Hur fungerar ett elbilsbatteri?

Ett litiumjonbatteri driver alla typer av elfordon. Redan från början har den etablerat sig som en referensteknik på elfordonsmarknaden. Hur det fungerar? Specialisterna i nätverket IZI by EDF kommer att ge dig uppdaterad information om drift, egenskaper, fördelar och nackdelar med ett elfordonsbatteri.

Sammanfattning

Hur fungerar ett elbilsbatteri?

Om ett lok använder bensin eller diesel som energi, så gäller detta inte elfordon. De är utrustade med ett batteri med olika autonomi, som måste laddas vid en laddstation.

Alla elfordon är faktiskt utrustade med flera batterier:

• Extra batteri;
• Och ett dragbatteri.

Vilken är deras roll och hur fungerar de?

Extra batteri

Liksom en värmekamera har ett elfordon ett extra batteri. Detta 12V-batteri används för att driva biltillbehör.

Detta batteri säkerställer korrekt funktion av olika elektrisk utrustning, såsom:

• Elektriska fönster;
• Radio ;
• Olika sensorer för ett elfordon.

Sålunda kan ett fel på hjälpbatteriet i ett elfordon orsaka vissa haverier.

Dragbatteri

Det centrala elementet i ett elfordon, dragbatteriet, spelar en viktig roll. Faktum är att den lagrar laddad energi i laddstationen och ger ström till elmotorn under färd.

Driften av ett dragbatteri är ganska komplex, så detta element är en av de dyraste komponenterna i ett elfordon. Denna kostnad hämmar också för närvarande utvecklingen av elektromobilitet runt om i världen. Vissa återförsäljare erbjuder ett hyresavtal för drivbatterier när de köper ett elfordon.

Litiumjonbatteriet är den överlägset mest använda typen av batteri i elfordon. På grund av dess hållbarhet, prestanda och säkerhetsnivå är det verkligen referenstekniken för de flesta tillverkare.

Det finns dock olika typer av batterier för elfordon:

• Nickel-kadmium batteri;
• Nickel-metallhydridbatteri;
• Litiumbatteri;
• Li-ion batteri.

Sammanfattningstabell över fördelarna med olika batterier för elfordon

Olika typer av batterier	Fördelar
Kadmiumnickel	Lättviktsbatteri med utmärkt livslängd.
Nickelmetallhydrid	Lättviktsbatteri med låg förorening och hög energilagringskapacitet.
litium	Stabil laddning och urladdning. Hög märkspänning. Betydande massa och volymetrisk energitäthet.
Litiumjon	Hög specifik och volymetrisk energi.

Sammanfattande tabell över nackdelarna med olika batterier för elfordon

Olika typer av batterier	Begränsningar
Kadmiumnickel	Eftersom toxicitetsnivån för kadmium är mycket hög används detta material inte längre.
Nickelmetallhydrid	Materialet är dyrt. Kylsystemet behövs för att kompensera för temperaturökningen i proportion till belastningen.
litium	Litiumåtervinning är ännu inte helt bemästrad. Det bör finnas automatiserad energihantering.
Litiumjon	Brandfarlighetsproblem.

Batteriprestanda

Elmotorns effekt uttrycks i kilowatt (kW). En kilowattimme (kWh) mäter å andra sidan energin som ett elfordons batteri kan leverera.

Effekten av en värmemotor (uttryckt i hästkrafter) kan jämföras med effekten av en elmotor, uttryckt i kW.

Men om du vill investera i ett elfordon med längst batteritid måste du vända dig till kWh-mätning.

Batterilivslängd

Beroende på din elbils modell kan räckvidden i genomsnitt vara från 100 till 500 km. Ett lågt batteri är faktiskt tillräckligt för enkel daglig användning av ett elfordon för att köra barn till skolan eller till arbetet i närheten. Den här typen av transporter är billigare.

Förutom nybörjar- eller mellanklassmodellerna finns det även avancerade modeller som är mycket dyrare. Priset på dessa bilar påverkas till stor del av batteriets prestanda.

Den här typen av elfordon kan dock färdas upp till 500 km beroende på din körstil, typ av väg, väderförhållanden etc.

För att bevara ditt batteris självständighet på en lång resa, råder proffsen i nätverket IZI by EDF dig att i synnerhet välja flexibel körning och undvika för snabb acceleration.

Batteriladdningstid

De yrkesverksamma inom nätverket IZI by EDF kommer att ta hand om, särskilt installation av laddstationer för elfordon ... Upptäck alla befintliga batteriladdningslösningar för ditt elfordon med:

• Hushållsuttag 220 V;
• Wallbox snabbladdningsuttag;
• Och en snabbladdningsstation.

Hushållsuttag 220 V

Hemma kan du installera ett hushållsuttag för 220 V. Laddningstiden är från 10 till 13 timmar. Du kan sedan ladda din bil över natten för att använda den hela dagen.

Wallbox snabbladdningsuttag

Om du väljer snabbladdningsuttaget, även kallat Wallbox, kommer laddningstiden att förkortas:

• Under 4 timmar i version 32A;
• I 8 eller 10 timmar i 16A-versionen.

Snabbladdningsstation

På bostadsrättsparkeringar eller stormarknads- och företagsparkeringar kan du även ladda din bil vid snabbladdningsstationen. Kostnaden för denna enhet är naturligtvis den högsta.

Batteriets laddningstid är dock mycket snabb: den tar 30 minuter.

Sammanfattande tabell över priser för utrustning för laddning av batterier till elfordon

Typ av batteriladdningsutrustning	Pris (exklusive installation)
Snabbladdningskontakt	Cirka 600 euro
Snabbladdningsstation	Cirka 900 €

Hur fungerar ett litiumjonbatteri?

