Punjenje električnih vozila | Predivna baterija

. vučne baterije koji opremaju električni automobili karakteriziraju reverzibilno djelovanje: mogu primati i obnavljati energiju. Ovo izvanredno svojstvo je zbog preokreta hemijskih reakcija koje se dešavaju unutar baterije: tokom pražnjenja, Li + ioni prirodno migriraju na pozitivnu elektrodu, uzrokujući da elektroni cirkulišu od negativne elektrode do pozitivne elektrode i na taj način daju energiju električnom kolu ( vidi članak” Trakciona baterija “). Nasuprot tome, kada se baterija puni, elektroni teku od pozitivne elektrode do negativne, čime se preokreće smjer migracije jona i omogućava bateriji da povrati energiju.

В настоящее время punjenje električnog automobila korisnik ne može kontrolisati: trenutne potrebe zavise isključivo od vrste punjenja koje se koristi i optimizovane su da minimiziraju vrijeme punjenja i osiguraju sigurnost vozila.

Različiti načini punjenja električnog vozila  

Nivoi snage 

Korisnik električni automobil možete odabrati jednu od tri vrste punjenja, ovisno o tome autonomija da želi da se oporavi sa vremenom koje mu je na raspolaganju. 

"Sporo" punjenje: karakteriše struja manja od 16 A, što obezbeđuje relativno nisku snagu punjenja (maksimalno 3,7 kW). Zatim je potrebno 6 do 9 sati da se potpuno napuni. Meko punjenje ostaje najcjenjenije od svih baterija, doprinoseći njihovoj dugovječnosti, a ujedno je i najekonomičniji način punjenja vašeg EV-a bez potrebe za gotovo nikakvom posebnom pretplatom. 

"Boost" punjenje: potrošena struja dostiže 32 A, što omogućava povećanje električne snage (maksimalno 22 kW) i punjenje automobila do 80% za oko 1 sat i 30 minuta. 

"Brzo" punjenje: omogućava vam da napunite 80% za 30 minuta pri snazi ​​većoj od 22 kW (maksimalno 50 kW).

Brzo punjenje i, u manjoj mjeri, brzo punjenje nisu predviđeni za potpuno napuniti električni automobil već ga radije produži autonomija... Proizvođači navode samo vremena punjenja od "80%", a ne od "100%". Zaista, nakon praga od 80% punjenje postaje sporije, vrijeme punjenja do 100% je zapravo dvostruko vrijeme punjenja do 80%. Kasnije ćemo se vratiti na fenomen koji objašnjava ovu specifičnost. 

Načini punjenja električnih vozila i odgovarajuće utičnice

Kako punjenje električnog automobila uzrokuje protok velikih struja, potrebno je poduzeti određene mjere kako bi se osigurala sigurnost vozila. Jedan od njih se zove način punjenja i definira kako vozilo i infrastruktura za punjenje međusobno djeluju:  

• Režim 1: Ekvivalentno snabdijevanju vozila naizmjeničnom strujom iz kućne utičnice. Ne postoji jedinica za kontrolu punjenja koja može dovesti do električnih komplikacija, a da ne spriječi ili eliminira opasnost. 
• Režim 2: razlikuje se od prvog režima po prisustvu kontrolne jedinice na kablu za napajanje, koja omogućava dijalog sa vozilom koje se puni. Ova kutija, spojena na zelenu utičnicu, je vrlo siguran način za punjenje vašeg automobila, u stvari, kutija je sposobna da odgovori na bilo koju anomaliju zaustavljanjem punjenja. To je ujedno i najekonomičniji način rada, koji ne zahtijeva ugradnju mnogo skuplje zidne kutije od zelene, za razliku od 3. načina rada.
• Režim 3: odgovara napajanju automobila naizmeničnom strujom preko posebne standardizovane utičnice (zidna kutija, stanica za punjenje). Ovo povećava snagu punjenja, štedi instalaciju i, zahvaljujući dijalogu između utikača i vozila, inteligentno upravlja opterećenjem. Režimi 2 i 3 štite bateriju i pune se na isti način, ali potonji vam omogućava da unaprijed programirate njeno punjenje, koje će se automatski pokrenuti tokom sati van špica kako bi se smanjili troškovi punjenja.
• Režim 4: Automobil se napaja konstantnom strujom (visok nivo snage) preko stanice za punjenje. Ovaj način rada je isključivo za brzo punjenje. 

