איך עובד מצבר לרכב חשמלי?

סוללת ליתיום-יון מפעילה כל סוג של רכב חשמלי. מלכתחילה היא ביססה את עצמה כטכנולוגיית ייחוס בשוק הרכב החשמלי. איך זה עובד? המומחים של רשת IZI by EDF יספקו לכם מידע מעודכן על תפעול, מאפיינים, יתרונות וחסרונות של מצבר לרכב חשמלי.

תקציר

איך עובד מצבר לרכב חשמלי?

אם קטר משתמש בבנזין או בסולר כאנרגיה, אז זה לא חל על כלי רכב חשמליים. הם מצוידים בסוללה בעלת אוטונומיה שונה, אותה יש לטעון בתחנת טעינה.

כל רכב חשמלי מצויד למעשה במספר סוללות:

• סוללה נוספת;
• וסוללת משיכה.

מה תפקידם וכיצד הם עובדים?

סוללה נוספת

כמו מצלמת תרמית, לרכב חשמלי יש סוללה נוספת. סוללת 12V זו משמשת להפעלת אביזרי רכב.

סוללה זו מבטיחה את הפעולה הנכונה של ציוד חשמלי שונים, כגון:

• חלונות חשמליים;
• רדיו ;
• חיישנים שונים של רכב חשמלי.

לפיכך, תקלה במצבר העזר של רכב חשמלי עלולה לגרום לתקלות מסוימות.

סוללת משיכה

האלמנט המרכזי של רכב חשמלי, סוללת המתיחה, ממלא תפקיד חיוני. ואכן, הוא אוגר אנרגיה טעונה בתחנת הטעינה ומספק כוח למנוע החשמלי בזמן נסיעה.

הפעולה של מצבר גרירה מורכבת למדי, ולכן אלמנט זה הוא אחד המרכיבים היקרים ביותר של רכב חשמלי. עלות זו גם מעכבת כיום את התפתחות האלקטרוניידות ברחבי העולם. חלק מהסוחרים מציעים הסכם השכרת מצבר גרירה בעת רכישת רכב חשמלי.

סוללת הליתיום-יון היא ללא ספק סוג הסוללה הנפוץ ביותר בכלי רכב חשמליים. בשל העמידות, הביצועים ורמת הבטיחות שלה, זוהי באמת טכנולוגיית הייחוס עבור רוב היצרנים.

עם זאת, ישנם סוגים שונים של סוללות לרכב חשמלי:

• סוללת ניקל קדמיום;
• סוללת ניקל-מתכת הידריד;
• סוללת ליתיום;
• סוללת ליתיום.

טבלת סיכום של היתרונות של מצברים שונים לרכב חשמלי

סוגים שונים של סוללות	יתרונות
קדמיום ניקל	סוללה קלת משקל עם חיי שירות מצוינים.
ניקל מתכת הידריד	סוללה קלת משקל עם זיהום נמוך ויכולת אחסון אנרגיה גבוהה.
ליתיום	טעינה ופריקה יציבה. מתח מדורג גבוה. מסה וצפיפות אנרגיה נפחית משמעותית.
יון ליתיום	אנרגיה ספציפית ונפחית גבוהה.

טבלת סיכום של החסרונות של מצברים שונים לרכב חשמלי

סוגים שונים של סוללות	מגבלות
קדמיום ניקל	מכיוון שרמת הרעילות של קדמיום גבוהה מאוד, אין עוד שימוש בחומר זה.
ניקל מתכת הידריד	החומר יקר. מערכת הקירור נחוצה כדי לפצות על עליית הטמפרטורה ביחס לעומס.
ליתיום	מיחזור ליתיום עדיין לא שולט במלואו. צריך להיות ניהול צריכת חשמל אוטומטי.
יון ליתיום	בעיית דליקות.

ביצועי סוללה

הספק המנוע החשמלי מתבטא בקילווואט (kW). קילוואט שעה (קוט"ש), לעומת זאת, מודד את האנרגיה שסוללה של רכב חשמלי יכולה לספק.

ניתן להשוות את ההספק של מנוע חום (המבוטא בכוח סוס) להספק של מנוע חשמלי, המבוטא ב-kW.

עם זאת, אם תרצו להשקיע ברכב חשמלי עם חיי הסוללה הארוכים ביותר, תצטרכו לפנות למדידת קוט"ש.

חיי סוללה

בהתאם לדגם של הרכב החשמלי שלך, הטווח שלו יכול להיות בממוצע בין 100 ל-500 ק"מ. אכן, סוללה חלשה מספיקה לשימוש יומיומי פשוט ברכב חשמלי כדי להסיע ילדים לבית הספר או לעבודה בקרבת מקום. הובלה מסוג זה זולה יותר.

