Ładowanie samochodu elektrycznego | Piękna bateria

. baterie trakcyjne które wyposażają samochody elektryczne charakteryzują się odwracalnym działaniem: mogą odbierać i przywracać energię. Ta niezwykła właściwość wynika z odwrócenia reakcji chemicznych zachodzących wewnątrz akumulatora: podczas rozładowania jony Li+ w naturalny sposób migrują do elektrody dodatniej, powodując krążenie elektronów z elektrody ujemnej na elektrodę dodatnią i tym samym dostarczają energię do obwodu elektrycznego ( zobacz artykuł ” Akumulator trakcyjny “). Natomiast podczas ładowania akumulatora elektrony przepływają z elektrody dodatniej do ujemnej, odwracając w ten sposób kierunek migracji jonów i umożliwiając akumulatorowi odzyskanie energii.

Teraz ładowanie samochodu elektrycznego nie może być kontrolowany przez użytkownika: aktualne wymagania zależą wyłącznie od rodzaju zastosowanego ładowania i są zoptymalizowane tak, aby zminimalizować czas ładowania i zapewnić bezpieczeństwo pojazdu.

Różne sposoby ładowania samochodu elektrycznego  

Poziomy mocy 

Użytkownik samochód elektryczny możesz wybrać jeden z trzech rodzajów opłat w zależności od autonomia że chce wyzdrowieć, biorąc pod uwagę czas, jakim dysponuje. 

„Powolne” ładowanie: charakteryzuje się prądem mniejszym niż 16 A, co zapewnia stosunkowo niską moc ładowania (maksymalnie 3,7 kW). Pełne naładowanie zajmuje wówczas od 6 do 9 godzin. Miękkie ładowanie pozostaje najbardziej szanowanym akumulatorem, co przyczynia się do jego trwałości, a także jest najbardziej opłacalnym sposobem ładowania pojazdu elektrycznego, praktycznie nie wymagającym specjalnego abonamentu. 

Ładowanie „przyspieszone”: pobierany prąd sięga 32 A, co pozwala zwiększyć moc elektryczną (maksymalnie 22 kW) i naładować samochód do 80% w około 1 godzinę 30 minut. 

„Szybkie” ładowanie: pozwala na naładowanie 80% w 30 minut przy mocy ponad 22 kW (maksymalnie 50 kW).

Szybkie ładowanie i w mniejszym stopniu ładowanie boost nie są przeznaczone w pełni naładować samochód elektryczny ale raczej je przedłuż autonomia. Producenci podają jedynie czasy ładowania na poziomie „80%”, a nie „100%”. Rzeczywiście, po przekroczeniu progu 80%, ładowanie staje się wolniejsze, a czas ładowania do 100% jest w rzeczywistości dwukrotnie dłuższy niż czas ładowania do 80%. Później powrócimy do zjawiska wyjaśniającego tę specyfikę. 

Metody ładowania pojazdów elektrycznych i odpowiednie gniazdka

jak ładowanie samochodu elektrycznego powoduje przepływ dużych prądów, należy podjąć pewne środki w celu zapewnienia bezpieczeństwa pojazdu. Jeden z nich nazywa się trybem ładowania i określa sposób interakcji samochodu z infrastrukturą ładowania:  

• Tryb 1: Odpowiada zasilaniu pojazdu prądem zmiennym z domowego gniazdka. Nie ma jednostki sterującej ładowaniem, która mogłaby powodować komplikacje elektryczne, nie zapobiegając lub eliminując zagrożenie. 
• Tryb 2: różni się od pierwszego trybu obecnością na kablu zasilającym jednostki sterującej, która zapewnia dialog z ładowanym pojazdem. Box ten, podłączony do zielonego gniazdka, to bardzo bezpieczny sposób na ładowanie samochodu, tak naprawdę box jest w stanie zareagować na każdą anomalię wstrzymując ładowanie. Jest to również tryb najbardziej ekonomiczny i nie wymaga montażu znacznie droższej puszki ściennej niż zielona, ​​w przeciwieństwie do trybu 3.
• Tryb 3: Odpowiada zasilaniu pojazdu prądem przemiennym poprzez specjalne znormalizowane gniazdko (skrzynka ścienna, stacja ładująca). Pozwala to zwiększyć moc ładowania, zabezpieczyć instalację i dzięki dialogowi wtyczki z samochodem inteligentnie zarządzać obciążeniem. Tryby 2 i 3 chronią akumulator i ładują go w ten sam sposób, przy czym ten drugi pozwala wstępnie zaprogramować ładowanie tak, aby przebiegało automatycznie poza godzinami szczytu, co pozwala obniżyć koszty ładowania.
• Tryb 4: Pojazd zasilany jest prądem stałym (wysoki poziom mocy) poprzez stację ładującą. Ten tryb jest przeznaczony wyłącznie do szybkiego ładowania. 