Profil za punjenje električnih vozila 

Nakon detaljnog opisa različitih alata dostupnih korisnicima električni automobili Za ponovno punjenje analizirat ćemo različite naprezanja kojima je baterija izložena. Suprotno onome što bi se moglo pomisliti, proces punjenja baterije ovisi o njenom stanju napunjenosti: baš kao kada punite čašu vode, možete si priuštiti brzo djelovanje na početku kako biste uštedjeli vrijeme. Vrijeme, ali pred kraj morate paziti da ne prelijete.

Dakle, na profilu naplatiti električni automobil : 

• 1Dob faza: Počinjemo primjenom istosmjerne struje, čija jačina ovisi o odabranoj vrsti punjenja (sporo / ubrzano / brzo). Baterija se puni, njen napon raste i nakon određenog vremena dostigne granicu napona koju je postavio proizvođač da bi je zaštitio (vidi članak ” BMS: softver za baterije za električna vozila "). Počevši od 80%, punjenje se ne može nastaviti konstantnom strujom bez rizika od oštećenja prenapona za bateriju.

• 2ème faza: Kako ne bismo prekoračili ovu granicu, podesit ćemo napon baterije i dovršiti punjenje sa sve manjom strujom. Ova druga faza je mnogo duža od prve i ovisi o mnogim faktorima kao što su starenje baterije, temperatura okoline i amperaža prve faze.

Stoga je razumljivo zašto proizvođači pojačanog/brzog punjenja prijavljuju samo vrijeme punjenja na 80%: to odgovara vremenu punjenja prve faze, koja je brza i omogućava vraćanje veće autonomije.

Odnos između punjenja i starenja baterije električnog vozila

svaki vučna baterija karakterizira struja poznata kao "prirodna apsorpcija", koja odgovara graničnoj struji od koje se baterija zagrijava. Tokom pojačanja ili brzog punjenja, uključeni intenziteti jasno prelaze ovu granicu i tako dovode do značajnog zagrijavanja. Kao što smo objasnili u članku “ Starenje vučnih baterija “, Visoke temperature pospješuju razgradnju kemijskih elemenata, čime se ubrzavaju starenje baterije i smanjenje njihove produktivnosti.

Stoga, da bi vaše vozilo bilo bezbedno, trebalo bi da dajete prednost sporom utovaru i koristite sertifikovane sigurnosne kablove za vozila. Na tržištu postoje igrači kao npr Securecharge osetljiv na pitanja zaštita električnih vozila prilikom punjenja. to Francuska kompanija specijalizirana za punjenje električnih i hibridnih vozila nudi kablove i prijenosne punjače certificirane od strane zvaničnih laboratorija, dizajnirane da sačuvaju vaše postavke i vaše vozilo.. 

Punjenje električnog automobila: još jedan slučaj ... 

La punjenje električnog automobila je kompleksna tema koju naučnici još uvijek vrlo dobro proučavaju, a čiji će tehnički potencijal zasigurno postati važan element u svijetu sutrašnjice. Možemo se sjetiti, na primjer, "od vozila do mreže" (ili "automobila do mreže"), koncepta koji se uglavnom nalazi u Japanu i koji omogućava korištenje vučne baterije odgovoran je za snabdijevanje gradske električne mreže. Ovo rješenje omogućava bolje upravljanje nepredvidivim fluktuacijama u obnovljivim izvorima energije: električna energija se može skladištiti kada se proizvodi u viškovima ili obnavljati kada je potražnja prevelika. 

__________

Izvori: 

Eksperimentalna analiza i modeliranje baterijskih ćelija i njihovih sklopova: primjena na električna i hibridna vozila. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01157751/document

Strategije upravljanja električnom energijom u sistemu sa više izvora: nejasno rješenje optimizirano za hibridna električna vozila. http://thesesups.ups-tlse.fr/2015/1/2013TOU3005.pdf

Fajl: punjenje električnih vozila. https://www.automobile-propre.com/dossiers/recharge-voitures-electriques/

V2G: https://www.energuide.be/fr/questions-reponses/quest-ce-que-le-vehicle-to-grid-ou-v2g/2143/

Ključne riječi: vučni akumulator, punjenje električnog vozila, akumulator električnih vozila, linija električnih vozila, starenje akumulatora.