二次電池式電気自動車

電気自動車では、バッテリー、またはむしろバッテリーパックが決定的な役割を果たします。 このコンポーネントは、とりわけ、電気自動車の範囲、充電時間、重量、および価格を決定します。 この記事では、バッテリーについて知っておく必要のあるすべてのことを説明します。

電気自動車がリチウムイオン電池を使用しているという事実から始めましょう。 このタイプのバッテリーは、携帯電話やラップトップにも見られます。 コバルト、マンガン、ニッケルなどのさまざまな原材料を処理するさまざまな種類のリチウムイオン電池があります。 リチウムイオン電池の利点は、エネルギー密度が高く、耐用年数が長いことです。 欠点は、フルパワーを使用できないことです。 バッテリーを完全に放電することは有害です。 これらの問題については、次の段落でさらに詳しく説明します。

電話やラップトップとは異なり、電気自動車には一連のセルで構成された充電式バッテリーがあります。 これらのセルは、直列または並列に接続できるクラスターを形成します。 バッテリーは多くのスペースを占有し、かなりの重さがあります。 車両全体に可能な限り重量を分散させるために、バッテリーは通常、底板に組み込まれています。

容量

バッテリー容量は、電気自動車の性能を左右する重要な要素です。 容量はキロワット時 (kWh) で指定されます。 たとえば、テスラ モデル 3 ロング レンジには 75 kWh のバッテリーが搭載されていますが、フォルクスワーゲン e-Up には 36,8 kWh のバッテリーが搭載されています。 この数字は一体何を意味するのでしょうか？

ワット - したがってキロワット - は、バッテリーが生成できる電力を意味します。 バッテリーが 1 キロワットの電力を 1 時間供給する場合、それは XNUMX キロワットです。1時間 エネルギー。 容量とは、バッテリーが蓄えられるエネルギーの量です。 ワット時は、アンペア時 (電荷) にボルト (電圧) を掛けて計算されます。

実際には、完全なバッテリー容量を自由に使用できることは決してありません。 完全に放電されたバッテリー、つまり容量の 100% を使用しているバッテリーは、寿命に悪影響を及ぼします。 電圧が低すぎると素子が破損する恐れがあります。 これを防ぐために、電子機器は常にバッファを残します。 フル充電もバッテリーには貢献しません。 バッテリーを 20% から 80%、またはその中間まで充電することをお勧めします。 75kWhのバッテリーについて話すとき、それはフル容量です. したがって、実際には、常に使用可能な容量が少ないことに対処する必要があります。

温度

温度は、バッテリー容量に影響を与える重要な要素です。 バッテリーが冷えていると、容量が大幅に減少します。 これは、バッテリー内の化学物質が低温ではうまく機能しないためです。 その結果、冬にはより狭い範囲に対処する必要があります。 高温もパフォーマンスに悪影響を及ぼしますが、程度は低くなります。 熱はバッテリー寿命に大きな悪影響を及ぼします。 したがって、寒さには短期的な影響があり、熱には長期的な影響があります。

多くの電気自動車には、とりわけ温度を監視するバッテリー管理システム（BMS）が搭載されています。 システムは、加熱、冷却、および/または換気を通じて積極的に介入することもよくあります。

寿命

多くの人が電気自動車のバッテリー寿命はどれくらいか疑問に思います。 電気自動車はまだ比較的若いので、特に最新のバッテリーに関しては、まだ決定的な答えはありません。 もちろん、これも車によって異なります。

耐用年数は、充電サイクルの数によって部分的に決定されます。 言い換えると、バッテリーが空から満充電になるまでの充電頻度です。 したがって、充電サイクルはいくつかの充電に分割することができます。 先に述べたように、バッテリーの寿命を延ばすには、毎回20％から80％の間で充電するのが最善です。

過度に急速な充電も、バッテリーの寿命を延ばすのに役立ちません。 これは、急速充電中に温度が大幅に上昇するためです。 すでに述べたように、高温はバッテリー寿命に悪影響を及ぼします。 原則として、アクティブ冷却システムを搭載した車両はこれに耐えることができます。 一般的には、急速充電と普通充電を交互に行うことをお勧めします。 急速充電が悪いというわけではありません。

電気自動車はかなり前から市場に出回っています。 したがって、これらの車では、バッテリー容量がどれだけ減少したかを確認できます。 通常、生産性は年間約2,3％低下します。 しかし、電池技術の発展は止まらず、劣化の度合いは減っています。

何キロも走行した電気自動車では、電力の低下はそれほど悪くはありません。 250.000を超える90kmを走行したテスラでは、バッテリー容量のXNUMX％以上が残っていることがありました。 一方、バッテリー全体がより少ない走行距離で交換されたテスラもあります。

生産

電気自動車用バッテリーの製造も疑問を投げかけます：そのようなバッテリーの製造はどれほど環境に優しいのでしょうか？ 製造工程で不要なことが起こっていませんか？ これらの問題は、バッテリーの構成に関連しています。 電気自動車はリチウムイオン電池で動くので、とにかくリチウムは重要な原料です。 ただし、他のいくつかの原材料も使用されます。 電池の種類によっては、コバルト、ニッケル、マンガン、リン酸鉄も使用されます。

