Zašto se električna vozila sporo pune? Objašnjena ograničenja litijskih baterija

Jedna od najvećih prepreka za kupce električnih vozila (EV) je brzina punjenja. Nitko se ne želi motati oko stanice uz cestu 40 minuta. Pogledajmo pobliže zašto je potrebno toliko dugo da se nadopune električnim vozilima i što se poduzima da se prevlada ova velika prepreka usvajanju električnih vozila.

Koliko dugo je potrebno da se EV napuni?

Točno vrijeme potrebno za punjenje baterije EV-a ovisit će o točki punjenja, preostalom napunjenju EV-a i mnoštvu čimbenika okoliša. Na primjer, potpuno ispražnjeni Tesla Model 3 s najvećim kapacitetom trajalo bi osam do 12 sati za punjenje kod kuće s konektorom velike snage. U međuvremenu, Supercharger stanica bi mogla obaviti isti posao za 25 do 30 minuta.

Trebaju li električna vozila biti potpuno napunjena?

Jedna od navika ukorijenjenih kod vozača kada je gorivo u pitanju je dolijevanje do 100%. S benzinom to ima smisla, ali baterije mogu pretrpjeti značajnu štetu kada im se kapacitet dovede do krajnjih granica.

Možda ste vidjeli značajke na prijenosna računala koji daju prioritet zdravlju baterije ograničavajući maksimalno punjenje na 80%. Sada je uobičajena praksa da telefoni zakažu stope punjenja tako da dosegnu 100% samo kada ste upravo blizu probuditi se ujutro — na taj način baterija ne troši puno vremena pucajući po šavovima vlast.

Ove mjere opreza odnose se na kemijski sastav baterije. Kao što objašnjavamo u naš vodič kroz baterije, rade pomicanjem atoma litija s jedne strane baterije na drugu. Elektroni ne mogu doći u vožnju zbog prepreke između dvije polovice baterije. Dakle, elektroni idu slikovitom rutom kroz električni krug koji napaja naše uređaje. Na kraju, elektroni se ponovno ujedinjuju sa svojim davno izgubljenim litijevim prijateljima s druge strane baterije.

S obje strane baterije nalazi se medij u kojem ti litijevi ioni mogu visjeti u međuvremenu. Ti atomi litija vitalni su za strukturnu stabilnost medija u kojima borave. Kad uopće nema litija ni na jednom kraju, te strukture pretrpe veliki udarac, što smanjuje njihovu sposobnost prilagodbe litijevih iona u budućnosti i u konačnici šteti kapacitetu punjenja. Duboko pražnjenje smanjuje trajanje baterije baš kao i prekomjerno punjenje iz istog razloga: lišavate jednu stranu baterija atoma litija mediji trebaju za podupiranje strukture i smještaj više litija u budućnosti.

Zbog učinka koji ova ekstremna punjenja baterije imaju na cjelokupni vijek trajanja, sustavi upravljanja ugrađeni u električna vozila prijavit će premalo stvarnu napunjenost na niskoj granici i pretjerati napunjenost na visokoj granici. Ovo štiti korisnike od dugoročnog oštećenja zdravlja njihovih baterija radi malo više snage u ovom trenutku. Dakle, čak i ako EV kaže da je na 100%, baterija vjerojatno još uvijek ima prazan međuspremnik koji osigurava da nećete naštetiti dugoročnom trajanju baterije.

Zašto se električna vozila sporo pune?

Ako punite uglavnom pražnjenu bateriju, prvih 80% traje otprilike pola sata, dok je za zadnjih 20% potrebno isto toliko. Kao što smo već spomenuli, ukupni vijek trajanja baterije je smanjen zbog prekomjernog punjenja, tako da će punjač početi smanjivati ​​izlaz kada otkrije da je baterija skoro puna.

Osim što jamči da baterija vašeg EV-a radi dugo, ovo usporavanje također je sigurnosna mjera. Kad se baterije zagriju, više eksplodiraju. Da, paketi baterija imaju slojeve za hlađenje koji su utkani kroz njih, ali oni će ići toliko daleko da se suprotstave toplini koja se stvara punjenjem.

Kako se EV može brže napuniti?

Trenutačno je najbrži način punjenja električnih vozila na stanicama za punjenje istosmjerne struje razine 3. Tesla Superchargers su veliko ime u toj kategoriji, ali postoje i druge brze alternative.

Kako se tehnologija baterija bude poboljšavala, vjerojatno ćemo vidjeti da će i vrijeme punjenja biti sve bolje. Superkondenzatori su napredak koji obećava, omogućujući vozilima da brzo prime veliko punjenje dok se zaustavljaju. Naravno, to ovisi o namjenskim stanicama za punjenje koje se postavljaju duž ruta. Kondenzatori također imaju puno manji energetski kapacitet od prave baterije, tako da bismo najviše gledali hibridne sustave.

Grafen je materijal koji obećava počinju vidjeti u potrošačkoj elektronici koji je specijaliziran za brzo punjenje. Skaliranje na EV baterije omogućit će besprijekorno poboljšanje vremena punjenja bez potrebe za nadogradnjom infrastrukture. Iako će ovisiti o zamjeni baterija, temeljna baterijska tehnologija ne bi se puno promijenila osim zamjene grafena kao jedne od glavnih komponenti.

Solid-state baterije mnogo su dramatičniji pomak u tehnologiji baterija. Oni su godinama bili meta istraživanja i iako se tek trebaju probiti na tržište, obećanje je veliko. Solid-state baterije su lagane i stabilne, što znači da bi mogle prihvatiti brže punjenje bez opasnosti od pregrijavanja kao što vidimo kod tradicionalnih baterija s tekućim elektrolitima.

Nadajmo se da to objašnjava neke od izazova oko vremena punjenja za EV. Čekanje je neugodno, ali održava baterije dulje rade i pruža sigurnosnu mrežu. U bliskoj budućnosti, poboljšanja baterije vjerojatno će smanjiti vrijeme punjenja EV-a.

Preporuke urednika

• Najbolji kućni punjači za električna vozila razine 2
• EV vs. PHEV vs. hibrid: Koja je razlika?
• Mercedes EV čvorišta za punjenje dolaze u Sjevernu Ameriku do kraja desetljeća
• Najbolje aplikacije za punjenje električnih vozila pomažu vam pronaći pravu stanicu za svaki električni automobil
• Jesu li električna vozila skuplja od automobila na plin? Komplicirano je

Nadogradite svoj životni stilDigitalni trendovi pomažu čitateljima da prate brzi svijet tehnologije sa svim najnovijim vijestima, zabavnim recenzijama proizvoda, pronicljivim uvodnicima i jedinstvenim brzim pregledima.