Hoe werkt een accu van een elektrische auto?
Inhoud
Een lithium-ionbatterij voedt elk type elektrisch voertuig. Vanaf het allereerste begin heeft het zich gevestigd als een referentietechnologie op de markt voor elektrische voertuigen. Hoe het werkt? De specialisten van het IZI by EDF netwerk geven u actuele informatie over de werking, kenmerken, voor- en nadelen van een accu van een elektrische auto.
Beknopt
Hoe werkt een accu van een elektrische auto?
Als een diesellocomotief benzine of diesel als energie gebruikt, dan geldt dit niet voor elektrische voertuigen. Ze zijn uitgerust met een batterij met verschillende autonomie, die moet worden opgeladen bij het laadstation.
Elk elektrisch voertuig is eigenlijk uitgerust met verschillende batterijen:
- Extra batterij;
- En een tractiebatterij.
Wat is hun rol en hoe werken ze?
Extra batterij
Net als een warmtebeeldcamera heeft een elektrisch voertuig een extra batterij. Deze 12V-batterij wordt gebruikt om auto-accessoires van stroom te voorzien.
Deze accu zorgt voor de juiste werking van diverse elektrische apparaten, zoals:
- Elektrische ramen;
- radio;
- Diverse sensoren van een elektrisch voertuig.
Zo kan een storing van de hulpaccu van een elektrisch voertuig bepaalde storingen veroorzaken.
Tractie batterij
Het centrale element van een elektrisch voertuig, de tractiebatterij, speelt een essentiële rol. Het slaat namelijk opgeladen energie op in het laadstation en levert onderweg stroom aan de elektromotor.
De werking van een tractiebatterij is vrij complex, dus dit element is een van de duurste componenten van een elektrisch voertuig. Deze kosten belemmeren momenteel ook de ontwikkeling van elektromobiliteit over de hele wereld. Sommige dealers bieden een huurovereenkomst voor tractiebatterijen aan bij de aankoop van een elektrisch voertuig.
De lithium-ionbatterij is verreweg het meest gebruikte type batterij in elektrische voertuigen. Vanwege zijn duurzaamheid, prestaties en veiligheidsniveau is het echt de referentietechnologie voor de meeste fabrikanten.
Er zijn echter verschillende soorten batterijen voor elektrische voertuigen:
- Nikkel-cadmium-batterij;
- Nikkel-metaalhydride batterij;
- Lithium batterij;
- Li-ion batterij.
Overzichtstabel van de voordelen van verschillende batterijen voor elektrische voertuigen
| Verschillende soorten batterijen | Voordelen |
| Cadmium nikkel | Lichtgewicht batterij met uitstekende levensduur. |
| Nikkelmetaalhydride | Lichtgewicht batterij met weinig vervuiling en hoge energieopslagcapaciteit. |
| lithium | Stabiel laden en ontladen. Hoge nominale spanning. Aanzienlijke massa en volumetrische energiedichtheid. |
| Lithium-ion | Hoge specifieke en volumetrische energie. |
Overzichtstabel van de nadelen van verschillende batterijen voor elektrische voertuigen
| Verschillende soorten batterijen | Beperkingen |
| Cadmium nikkel | Omdat het toxiciteitsniveau van cadmium erg hoog is, wordt dit materiaal niet meer gebruikt. |
| Nikkelmetaalhydride | Het materiaal is duur. Het koelsysteem is nodig om de temperatuurstijging evenredig met de belasting te compenseren. |
| lithium | Lithiumrecycling is nog niet helemaal onder de knie. Er moet geautomatiseerd energiebeheer komen. |
| Lithium-ion | Ontvlambaarheidsprobleem. |
Batterijprestaties
Het vermogen van de elektromotor wordt uitgedrukt in kilowatt (kW). Aan de andere kant meet een kilowattuur (kWh) de energie die de batterij van een elektrisch voertuig kan leveren.
Je kunt het vermogen van een warmtemotor (uitgedrukt in pk's) vergelijken met het vermogen van een elektromotor uitgedrukt in kW.
Wil je echter investeren in een elektrisch voertuig met de langste accuduur, dan zul je moeten overstappen op kWh-meting.
