טעינת רכב חשמלי | סוללה יפה

. סוללות משיכה שמצטיידים מכוניות חשמליות מאופיינים בפעולה הפיכה: הם יכולים לקבל ולשחזר אנרגיה. תכונה יוצאת דופן זו נובעת מהיפוך של תגובות כימיות המתרחשות בתוך הסוללה: במהלך הפריקה, יוני Li+ נודדים באופן טבעי אל האלקטרודה החיובית, מה שגורם לאלקטרונים להסתובב מהאלקטרודה השלילית אל האלקטרודה החיובית ובכך לספק אנרגיה למעגל החשמלי ( ראה מאמר" סוללת משיכה "). לעומת זאת, כאשר הסוללה נטענת, אלקטרונים זורמים מהאלקטרודה החיובית לשלילית, ובכך הופכים את כיוון נדידת היונים ומאפשרים לסוללה לשחזר אנרגיה.

עכשיו טעינת רכב חשמלי לא ניתן לשלוט על ידי המשתמש: הצרכים הנוכחיים תלויים אך ורק בסוג הטעינה בשימוש והם מותאמים כדי למזער את זמני הטעינה ולהבטיח את בטיחות הרכב.

דרכים שונות להטעין רכב חשמלי  

רמות הספק 

משתמש מכונית חשמלית אתה יכול לבחור אחד משלושה סוגי טעינה, בהתאם אוטונומיה שהוא רוצה להסתדר עם הזמן שעומד לרשותו. 

טעינה "איטית": מאופיין בזרם של פחות מ-16 A, המספק הספק טעינה נמוך יחסית (מקסימום 3,7 קילוואט). לאחר מכן נדרשות 6 עד 9 שעות לטעינה מלאה. טעינה רכה נותרה המכובדת ביותר מכל הסוללות, תורמת לאריכות החיים שלה, והיא גם הדרך החסכונית ביותר להטעין את ה-EV שלך כמעט ללא צורך במנוי מיוחד. 

טעינת "בוסט": הזרם המשומש מגיע ל-32 A, מה שמאפשר להגדיל את ההספק החשמלי (מקסימום 22 קילוואט) ולהטעין את המכונית עד 80% תוך שעה ו-1 דקות בערך. 

טעינה "מהירה": הוא מאפשר לך לטעון 80% תוך 30 דקות בהספק של יותר מ-22 קילוואט (מקסימום 50 קילוואט).

טעינה מהירה ובמידה פחותה גם טעינה מהירה לא מיועדות לטעון את המכונית החשמלית במלואה אלא להרחיב אותו אוטונומיה... היצרנים מדווחים רק על זמני טעינה של "80%" ולא "100%". ואכן, לאחר סף ה-80%, הטעינה נעשית איטית יותר, זמן הטעינה ל-100% הוא למעשה פי שניים מזמן הטעינה ל-80%. בהמשך נחזור לתופעה שמסבירה את הספציפיות הזו. 

שיטות הטענה לרכב חשמלי ושקעים מתאימים

כמו טעינת רכב חשמלי גורם לזרימה של זרמים גדולים, יש צורך לנקוט באמצעים מסוימים כדי להבטיח את בטיחות הרכב. אחד מהם נקרא מצב הטעינה ומגדיר את האינטראקציה בין הרכב ותשתית הטעינה:  

• מצב 1: שווה ערך לאספקת מתח AC לרכב משקע ביתי. אין יחידת בקרת טעינה שיכולה להוביל לסיבוכים חשמליים מבלי למנוע או לבטל את המפגע. 
• מצב 2: שונה מהמצב הראשון בנוכחות יחידת בקרה על כבל החשמל, המספקת דיאלוג עם הרכב הנטען. קופסה זו, המחוברת לשקע ירוק, היא דרך בטוחה מאוד לטעון את המכונית שלך, למעשה, הקופסה מסוגלת להגיב לכל חריגה על ידי עצירת הטעינה. זהו גם המצב החסכוני ביותר, שאינו מצריך התקנה של קופסת קיר יקרה הרבה יותר מאשר ירוקה, בניגוד למצב השלישי.
• מצב 3: מתאים לאספקת מתח AC לרכב דרך שקע מיוחד סטנדרטי (ארגז קיר, עמדת טעינה). זה מגביר את עוצמת הטעינה, חוסך בהתקנה ובזכות הדיאלוג בין התקע לרכב ניהול חכם של העומס. מצבים 2 ו-3 מגנים על הסוללה וטעינה באותו אופן, אך האחרון מאפשר לתכנת מראש את הטעינה שלה, שתתחיל אוטומטית בשעות השפל כדי להפחית את עלויות הטעינה.
• מצב 4: המכונית מופעלת בזרם קבוע (רמת הספק גבוהה) דרך עמדת הטעינה. מצב זה מיועד אך ורק לטעינה מהירה. 