Funktionsprincipen för denna typ av batteri är komplex. Elektroner cirkulerar inuti batteriet, vilket skapar en potentialskillnad mellan de två elektroderna. En elektrod är negativ, den andra är positiv. De är nedsänkta i en elektrolyt: en jonledande vätska.

Urladdningsfas

När batteriet driver fordonet frigör den negativa elektroden de lagrade elektronerna. De kopplas sedan till den positiva elektroden via en extern krets. Detta är urladdningsfasen.

Laddningsfas

Den motsatta effekten uppstår när batteriet laddas i en laddstation eller ett kompatibelt förstärkt eluttag. Således överför energin som överförs av laddaren elektronerna som finns i den positiva elektroden till den negativa elektroden. 

BMS-batterier: definition och drift

Mjukvaran BMS (Battery Management System) övervakar modulerna och elementen som utgör drivbatteriet. Detta hanteringssystem övervakar batteriet och optimerar batteriets livslängd.

När batteriet går sönder händer samma sak med BMS. Vissa elbilstillverkare erbjuder dock en BMS-omprogrammeringstjänst. Således kan en mjuk återställning ta hänsyn till batteriets tillstånd vid tidpunkten T.

Hur pålitligt är ett elbilsbatteri?

Litiumjonbatteriet är känt för sin tillförlitlighet. Var dock försiktig, i synnerhet laddningsläget kan påverka dess hållbarhet. Dessutom försämras batteritiden och prestanda över tiden i alla fall.

När en elbil går sönder är orsaken mycket sällan batteriet. På vintern kommer du faktiskt snabbt att inse att din elbil inte har några problem att starta, trots kylan, till skillnad från ett diesellokomotiv.

Varför försämras litiumjonbatterier med tiden?

När ett elfordon färdas många kilometer försämras batteriets prestanda långsamt. Då syns två faktorer:

• Minskad batteritid;
• Längre batteriladdningstid.

Hur snabbt åldras ett elbilsbatteri?

Olika faktorer kan påverka åldringshastigheten för ett batteri:

• Förvaringsvillkor för ett elfordon (i ett garage, på gatan, etc.);
• Körstil (med elbil är grön körning att föredra);
• Laddningsfrekvens vid snabbladdningsstationer;
• Väderförhållanden i området du kör oftast.

Hur optimerar man batteritiden för ett elfordon?

Genom att ta hänsyn till de faktorer som nämnts ovan kan livslängden för traktionsbatteriet optimeras. När som helst kan tillverkaren eller en betrodd tredje part diagnostisera och mäta batteriets SOH (hälsostatus). Denna mätning används för att bedöma batteriets tillstånd.

SOH jämför den maximala batterikapaciteten vid tidpunkten för testet med den maximala batterikapaciteten när den var ny.

Avfallshantering: andra livslängden för ett elfordonsbatteri

Inom elbilssektorn problem med att kassera litiumjonbatterier i elfordon är fortfarande ett stort problem. Om en elbil är renare än ett diesellokomotiv (problem med kolväteproduktion) eftersom den använder förnybara energikällor är el, litiumåtervinning och återvinning ett problem.

Miljöfrågor

Ett elfordons batteri kan innehålla flera kilo litium. Andra material används som kobolt och mangan. Dessa tre olika typer av metaller bryts och bearbetas för användning i batterikonstruktion.

litium

Två tredjedelar av litiumresurserna som används i utvecklingen av elbilsbatterier kommer från saltöknarna i Sydamerika (Bolivia, Chile och Argentina).

Extraktion och bearbetning av litium kräver en stor mängd vatten, vilket resulterar i:

• Uttorkning av grundvatten och floder;
• Markförorening;
• Och miljöstörningar, såsom en ökning av förgiftning och allvarliga sjukdomar i lokalbefolkningen.

kobolt

Mer än hälften av världens koboltproduktion kommer från kongolesiska gruvor. De sistnämnda sticker ut särskilt i förhållande till:

• Säkerhetsförhållanden för gruvdrift;
• Utnyttjande av barn för utvinning av kobolt.

Förseningar i återvinningssektorn: förklaringar

Om litiumjonbatteriet har sålts sedan 1991 inom konsumentelektroniksektorn, började återvinningskanaler för detta material utvecklas mycket senare.

Om litium från början inte återvanns, berodde detta främst på:

• Om dess stora tillgänglighet;
• Låg kostnad för dess utvinning;
• Insamlingsgraden förblev ganska låg.

Men med ökningen av elektromobilitet förändras utbudsbehoven i snabb takt, därav behovet av en effektiv återcirkulationskanal. Idag återvinns i genomsnitt 65 % av litiumbatterierna.

Litiumåtervinningslösningar

Idag finns det få föråldrade elfordon jämfört med diesellok. Detta gör det möjligt att praktiskt taget helt demontera fordon och använda batterikomponenter.

Såväl litium som aluminium, kobolt och koppar kan samlas in och återvinnas.

Oskadade batterier följer en annan krets. Faktum är att bara för att de ibland inte längre genererar tillräckligt med kraft för att ge korrekt prestanda och räckvidd för förare, betyder det inte att de inte längre fungerar. På så sätt får de ett andra liv. De används sedan för stationär användning:

• För lagring av förnybara energikällor (sol, vind, etc.) i byggnader;
• För att driva snabbladdningsstationer.

Kraftsektorn har ännu inte förnyat sig för att hitta alternativ till dessa material eller för att få dem på andra sätt.

Installation av laddstation för elbil