מלבד דגמי הכניסה או הביניים, יש גם דגמים יוקרתיים שהם הרבה יותר יקרים. המחיר של מכוניות אלו מושפע במידה רבה מביצועי המצבר.

עם זאת, סוג זה של רכב חשמלי יכול לנסוע עד 500 ק"מ בהתאם לסגנון הנהיגה שלך, סוג הכביש, תנאי מזג האוויר וכו'.

על מנת לשמור על אוטונומיה של המצבר שלכם לאורך נסיעה ארוכה, אנשי המקצוע של רשת IZI by EDF ממליצים לכם במיוחד לבחור בנהיגה גמישה ולהימנע מהאצה מהירה מדי.

זמן טעינת הסוללה

אנשי המקצוע של רשת IZI by EDF ידאגו במיוחד התקנת עמדות טעינה לרכבים חשמליים ... גלה את כל פתרונות הטעינת הסוללה הקיימים עבור הרכב החשמלי שלך עם:

• שקע ביתי 220 V;
• שקע טעינה מהירה של Wallbox;
• ותחנת טעינה מהירה.

שקע ביתי 220 V

בבית, אתה יכול להתקין שקע ביתי עבור 220 V. זמן הטעינה הוא 10 עד 13 שעות. לאחר מכן תוכל לטעון את המכונית שלך בן לילה כדי להשתמש בה לאורך כל היום.

שקע טעינה מהירה של Wallbox

אם תבחרו בשקע הטעינה המהירה, הנקרא גם Wallbox, זמן הטעינה יתקצר:

• למשך 4 שעות בגרסה 32A;
• למשך 8 או 10 שעות בגרסת 16A.

עמדת טעינה מהירה

בחניונים משותפים או בחנייה של סופרמרקט ועסקים, תוכלו להטעין את רכבכם גם בעמדת הטעינה המהירה. העלות של מכשיר זה היא, כמובן, הגבוהה ביותר.

עם זאת, זמן טעינת הסוללה מהיר מאוד: זה לוקח 30 דקות.

טבלת מחירים תמציתית לציוד להטענת מצברים של רכבים חשמליים

סוג ציוד טעינת סוללה	מחיר (לא כולל התקנה)
מחבר טעינה מהירה	בערך 600 יורו
עמדת טעינה מהירה	בערך 900 €

כיצד פועלת סוללת ליתיום-יון?

עקרון הפעולה של סוללה מסוג זה הוא מורכב. אלקטרונים מסתובבים בתוך הסוללה, ויוצרים הבדל פוטנציאל בין שתי האלקטרודות. אלקטרודה אחת שלילית, השנייה חיובית. הם שקועים באלקטרוליט: נוזל מוליך יוני.

שלב הפריקה

כאשר הסוללה מפעילה את הרכב, האלקטרודה השלילית משחררת את האלקטרונים המאוחסנים. לאחר מכן הם מחוברים לאלקטרודה החיובית באמצעות מעגל חיצוני. זהו שלב הפריקה.

שלב הטעינה

ההשפעה ההפוכה מתרחשת כאשר הסוללה נטענת בתחנת טעינה או בשקע חשמלי מחוזק תואם. לפיכך, האנרגיה המועברת על ידי המטען מעבירה את האלקטרונים הקיימים באלקטרודה החיובית אל האלקטרודה השלילית. 

סוללות BMS: הגדרה ותפעול

תוכנת BMS (מערכת ניהול סוללות) שולטת במודולים ובאלמנטים המרכיבים את סוללת המתיחה. מערכת ניהול זו מנטרת את הסוללה ומייעלת את חיי הסוללה.

כאשר הסוללה נכשלת, אותו דבר קורה עם ה-BMS. עם זאת, חלק מיצרני EV מציעים שירות תכנות מחדש של BMS. לפיכך, איפוס רך יכול לקחת בחשבון את מצב הסוללה בזמן T.

עד כמה מצבר לרכב חשמלי אמין?

סוללת הליתיום-יון ידועה באמינות שלה. עם זאת, היזהר, מצב הטעינה, במיוחד, יכול להשפיע על עמידותו. בנוסף, חיי הסוללה והביצועים יורדים עם הזמן בכל המקרים.

כאשר מכונית חשמלית מתקלקלת, הסיבה היא לעתים רחוקות מאוד המצבר. ואכן, בחורף תבינו מהר שלמכונית החשמלית שלכם אין בעיה להתניע, למרות הקור, בניגוד לקטר דיזל.

מדוע סוללות ליתיום-יון מתדרדרות עם הזמן?

