Miksi sähköautot latautuvat hitaasti? Litiumakun rajat selitetty

Yksi suurimmista esteistä sähköautojen ostajille on latausnopeus. Kukaan ei halua hengailla tienvarsiasemalla 40 minuuttia. Katsotaanpa tarkemmin, miksi sähköautojen lataaminen kestää niin kauan ja mitä tehdään tämän suuren sähköajoneuvojen käyttöönoton esteen voittamiseksi.

Kuinka kauan sähköauton lataaminen kestää?

Sähköauton akun lataamiseen kuluva tarkka aika riippuu latauspisteestä, sähköauton täytettävästä latauksesta ja lukemattomista ympäristötekijöistä. Esimerkiksi täysin tyhjentynyt Tesla Model 3, jolla on suurin kapasiteetti kestäisi 8-12 tuntia ladata kotona suuritehoisella liittimellä. Samaan aikaan Supercharger-asema voisi tehdä saman työn 25–30 minuutissa.

Pitääkö sähköautot ladata täyteen?

Yksi kuljettajien juurtuneista tavoista polttoaineen suhteen on 100 %:n lisääminen. Bensiinillä tämä on järkevää, mutta akut voivat vaurioitua merkittävästi, kun ne työnnetään kapasiteettinsa äärimmäisyyksiin.

Olet ehkä nähnyt ominaisuuksia kannettavat tietokoneet jotka asettavat akun kunnon etusijalle rajoittamalla maksimilatauksen 80 prosenttiin. Nykyään on yleinen käytäntö, että puhelimet ajoittavat latausnopeudet niin, että ne saavuttavat 100 % vain, kun olet juuri noin herätä aamulla – näin akku ei kuluta paljon aikaa räjähtäessään saumoista tehoa.

Nämä varotoimet liittyvät akun kemiaan. Kuten selitämme akkuoppaamme, ne toimivat siirtämällä litiumatomeja akun yhdeltä puolelta toiselle. Elektronit eivät voi tulla mukaan matkalle kahden akun puolikkaan välisen esteen vuoksi. Joten elektronit kulkevat luonnonkauniilla reitillä sähköpiirin kautta, joka antaa virtaa laitteillemme. Lopulta elektronit yhdistyvät kauan kadoksissa olevien litiumkavereidensa kanssa akun toisella puolella.

Akun molemmilla puolilla on väliaine, jossa litiumionit voivat hengailla sillä välin. Nämä litiumatomit ovat elintärkeitä niiden väliaineiden rakenteellisen vakauden kannalta, joissa ne pysyvät. Kun litiumia ei ole lainkaan kummassakaan päässä, nämä rakenteet saavat suuren iskun, mikä heikentää niiden kykyä vastaanottaa litiumioneja tulevaisuudessa ja vahingoittaa viime kädessä latauskapasiteettia. Syväpurkaus heikentää akun käyttöikää aivan kuten ylilataus samasta syystä: menetät toisen puolen Litiumatomien akku, väliaineiden on tuettava rakennetta ja sovitettava lisää litiumia tulevaisuudessa.

Koska nämä äärimmäiset akun lataukset vaikuttavat koko käyttöikään, sähköautoihin sisäänrakennetut hallintajärjestelmät ilmoittavat todellisen latauksen alimpana ja yliraportoivat huippuluokan latauksen. Tämä suojelee käyttäjiä vahingoittamasta akkujensa terveyttä pitkällä aikavälillä, jotta he saavat hieman enemmän virtaa tällä hetkellä. Joten vaikka sähköauto väittäisi olevan 100%, akussa on todennäköisesti silti tyhjä puskuri, joka varmistaa, että et vahingoita akun pitkäkestoista käyttöikää.

Miksi sähköautot latautuvat hitaasti?

Jos lataat pääosin tyhjentynyttä akkua, ensimmäiset 80 % kuluu noin puolessa tunnissa, kun taas viimeiset 20 % kestää yhtä kauan. Kuten yllä mainittiin, akun yleinen käyttöikä on hidastunut ylilatauksen vuoksi, joten latauspisteet alkavat vähentää tehoa, kun ne havaitsevat akun olevan melkein täynnä.

Sen lisäksi, että tämä hidastus varmistaa, että sähköautosi akku kestää pitkään, se on myös turvatoimi. Kun akut kuumenevat, ne räjähtävät enemmän. Kyllä, akuissa on jäähdytyskerrokset, jotka on kudottu läpi, mutta ne menevät vain niin pitkälle, että ne estävät latauksen synnyttämän lämmön.

Miten sähköauton voi ladata nopeammin?

Tällä hetkellä sähköautojen nopein lataustapa on tason 3 tasavirtalatausasemilla. Tesla Superchargers ovat suuri nimi tässä luokassa, mutta on olemassa muitakin nopeita vaihtoehtoja.

Akkutekniikan kehittyessä myös latausajat paranevat todennäköisesti. Superkondensaattorit ovat lupaava edistysaskel, jonka avulla ajoneuvot saavat suuren latauksen nopeasti pysähtyessään. Tietysti se riippuu siitä, että reittien varrelle asennetaan omistetut latausasemat. Kondensaattoreiden energiakapasiteetti on myös paljon pienempi kuin oikealla akulla, joten enimmillään tarkastelemme hybridijärjestelmiä.

Grafeeni on lupaava materiaali alkaa näkyä kulutuselektroniikassa joka on erikoistunut pikalataukseen. Sähköautojen akkujen skaalaaminen parantaa latausaikoja saumattomalla tavalla ilman infrastruktuurin päivittämistä. Vaikka se riippuu paristojen vaihdoista, perusakkutekniikka ei muutu paljon muuta kuin grafeenin vaihtamisen yhtenä pääkomponenttina.

Solid-state-akut ovat paljon dramaattisempi muutos akkuteknologiassa. Nämä ovat olleet tutkimuksen kohteena jo vuosia, ja vaikka ne eivät ole vielä todella murtaneet markkinoille, lupaus on suuri. Solid-state-akut ovat kevyitä ja vakaita, mikä tarkoittaa, että ne kestäisivät nopeamman latauksen ilman ylikuumenemisen vaaroja, kuten perinteisissä nestemäisiä elektrolyyttejä sisältävissä akuissa.

Toivottavasti tämä selittää jotkin sähköautojen latausaikoihin liittyvät haasteet. Odottaminen on hankalaa, mutta se pitää akut toiminnassa pidempään ja tarjoaa turvaverkon. Lähitulevaisuudessa akun parannukset todennäköisesti lyhentävät sähköajoneuvojen latausaikoja.

Toimittajien suositukset

• Parhaat tason 2 kodin sähköautojen laturit
• EV vs. PHEV vs. hybridi: Mitä eroa on?
• Mercedes EV -latauskeskukset saapuvat Pohjois-Amerikkaan vuosikymmenen lopussa
• Parhaat sähköauton lataussovellukset auttavat sinua löytämään oikean aseman mille tahansa sähköautolle
• Ovatko sähköautot kalliimpia kuin kaasuautot? Se on monimutkaista

Päivitä elämäntapasiDigital Trends auttaa lukijoita pysymään tekniikan nopeatempoisessa maailmassa uusimpien uutisten, hauskojen tuotearvostelujen, oivaltavien toimitusten ja ainutlaatuisten kurkistusten avulla.