פרופיל טעינת רכב חשמלי 

לאחר תיאור מפורט של הכלים השונים העומדים לרשות המשתמשים מכוניות חשמליות כדי להטעין מחדש, ננתח את הלחצים השונים אליהם נתונה הסוללה. בניגוד למה שחושבים, תהליך מילוי המצבר תלוי במצב הטעינה שלו: ממש כמו מילוי כוס מים, אפשר להרשות לעצמכם לפעול מהר בהתחלה כדי לחסוך זמן. זמן, אבל לקראת הסוף צריך להיזהר לא לעלות על גדותיו.

כך, על הפרופיל תשלום מכונית חשמלית : 

• 1גיל שלב: נתחיל בהפעלת זרם ישר שעוצמתו תלויה בסוג המטען שנבחר (איטי / מואץ / מהיר). הסוללה נטענת, המתח שלה עולה ולאחר זמן מסוים מגיע למגבלת המתח שנקבע על ידי היצרן כדי להגן עליה (ראה מאמר " BMS: תוכנת סוללות לרכב חשמלי "). החל מ-80%, הטעינה לא יכולה להמשיך בזרם קבוע ללא סיכון לפגיעה במתח יתר לסוללה.

• 2EME שלב: כדי לא לחרוג מהמגבלה הזו, נגדיר את מתח הסוללה ונשלים את הטעינה עם פחות ופחות זרם. שלב שני זה ארוך בהרבה מהראשון ותלוי בגורמים רבים כמו הזדקנות הסוללה, טמפרטורת הסביבה ואמפראז' שלב 1.

לפיכך, ניתן להבין מדוע יצרני הטעינות בוסט/מהירות מדווחות על זמני טעינה של 80% בלבד: זה מתאים לזמן הטעינה של השלב הראשון, שהוא מהיר ומאפשר החזרת אוטונומיה רבה יותר.

הקשר בין טעינה והזדקנות של סוללת רכב חשמלי

כל אחד סוללת מתיחה מאופיין בזרם המכונה "ספיגה טבעית", התואם לזרם המגביל ממנו מתחממת הסוללה. במהלך דחיפה או טעינה מהירה, העוצמות המעורבות חורגות בבירור מגבול זה ובכך מובילות לחימום משמעותי. כפי שהסברנו במאמר " הזדקנות סוללות משיכה ", טמפרטורות גבוהות מקדמות את הפירוק של יסודות כימיים, ובכך מאיצים הזדקנות הסוללה וירידה בתפוקה שלהם.

לכן, כדי לשמור על בטיחות הרכב שלך, עליך לתעדף עומסים איטיים ולהשתמש בכבלי בטיחות מוסמכים לרכב. ישנם שחקנים בשוק כגון טעינה מאובטחת רגיש לשאלות הגנה על כלי רכב חשמליים בעת טעינה מחדש. זה החברה הצרפתית המתמחה בטעינת רכבים חשמליים והיברידיים מציעה כבלים ומטענים ניידים המוסמכים על ידי מעבדות רשמיות, שנועדו לשמר את המערך שלך ואת הרכב שלך.. 

טעינת מכונית חשמלית: מקרה נוסף ... 

La טעינת רכב חשמלי הוא נושא מורכב שעדיין נחקר היטב על ידי מדענים, ושהפוטנציאל הטכני שלו בהחלט יהפוך למרכיב חשוב בעולם המחר. אנחנו יכולים לחשוב על, למשל, "רכב לרשת" (או "מכונית לרשת"), מושג שנמצא בעיקר ביפן המאפשר את השימוש סוללות משיכה אחראי על אספקת רשתות החשמל של העיר. פתרון זה מאפשר ניהול טוב יותר של תנודות בלתי צפויות במקורות אנרגיה מתחדשים: ניתן לאגור חשמל כאשר הוא מיוצר בעודף, או לשחזר כאשר הביקוש גבוה מדי. 

__________

מקורות: 

ניתוח ומידול ניסיוני של תאי סוללה ומכלוליהם: יישום לכלי רכב חשמליים והיברידיים. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01157751/document

אסטרטגיות ניהול חשמל במערכת מרובת מקורות: פתרון מטושטש המותאם לרכבים חשמליים היברידיים. http://thesesups.ups-tlse.fr/2015/1/2013TOU3005.pdf

קובץ: טעינת רכבים חשמליים. 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/

מילות מפתח: מצבר משיכה, טעינת רכב חשמלי, מצבר רכב חשמלי, קו רכבים חשמליים, הזדקנות מצבר.