად, ლითიუმის, ასევე ალუმინის, კობალტის და სპილენძის შეგროვება და გადამუშავება შესაძლებელია.

დაუზიანებელი ბატარეები მიჰყვება სხვა წრეს. მართლაც, იმის გამო, რომ ისინი ხანდახან აღარ გამოიმუშავებენ საკმარის ენერგიას მძღოლებისთვის სწორი მუშაობისა და დიაპაზონის უზრუნველსაყოფად, ეს არ ნიშნავს რომ ისინი აღარ მუშაობენ. ამრიგად, მათ მეორე სიცოცხლე ეძლევათ. შემდეგ ისინი გამოიყენება სტაციონარული გამოყენებისთვის:

• განახლებადი ენერგიის წყაროების (მზის, ქარის და ა.შ.) შენობებში შესანახად;
• სწრაფი დატენვის სადგურების კვებისათვის.

ენერგეტიკულ სექტორს ჯერ არ განუხორციელებია ინოვაცია ამ მასალების ალტერნატივების მოსაძებნად ან მათი სხვა გზებით მოსაპოვებლად.

ელექტრო მანქანის დამტენი სადგურის დაყენება