De ce vehiculele electrice se încarcă lent? Limitele bateriei cu litiu explicate

Una dintre cele mai mari bariere pentru cumpărătorii de vehicule electrice (EV) este viteza de încărcare. Nimeni nu vrea să stea în jurul unei stații de pe marginea drumului timp de 40 de minute. Să aruncăm o privire mai atentă la motivul pentru care vehiculele electrice durează atât de mult să se completeze și ce se face pentru a depăși acest obstacol major în calea adoptării vehiculelor electrice.

Cât timp durează până se încarcă un EV?

Timpul exact necesar pentru a încărca o baterie EV va depinde de punctul de încărcare, de încărcarea rămasă de umplut pe EV și de o multitudine de factori de mediu. De exemplu, un Tesla Model 3 complet epuizat, cu cea mai mare capacitate ar dura opt până la 12 ore pentru a încărca acasă cu un conector de mare putere. Între timp, o stație Supercharger ar putea face aceeași treabă în 25 până la 30 de minute.

VE-urile trebuie să fie complet încărcate?

Unul dintre obiceiurile înrădăcinate în șoferi când vine vorba de combustibil este depășirea de până la 100%. Cu benzina, acest lucru are sens, dar bateriile pot suferi daune semnificative atunci când sunt împinse la acele extreme în capacitate.

Este posibil să fi văzut funcții pe laptopuri care prioritizează sănătatea bateriei limitând încărcarea maximă la 80%. Acum este o practică obișnuită ca telefoanele să programeze ratele de încărcare, astfel încât acestea să ajungă la 100% doar când sunteți aproape să te trezești dimineața - în acest fel, bateria nu petrece mult timp explodând cusăturile cu putere.

Aceste precauții au de-a face cu chimia bateriei. După cum explicăm în ghidul nostru pentru baterii, ele funcționează prin mutarea atomilor de litiu dintr-o parte a bateriei în alta. Electronii nu pot veni pentru călătorie din cauza unei bariere între cele două jumătăți de baterie. Deci, electronii parcurg traseul pitoresc printr-un circuit electric care alimentează dispozitivele noastre. În cele din urmă, electronii se reunesc cu prietenii lor de litiu pierduți de mult de pe cealaltă parte a bateriei.

Pe ambele părți ale bateriei se află un mediu în care acești ioni de litiu pot sta între timp. Acești atomi de litiu sunt vitali pentru stabilitatea structurală a mediilor în care stau. Când nu există deloc litiu la niciunul dintre capetele, acele structuri au un impact mare, ceea ce le reduce capacitatea de a găzdui ionii de litiu în viitor și în cele din urmă afectează capacitatea de încărcare. O descărcare profundă afectează durata de viață a bateriei la fel ca o supraîncărcare din același motiv: privați o parte a baterie a atomilor de litiu de care mediile au nevoie pentru a susține structura și pentru a găzdui mai mult litiu în viitor.

Datorită efectului pe care aceste încărcări extreme ale bateriei îl au asupra vieții generale, sistemele de management încorporate în vehiculele electrice vor raporta subraportarea încărcării reale la nivelul scăzut și supraraportarea la nivelul superior. Acest lucru îi protejează pe utilizatori de deteriorarea sănătății pe termen lung a bateriilor lor de dragul unui pic mai multă putere în acest moment. Deci, chiar dacă un EV spune că este la 100%, probabil că bateria are încă un tampon gol care asigură că nu răniți durata de viață a bateriei pe termen lung.

De ce vehiculele electrice se încarcă lent?

Dacă încărcați o baterie aproape epuizată, primele 80% trec în aproximativ o jumătate de oră, în timp ce ultimele 20% durează la fel de mult. După cum am discutat mai sus, durata generală de viață a bateriei este redusă din cauza supraîncărcării, astfel încât punctele de încărcare vor începe să reducă puterea atunci când detectează că bateria este aproape plină.

Pe lângă faptul că bateria dumneavoastră EV continuă să funcționeze pe termen lung, această încetinire este, de asemenea, o măsură de siguranță. Când bateriile devin mai fierbinți, explodează mai mult. Da, bateriile au straturi de răcire țesute de-a lungul lor, dar vor merge doar atât de departe pentru a contracara căldura generată de încărcare.

Cum poate fi încărcat un EV mai repede?

În prezent, cea mai rapidă modalitate de încărcare a vehiculelor electrice este la stațiile de încărcare cu curent continuu de nivelul 3. Tesla Superchargers sunt marele nume din acea categorie, dar există și alte alternative de mare viteză.

Pe măsură ce tehnologia bateriei se îmbunătățește, este posibil să vedem că și timpii de încărcare se îmbunătățesc. Supercondensatorii reprezintă un progres promițător, permițând vehiculelor să primească rapid o încărcare mare în timp ce fac opriri. Desigur, asta depinde de stațiile de încărcare dedicate instalate de-a lungul rutelor. Condensatorii au, de asemenea, o capacitate de energie mult mai mică decât o baterie adecvată, așa că, cel mult, ne-am uita la sisteme hibride.

Grafenul este un material promițător începe să se vadă în electronicele de larg consum care este specializată în încărcare rapidă. Scalarea acestora până la bateriile EV va oferi o îmbunătățire continuă a timpilor de încărcare, fără a fi nevoie de modernizarea infrastructurii. Deși va depinde de înlocuirea bateriei, tehnologia fundamentală a bateriei nu s-ar schimba mult dincolo de schimbarea grafenului ca una dintre componentele principale.

Bateriile cu stare solidă reprezintă o schimbare mult mai dramatică în tehnologia bateriilor. Acestea au fost o țintă a cercetării de ani de zile și, deși încă nu au ajuns cu adevărat pe piață, promisiunea este grozavă. Bateriile cu stare solidă sunt ușoare și stabile, ceea ce înseamnă că ar putea accepta o încărcare mai rapidă fără pericolele de supraîncălzire, așa cum vedem în cazul bateriilor tradiționale cu electroliți lichizi.

Sperăm că asta explică unele dintre provocările legate de timpii de încărcare a vehiculelor electrice. Așteptarea este incomod, dar menține bateriile să funcționeze mai mult timp și oferă o plasă de siguranță. În viitorul apropiat, îmbunătățirile bateriei vor reduce probabil timpii de încărcare a vehiculelor electrice.

Recomandările editorilor

• Cele mai bune încărcătoare EV de acasă de nivel 2
• EV vs. PHEV vs. hibrid: Care este diferența?
• Huburile de încărcare Mercedes EV vor veni în America de Nord până la sfârșitul deceniului
• Cele mai bune aplicații de încărcare pentru vehicule electrice vă ajută să găsiți stația potrivită pentru orice mașină electrică
• Sunt vehiculele electrice mai scumpe decât mașinile pe benzină? Este complicat

Îmbunătățește-ți stilul de viațăDigital Trends îi ajută pe cititori să țină cont de lumea rapidă a tehnologiei cu toate cele mai recente știri, recenzii distractive despre produse, editoriale perspicace și anticipări unice.