Bateriové elektrické vozidlo

V elektromobilu hraje baterie, respektive bateriový blok, rozhodující roli. Tato složka mimo jiné určuje dojezd, dobu nabíjení, hmotnost a cenu elektromobilu. V tomto článku vás provedeme vším, co potřebujete vědět o bateriích.

Začněme tím, že elektromobily využívají lithium-iontové baterie. Baterie tohoto typu najdeme i v mobilních telefonech a noteboocích. Existují různé typy lithium-iontových baterií, které zpracovávají různé suroviny, jako je kobalt, mangan nebo nikl. Výhodou lithium-iontových baterií je, že mají vysokou hustotu energie a dlouhou životnost. Nevýhodou je, že nelze využít plný výkon. Úplné vybití baterie je škodlivé. Těmto otázkám bude v následujících odstavcích věnována větší pozornost.

Na rozdíl od telefonu nebo notebooku mají elektromobily dobíjecí baterii složenou ze sady článků. Tyto buňky tvoří shluk, který lze zapojit do série nebo paralelně. Baterie zabírá hodně místa a hodně váží. Aby se hmotnost co nejvíce rozložila po vozidle, je baterie obvykle zabudována ve spodní desce.

Kapacita

Kapacita baterie je důležitým faktorem výkonu elektromobilu. Kapacita se udává v kilowatthodinách (kWh). Například Tesla Model 3 Long Range má 75 kWh baterii, zatímco Volkswagen e-Up má 36,8 kWh baterii. Co přesně toto číslo znamená?

Watt – a tedy kilowatt – znamená výkon, který baterie dokáže vyrobit. Pokud baterie dodává 1 kilowatt energie po dobu jedné hodiny, je to 1 kilowatt.hodin energie. Kapacita je množství energie, kterou baterie dokáže uložit. Watthodiny se vypočítají vynásobením počtu ampérhodin (elektrický náboj) počtem voltů (napětí).

V praxi tak nikdy nebudete mít k dispozici plnou kapacitu baterie. Zcela vybitá baterie – a tedy využití 100 % její kapacity – má negativní vliv na její životnost. Pokud je napětí příliš nízké, může dojít k poškození prvků. Aby se tomu zabránilo, elektronika vždy ponechává vyrovnávací paměť. Plné nabití také nepřispívá k baterii. Nejlepší je nabíjet baterii z 20 % na 80 % nebo někde mezi. Když mluvíme o 75kWh baterii, je to plná kapacita. V praxi se proto vždy musíte potýkat s méně využitelnou kapacitou.

teplota

Teplota je důležitým faktorem ovlivňujícím kapacitu baterie. Studená baterie vede k výraznému snížení kapacity. Při nízkých teplotách totiž chemie v baterii nefunguje tak dobře. Tím pádem se v zimě musíte vypořádat s menším dojezdem. Vysoké teploty také negativně ovlivňují výkon, ale v menší míře. Teplo má zásadní negativní vliv na výdrž baterie. Chlad tedy působí krátkodobě, zatímco teplo dlouhodobě.

Mnoho elektrických vozidel má systém správy baterií (BMS), který mimo jiné monitoruje teplotu. Systém často také aktivně zasahuje prostřednictvím vytápění, chlazení a/nebo ventilace.

životnost

Mnoho lidí se ptá, jaká je životnost baterie elektrického vozidla. Vzhledem k tomu, že elektrická vozidla jsou stále relativně mladá, neexistuje zatím žádná definitivní odpověď, zejména pokud jde o nejnovější baterie. Samozřejmě záleží i na autě.

Životnost je částečně dána počtem nabíjecích cyklů. Jinými slovy: jak často se baterie nabíjí z vybité na plnou. Nabíjecí cyklus lze tedy rozdělit na několik nabití. Jak již bylo uvedeno dříve, pro prodloužení životnosti baterie je nejlepší nabíjet pokaždé mezi 20 % a 80 %.

Příliš rychlé nabíjení také neprospívá prodloužení životnosti baterie. Je to dáno tím, že při rychlém nabíjení velmi stoupá teplota. Jak již bylo zmíněno, vysoké teploty negativně ovlivňují životnost baterie. Tomu mohou vozidla s aktivním chlazením v zásadě odolat. Obecně se doporučuje střídat rychlé nabíjení a normální nabíjení. Není to tak, že by rychlé nabíjení bylo špatné.

Elektromobily jsou na trhu již delší dobu. U těchto aut je tedy vidět, jak moc se snížila kapacita baterie. Produktivita obvykle klesá asi o 2,3 % ročně. Vývoj technologie baterií však neutichá, takže stupeň degradace se pouze snižuje.

U elektrických vozidel, která mají najeto mnoho kilometrů, není pokles výkonu tak hrozný. Teslám, které mají najeto přes 250.000 90 XNUMX km, někdy zbývalo více než XNUMX % kapacity baterie. Na druhou stranu existují i ​​Tesly, kde byla vyměněna celá baterie s menším nájezdem kilometrů.

výroba

Výroba baterií pro elektromobily také vyvolává otázky: jak ekologická je výroba takových baterií? Dějí se během výrobního procesu nežádoucí věci? Tyto problémy souvisí se složením baterie. Vzhledem k tomu, že elektrická vozidla jezdí na lithium-iontové baterie, je lithium stejně důležitou surovinou. Používá se však i několik dalších surovin. V závislosti na typu baterie se také používá kobalt, nikl, mangan a/nebo fosforečnan železa.

