Miks elektriautod laadivad aeglaselt? Selgitatud liitiumaku piirangud

Üks suurimaid takistusi elektrisõidukite (EV) ostjatele on laadimiskiirus. Keegi ei taha 40 minutit teeäärses jaamas logeleda. Vaatame lähemalt, miks EV-de laadimine nii kaua aega võtab ja mida tehakse selle suure takistuse ületamiseks elektrisõidukite kasutuselevõtul.

Kui kaua kulub elektrisõiduki laadimiseks?

EV aku laadimiseks kuluv täpne aeg oleneb laadimispunktist, elektriauto täitumiseks jäänud laetusest ja paljudest keskkonnateguritest. Näiteks suurima mahutavusega täielikult tühjenenud Tesla Model 3 kuluks kaheksa kuni 12 tundi kodus laadimiseks suure võimsusega pistikuga. Samal ajal saab Superchargeri jaam teha sama töö 25–30 minutiga.

Kas elektriautod peavad olema täielikult laetud?

Üks juhtides juurdunud harjumusi kütuse osas on 100% lisamine. Bensiini puhul on see loogiline, kuid akud võivad oluliselt kahjustada, kui nende maht on äärmuslik.

Võib-olla olete näinud funktsioone sülearvutid mis seavad esikohale aku seisundi, piirates maksimaalse laadimise 80%. Praegu on tavaline, et telefonid määravad laadimismäärad nii, et need jõuaksid 100%ni alles siis, kui olete peaaegu hommikul ärgata – nii ei kulu aku palju aega õmbluste lõhkemisele võimsus.

Need ettevaatusabinõud on seotud aku keemiaga. Nagu me selgitame meie patareide juhend, nad töötavad liitiumiaatomite liigutamisega aku ühelt küljelt teisele. Elektronid ei saa kahe akupoole vahelise tõkke tõttu sõiduks kaasa tulla. Niisiis, elektronid kulgevad maalilisel teel läbi elektriahela, mis toidab meie seadmeid. Lõpuks ühinevad elektronid oma ammu kadunud liitiumisõpradega aku teisel küljel.

Aku mõlemal küljel on keskkond, kus need liitiumioonid saavad vahepeal hängida. Need liitiumiaatomid on eluliselt olulised nende keskkondade struktuurse stabiilsuse jaoks, milles nad viibivad. Kui liitiumi kummaski otsas ei ole, saavad need struktuurid suure löögi, mis vähendab nende võimet tulevikus liitiumiioone vastu võtta ja kahjustab lõpuks laadimisvõimet. Sügav tühjenemine kahjustab aku eluiga täpselt nagu ülelaadimine samal põhjusel: jätate ühe poole ilma liitiumi aatomite aku, mida meediumid peavad struktuuri toetama ja tulevikus rohkem liitiumi mahutama.

Kuna need äärmuslikud akulaadimised avaldavad mõju kogu elueale, kajastavad elektrisõidukitesse sisseehitatud juhtimissüsteemid tegelikku laetust madalamal ja kõrgeima taseme puhul üle. See kaitseb kasutajaid akude pikaajalise tervise kahjustamise eest, et saada hetkel veidi rohkem energiat. Nii et isegi kui EV ütleb, et see on 100%, on akul tõenäoliselt ikkagi tühi puhver, mis tagab, et te ei kahjusta aku pikaajalist kasutusaega.

Miks elektriautod laadivad aeglaselt?

Kui laadite enamjaolt tühjenenud akut, kulub esimesed 80% umbes poole tunniga, viimased 20% aga sama kaua. Nagu ülalpool arutasime, on aku üldine kasutusiga ülelaadimise tõttu kidur, nii et laadimispunktid hakkavad väljundit vähendama, kui tuvastavad, et aku on peaaegu täis.

Lisaks sellele, et teie EV aku kestab kaua, on see aeglustamine ka turvameede. Kui akud kuumenevad, hakkavad need rohkem plahvatama. Jah, akupakkidel on läbi kootud jahutuskihid, kuid need lähevad vaid nii kaugele, et tõrjuvad laadimisel tekkivat soojust.

Kuidas saab EV-d kiiremini laadida?

Praegu on elektrisõidukite kiireim laadimisviis 3. taseme alalisvoolu laadimisjaamades. Tesla ülelaadijad on selle kategooria suur nimi, kuid on ka teisi kiireid alternatiive.

Akutehnoloogia paranedes paranevad tõenäoliselt ka laadimisajad. Superkondensaatorid on paljulubav edasiminek, mis võimaldab sõidukitel peatuste ajal kiiresti suure laengu saada. Loomulikult sõltub see spetsiaalsete laadimisjaamade paigaldamisest marsruutidele. Kondensaatoritel on ka palju väiksem energiamaht kui korralikul akul, nii et kõige rohkem vaatame hübriidsüsteeme.

Grafeen on paljulubav materjal, mida me oleme hakanud nägema olmeelektroonikas mis on spetsialiseerunud kiirlaadimisele. Elektrisõidukite akude suurendamine parandab laadimisaegu sujuvalt, ilma et oleks vaja infrastruktuuri uuendada. Kuigi see sõltub aku vahetamisest, ei muutuks põhiline akutehnoloogia palju peale grafeeni kui ühe peamise komponendi vahetamise.

Tahkisakud on palju dramaatilisem nihe akutehnoloogias. Neid on aastaid uuritud ja kuigi nad pole veel turule jõudnud, on lubadus suurepärane. Tahkisakud on kerged ja stabiilsed, mis tähendab, et nad suudavad kiiremini laadida ilma ülekuumenemisohuta, nagu me näeme traditsiooniliste vedelate elektrolüütidega akude puhul.

Loodetavasti selgitab see mõningaid elektrisõidukite laadimisaegadega seotud väljakutseid. Ootamine on ebamugav, kuid see hoiab akud kauem töökorras ja tagab turvavõrgu. Lähitulevikus vähendavad akutäiustused tõenäoliselt elektrisõidukite laadimisaegu.

Toimetajate soovitused

• Parimad 2. taseme koduelektrijaamade laadijad
• EV vs. PHEV vs. hübriid: mis vahe on?
• Mercedese EV laadimiskeskused jõuavad Põhja-Ameerikasse kümnendi lõpuks
• Parimad elektrisõidukite laadimisrakendused aitavad teil leida õige jaama iga elektriauto jaoks
• Kas elektriautod on kallimad kui gaasiautod? See on keeruline

Uuenda oma elustiiliDigitaalsed suundumused aitavad lugejatel hoida silma peal kiirel tehnikamaailmal kõigi viimaste uudiste, lõbusate tooteülevaadete, sisukate juhtkirjade ja ainulaadsete lühiülevaadetega.