כאשר רכב חשמלי נוסע קילומטרים רבים, ביצועי הסוללה יורדים לאט. אז שני גורמים גלויים:

• חיי סוללה מופחתים;
• זמן טעינת סוללה ארוך יותר.

כמה מהר מתיישן מצבר לרכב חשמלי?

גורמים שונים יכולים להשפיע על קצב ההזדקנות של הסוללה:

• תנאי אחסון לרכב חשמלי (במוסך, ברחוב וכו');
• סגנון נהיגה (עם מכונית חשמלית עדיפה נהיגה ירוקה);
• תדירות טעינה בתחנות טעינה מהירה;
• תנאי מזג האוויר באזור שאתה נוהג בו בתדירות הגבוהה ביותר.

כיצד לייעל את חיי הסוללה של רכב חשמלי?

על ידי התחשבות בגורמים שהוזכרו לעיל, ניתן לייעל את חיי השירות של סוללת המתיחה. בכל עת, היצרן או צד שלישי מהימן יכולים לאבחן ולמדוד את ה-SOH (מצב בריאותי) של הסוללה. מדידה זו משמשת להערכת מצב הסוללה.

SOH משווה את קיבולת הסוללה המקסימלית בזמן הבדיקה לקיבולת הסוללה המקסימלית כשהיא הייתה חדשה.

סילוק: חיים שניים של מצבר רכב חשמלי

בתחום הרכב החשמלי בעיית סילוק סוללת ליתיום-יון בכלי רכב חשמליים נותרה בעיה גדולה. אכן, אם רכב חשמלי נקי יותר מקטר דיזל (בעיית ייצור פחמימנים) מכיוון שהוא משתמש במקורות אנרגיה מתחדשים, חשמל, שחזור ומחזור ליתיום הם בעיה.

סוגיות סביבתיות

מצבר של רכב חשמלי יכול להכיל כמה קילוגרמים של ליתיום. משתמשים בחומרים אחרים כמו קובלט ומנגן. שלושת סוגי המתכות השונים הללו נכרים ומעובדים לשימוש בבניית סוללות.

ליתיום

שני שלישים ממשאבי הליתיום המשמשים בפיתוח סוללות לרכב חשמלי מגיעים ממדבריות המלח של דרום אמריקה (בוליביה, צ'ילה וארגנטינה).

המיצוי והעיבוד של ליתיום דורשים כמות גדולה של מים, וכתוצאה מכך:

• ייבוש מי תהום ונהרות;
• זיהום אדמה;
• ושיבושים סביבתיים, כמו עלייה בהרעלות ומחלות קשות של האוכלוסייה המקומית.

קובלט

יותר ממחצית מייצור הקובלט בעולם מגיע ממכרות קונגו. האחרונים בולטים במיוחד ביחס ל:

• תנאי בטיחות הכרייה;
• ניצול ילדים למיצוי קובלט.

עיכוב בגזרת המיחזור: הסברים

אם סוללת ליתיום-יון נמכרת מאז 1991 במגזר האלקטרוניקה הצרכנית, ערוצי מיחזור של חומר זה החלו להתפתח הרבה יותר מאוחר.

אם ליתיום לא היה ממוחזר בתחילה, אז זה נבע בעיקר מ:

• על הזמינות הגדולה שלו;
• עלות נמוכה של מיצוי שלה;
• שיעורי הגבייה נותרו נמוכים למדי.

עם זאת, עם עליית האלקטרו-ניידות, צרכי האספקה ​​משתנים בקצב מהיר, ומכאן הצורך בערוץ מחזור יעיל. כיום, בממוצע, 65% מסוללות הליתיום ממוחזרים.

פתרונות מיחזור ליתיום

כיום, ישנם מעט כלי רכב חשמליים מיושנים בהשוואה לקטרי דיזל. זה מאפשר למעשה לפרק לחלוטין רכבים ורכיבי סוללה משומשים.

כך, ניתן לאסוף ולמחזר ליתיום וכן אלומיניום, קובלט ונחושת.

סוללות לא פגומות עוקבות אחר מעגל אחר. ואכן, רק בגלל שלפעמים הם כבר לא מייצרים מספיק כוח כדי לספק ביצועים וטווח מתאימים לנהגים, זה לא אומר שהם כבר לא עובדים. כך ניתנים להם חיים שניים. לאחר מכן הם משמשים לשימוש נייח:

• לאחסון מקורות אנרגיה מתחדשים (שמש, רוח וכו') במבנים;
• להפעלת עמדות טעינה מהירה.

תחום החשמל עדיין צריך לחדש כדי למצוא חלופות לחומרים אלה או להשיג אותם בדרכים אחרות.

התקנת עמדת טעינה לרכב חשמלי