環境

これらの原材料の抽出は、環境に有害であり、景観に損害を与えます。 さらに、グリーンエネルギーは生産に使用されないことがよくあります。 したがって、電気自動車も環境に影響を与えます。 確かに電池原料はリサイクル性が高いです。 電気自動車から廃棄されたバッテリーは、他の目的にも使用できます。 このトピックの詳細については、環境にやさしい電気自動車に関する記事をご覧ください。

作業条件

労働条件の観点から、コバルトは最も問題のある原材料です。 コンゴでの採掘中の人権に関する懸念があります。 彼らは搾取と児童労働について話します。 ところで、これは電気自動車に限った話ではありません。 この問題は、携帯電話やラップトップのバッテリーにも影響します。

経費

バッテリーには高価な原材料が含まれています。 たとえば、コバルトの需要とそれに伴う価格は急上昇しています。 ニッケルも高価な原料です。 これは、バッテリーの製造コストが非常に高いことを意味します。 これが、ガソリン車やディーゼル車に比べて電気自動車が高価である主な理由の XNUMX つです。 これは、より大きなバッテリーを搭載した電気自動車のモデル バリエーションが、すぐにはるかに高価になることも意味します。 良いニュースは、バッテリーが構造的に安価であることです。

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精度

電気自動車は常にバッテリー充電の何パーセントかを示します。 とも呼ばれます 充電状態 呼ばれた。 別の測定方法は次のとおりです。 排出深度..。 これは、バッテリーの残量ではなく、バッテリーの放電量を示しています。 多くのガソリン車やディーゼル車と同様に、これは多くの場合、残りの走行距離の見積もりに変換されます。

車はバッテリー充電の何パーセントかを正確に知ることはできないので、運命を誘惑しないことをお勧めします。 バッテリー残量が少なくなると、暖房やエアコンなどの不要な高級品は遮断されます。 状況が本当に悲惨な場合、車はゆっくりとしか進むことができません。 0％は、前述のバッファが原因でバッテリーが完全に放電したことを意味するものではありません。

ロード

充電時間は、車両と充電方法の両方によって異なります。 車両自体では、バッテリー容量と充電容量が決定的です。 バッテリー容量については、すでに説明しました。 電力がキロワット時（kWh）で表される場合、充電容量はキロワット（kW）で表されます。 これは、電圧（アンペア）に電流（ボルト）を掛けて計算されます。 充電容量が大きいほど、車両の充電速度は速くなります。

従来の公共充電ステーションは、11kWまたは22kWのACで充電されます。 ただし、すべての電気自動車が22kWの充電に適しているわけではありません。 急速充電充電器は定電流で充電されます。 これは、はるかに高い持ち上げ能力で可能です。 テスラスーパーチャージャーは120kWを充電し、高速急速充電器は50kW175kWを充電します。 すべての電気自動車が120または175kWの高出力での急速充電に適しているわけではありません。

公共充電ステーション

充電は非線形プロセスであることを知っておくことが重要です。 最後の 20% での充電は非常に遅くなります。 これが、充電時間が 80% までの充電と呼ばれることが多い理由です。

読み込み時間は、いくつかの要因によって異なります。 XNUMX つの要因は、単相充電と三相充電のどちらを使用しているかです。 三相充電は最速ですが、すべての電気自動車がこれに適しているわけではありません。 さらに、一部の住宅では、三相接続ではなく単相接続のみを使用しています。

通常の公共充電ステーションは三相で、16アンペアと32アンペアで利用できます。 0 kWhのバッテリーを搭載した電気自動車の充電（80％から50％）には、16Aまたは11kWのパイル充電ステーションで約3,6時間かかります。 32アンペアの充電ステーション（22 kWポール）では1,8時間かかります。

ただし、さらに高速に実行できます。50kWの急速充電器を使用すると、50分弱かかります。 現在、175 kWの急速充電器もあり、50 kWhのバッテリーを80分で最大XNUMX％まで充電できます。 公共の充電ステーションの詳細については、オランダの充電ステーションに関する記事をご覧ください。

自宅での充電

自宅での充電も可能。 少し古い家屋には、三相接続がないことがよくあります。 もちろん、充電時間は電流の強さによって異なります。 16 アンペアの電流で、50 kWh のバッテリーを搭載した電気自動車は、10,8 時間で 80% 充電されます。 25 アンペアの電流では 6,9 時間、35 アンペアでは 5 時間です。 独自の充電ステーションの入手に関する記事では、自宅での充電について詳しく説明しています。 また、次のように質問することもできます: 完全なバッテリーの費用はいくらですか? この質問は、電気駆動のコストに関する記事で回答されます。

要約

バッテリーは電気自動車の最も重要な部分です。 電気自動車の欠点の多くは、このコンポーネントに関連しています。 バッテリーは依然として高価で、重く、温度に敏感で、環境に優しくありません。 一方、経年劣化はそれほど悪くありません。 さらに、バッテリーは以前よりもはるかに安価で軽量、効率的になっています。 メーカーはバッテリーのさらなる開発に懸命に取り組んでいるため、状況は良くなる一方です。