Profil ładowania pojazdów elektrycznych 

Po omówieniu różnych narzędzi dostępnych dla użytkowników samochody elektryczne Aby naładować, przeanalizujemy różne obciążenia, jakim poddawany jest akumulator. Wbrew temu, co myślisz, proces napełniania akumulatora zależy od jego stanu naładowania: podobnie jak w przypadku napełniania szklanki wody, możesz pozwolić sobie na szybkie działanie już na początku, aby zaoszczędzić czas. Czasu, ale pod koniec trzeba uważać, żeby nie przepełnić.

Zatem na profilu ładować samochód elektryczny : 

• 1wiek scena: Zaczynamy od przyłożenia prądu stałego, którego siła zależy od wybranego rodzaju ładowania (wolne/przyspieszone/szybkie). Akumulator ładuje się, jego napięcie wzrasta i po pewnym czasie osiąga granicę napięcia określoną przez producenta w celu jego ochrony (patrz artykuł ” BMS: Oprogramowanie akumulatorów pojazdów elektrycznych "). Powyżej 80% ładowanie nie może być kontynuowane przy stałym prądzie bez ryzyka niszczącego przepięcia dla akumulatora.

• 2th scena: Aby nie przekroczyć tego limitu, ustawimy napięcie akumulatora i zakończymy ładowanie coraz mniejszym prądem. Ta druga faza jest znacznie dłuższa niż pierwsza i zależy od wielu czynników, takich jak stopień starzenia się akumulatora, temperatura zewnętrzna i prąd w fazie 1.

Zrozumiałe jest zatem, dlaczego producenci ładowania doładowującego / szybkiego podają jedynie czasy ładowania wynoszące 80%: odpowiada to czasowi ładowania w pierwszej fazie, która jest szybka i pozwala przywrócić większą autonomię.

Związek pomiędzy ładowaniem i starzeniem się akumulatora pojazdu elektrycznego

każdy akumulator trakcyjny charakteryzuje się prądem zwanym „naturalną absorpcją”, który odpowiada prądowi ograniczającemu, od którego nagrzewa się akumulator. Podczas ładowania typu boost lub szybkiego, intensywności wyraźnie przekraczają ten limit, co prowadzi do znacznego nagrzania. Jak wyjaśniliśmy w artykule „ Starzenie się akumulatorów trakcyjnych „Wysokie temperatury sprzyjają rozkładowi pierwiastków chemicznych, przez co przyspieszają starzenie się baterii i spadek ich produktywności.

Dlatego, aby chronić swój samochód, powinieneś preferować powolne ładowanie i używać atestowanych kabli, które zapewnią bezpieczeństwo samochodu. Na rynku są tacy gracze jak np Bezpieczne doładowanie wrażliwy na pytania ochrona pojazdów elektrycznych podczas ładowania. to Francuska firma specjalizująca się w ładowaniu samochodów elektrycznych i hybrydowych oferuje kable i ładowarki przenośne certyfikowane przez oficjalne laboratoria i zaprojektowane tak, aby chronić Twoją instalację i Twój samochód.. 

Ładowanie pojazdu elektrycznego: kolejny przypadek... 

La ładowanie samochodu elektrycznego to złożony temat, który wciąż jest bardzo dobrze badany przez naukowców, a którego potencjał techniczny z pewnością stanie się ważnym elementem w świecie jutra. Możemy na przykład pomyśleć o koncepcji „pojazd do sieci” (lub „samochód do sieci”), koncepcji spotykanej głównie w Japonii, która umożliwia baterie trakcyjne odpowiada za zaopatrzenie miejskich sieci elektrycznych. Rozwiązanie to pozwala na lepsze zarządzanie nieprzewidywalnymi wahaniami odnawialnych źródeł energii: energię elektryczną można magazynować w przypadku nadwyżek produkcji lub odzyskiwać, gdy zapotrzebowanie jest zbyt duże. 

__________

Źródła: 

Analiza eksperymentalna i modelowanie ogniw akumulatorowych i ich zespołów: zastosowanie w pojazdach elektrycznych i hybrydowych. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01157751/document

Strategie zarządzania energią elektryczną w systemie wieloźródłowym: rozwiązanie rozmyte zoptymalizowane pod kątem hybrydowych pojazdów elektrycznych. http://thesesups.ups-tlse.fr/2015/1/2013TOU3005.pdf

Plik: ładowanie pojazdów elektrycznych. 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/

Słowa kluczowe: akumulator trakcyjny, ładowanie pojazdu elektrycznego, akumulator pojazdu elektrycznego, linia pojazdów elektrycznych, starzenie się akumulatora.