Prostředí

Těžba těchto surovin je škodlivá pro životní prostředí a poškozuje krajinu. Zelená energie se navíc při výrobě často nepoužívá. Elektromobily tak ovlivňují i ​​životní prostředí. Je pravda, že bateriové suroviny jsou vysoce recyklovatelné. Vyřazené baterie z elektromobilů lze využít i pro jiné účely. Přečtěte si více na toto téma v článku o tom, jak jsou elektrická vozidla šetrná k životnímu prostředí.

Provozní podmínky

Z hlediska pracovních podmínek je nejproblematičtější surovinou kobalt. Během těžby v Kongu panují obavy o lidská práva. Mluví o vykořisťování a dětské práci. To se mimochodem netýká pouze elektromobilů. Tento problém se týká také baterií telefonů a notebooků.

Výdaje

Baterie obsahují drahé suroviny. Například poptávka po kobaltu a s ní i cena raketově vzrostla. Nikl je také drahá surovina. To znamená, že náklady na výrobu baterií jsou poměrně vysoké. To je jeden z hlavních důvodů, proč jsou elektromobily dražší ve srovnání s jejich benzínovým nebo naftovým ekvivalentem. Znamená to také, že modelová varianta elektromobilu s větší baterií se často hned výrazně prodraží. Dobrou zprávou je, že baterie jsou konstrukčně levnější.

Stažení

Akuprocento

Elektromobil vždy udává, jaké procento nabití baterie. Říká se tomu také Stav nabití volal. Alternativní metodou měření je Hloubka výboje... To ukazuje, jak je baterie vybitá, nikoli jak je plná. Stejně jako u mnoha benzinových nebo naftových vozidel se to často promítá do odhadu zbývajícího počtu najetých kilometrů.

Auto nikdy nedokáže přesně říct, jaké procento nabití baterie je, proto je vhodné nepokoušet osud. Když je baterie téměř vybitá, zbytečné luxusní předměty, jako je topení a klimatizace, se vypnou. Pokud je situace opravdu vážná, auto může jet jen pomalu. 0 % neznamená zcela vybitou baterii kvůli zmíněné vyrovnávací paměti.

Nosná kapacita

Doba nabíjení závisí jak na vozidle, tak na způsobu nabíjení. V samotném vozidle je rozhodující kapacita baterie a kapacita nabíjení. O kapacitě baterie již byla řeč. Když je výkon vyjádřen v kilowatthodinách (kWh), nabíjecí kapacita je vyjádřena v kilowattech (kW). Vypočítá se vynásobením napětí (v ampérech) proudem (voltů). Čím vyšší je nabíjecí kapacita, tím rychleji se vozidlo nabije.

Konvenční veřejné nabíjecí stanice jsou nabíjeny buď 11 kW nebo 22 kW AC. Ne všechna elektrická vozidla jsou však vhodná pro nabíjení 22 kW. Rychlonabíječky jsou nabíjeny konstantním proudem. To je možné s mnohem vyšší nosností. Tesla Superchargery Charge 120kW a Fastned Fast Chargers 50kW 175kW. Ne všechny elektromobily jsou vhodné pro rychlonabíjení s vysokým výkonem 120 nebo 175 kW.

Veřejné nabíjecí stanice

Je důležité vědět, že nabíjení je nelineární proces. Nabíjení na posledních 20 % je mnohem pomalejší. To je důvod, proč se čas nabíjení často označuje jako nabití na 80 %.

Doba načítání závisí na několika faktorech. Jedním z faktorů je, zda používáte jednofázové nebo třífázové nabíjení. Nejrychlejší je třífázové nabíjení, ale ne všechny elektromobily jsou pro to vhodné. Některé domy navíc místo třífázového připojení používají pouze jednofázové připojení.

Běžné veřejné dobíjecí stanice jsou třífázové a jsou k dispozici v 16 a 32 ampérech. Nabíjení (0 % až 80 %) elektromobilu s 50 kWh baterií trvá přibližně 16 hodin na 11 A nebo 3,6 kW nabíjecích stanicích. S 32 ampérovými nabíjecími stanicemi (22 kW stožáry) to bude trvat 1,8 hodin.

Dá se to však zvládnout ještě rychleji: s rychlonabíječkou o výkonu 50 kW to trvá necelých 50 minut. V dnešní době existují i ​​rychlonabíječky o výkonu 175 kW, se kterými lze 50 kWh baterii nabít dokonce až na 80 % za XNUMX minut. Další informace o veřejných dobíjecích stanicích naleznete v našem článku o nabíjecích stanicích v Nizozemsku.

Nabíjení doma

Nabíjet je možné i doma. O něco starší domy často nemají třífázové připojení. Doba nabíjení samozřejmě závisí na síle proudu. Při proudu 16 ampér se elektromobil s 50 kWh baterií nabije 10,8 % za 80 hodin. Při proudu 25 ampér je to 6,9 hodiny a při 35 ampérech 5 hodin. Článek o pořízení vlastní nabíjecí stanice se podrobněji věnuje nabíjení doma. Můžete se také zeptat: kolik stojí plná baterie? Na tuto otázku odpoví článek o nákladech na elektrický pohon.

Sčítání

Baterie je nejdůležitější součástí elektromobilu. S touto komponentou je spojeno mnoho nevýhod elektrického vozidla. Baterie jsou stále drahé, těžké, citlivé na teplotu a nejsou šetrné k životnímu prostředí. Na druhou stranu, degradace v průběhu času není tak špatná. Baterie jsou navíc již mnohem levnější, lehčí a účinnější, než bývaly. Výrobci usilovně pracují na dalším vývoji baterií, takže situace bude jen lepší.