Levensduur van de batterij
Afhankelijk van het model van uw elektrische auto kan de actieradius gemiddeld 100 tot 500 km bedragen. Inderdaad, een bijna lege batterij is voldoende voor eenvoudig dagelijks gebruik van een elektrisch voertuig om kinderen naar school of naar het werk in de buurt te brengen. Deze vorm van vervoer is goedkoper.
Naast de instap- of middenklasse modellen zijn er ook high-end modellen die veel duurder zijn. De prijs van deze auto's wordt grotendeels beïnvloed door de prestaties van de batterij.
Dit type elektrisch voertuig kan echter tot 500 km rijden, afhankelijk van uw rijstijl, type weg, weersomstandigheden, enz.
Om de autonomie van uw batterij tijdens een lange reis te behouden, adviseren de professionals van het IZI by EDF-netwerk u in het bijzonder om flexibel te rijden en te snel accelereren te vermijden.
Oplaadtijd batterij
De professionals van het IZI by EDF-netwerk zullen in het bijzonder zorgen voor: installatie van laadpalen voor elektrische voertuigen ... Ontdek alle bestaande oplossingen voor het opladen van batterijen voor uw elektrische voertuig met:
- Huishoudelijke stopcontact 220 V;
- Wallbox snellaadaansluiting;
- En een snellaadstation.
Huishoudelijke stopcontact 220 V
Thuis kun je een huishoudstopcontact installeren voor 220 V. De oplaadtijd is van 10 tot 13 uur. U kunt uw auto dan 's nachts opladen om hem de hele dag te gebruiken.
Wallbox snellaadaansluiting
Kies je voor de snellaadaansluiting, ook wel Wallbox genoemd, dan wordt de oplaadtijd verkort:
- 4 uur in 32A-versie;
- Voor 8 of 10 uur in de 16A-versie.
Snel laadstation
Op condominiumparkeerplaatsen of in supermarkt- en bedrijfsparkeerplaatsen kunt u uw auto ook opladen bij het snellaadstation. De kosten van dit apparaat zijn natuurlijk het hoogst.
De oplaadtijd van de batterij is echter erg snel: deze duurt 30 minuten.
Overzichtstabel met prijzen voor apparatuur voor het opladen van batterijen van elektrische voertuigen
| Type batterijoplaadapparatuur | Prijs (exclusief montage) |
| Snellaadconnector | Ongeveer 600 euro |
| Snel laadstation | Ongeveer 900 € |
Hoe werkt een lithium-ionbatterij?
Het werkingsprincipe van dit type batterij is complex. Elektronen circuleren in de batterij, waardoor een potentiaalverschil ontstaat tussen de twee elektroden. De ene elektrode is negatief, de andere positief. Ze worden ondergedompeld in een elektrolyt: een vloeistof met ionengeleiding.
Ontladingsfase:
Wanneer de batterij het voertuig van stroom voorziet, laat de negatieve elektrode de opgeslagen elektronen vrij. Ze zijn dan via een extern circuit verbonden met de positieve elektrode. Dit is de ontlaadfase.
Oplaadfase
Het tegenovergestelde effect treedt op wanneer de batterij wordt opgeladen in een laadstation of een compatibel versterkt stopcontact. De door de lader overgedragen energie draagt dus de elektronen die aanwezig zijn in de positieve elektrode over naar de negatieve elektrode.
BMS-batterijen: definitie en werking
De BMS-software (Battery Management System) bestuurt de modules en elementen waaruit de tractiebatterij bestaat. Met dit beheersysteem kunt u de batterij bewaken en de levensduur van de batterij optimaliseren.
Wanneer de batterij uitvalt, gebeurt hetzelfde met het BMS. Sommige EV-fabrikanten bieden echter een BMS-herprogrammeringsservice aan. Een zachte reset kan dus rekening houden met de status van de batterij op tijdstip T.
Hoe betrouwbaar is een accu van een elektrische auto?
De lithium-ionbatterij staat bekend om zijn betrouwbaarheid. Wees echter voorzichtig, met name de oplaadmodus kan de duurzaamheid beïnvloeden. Bovendien gaan de levensduur en prestaties van de batterij in alle gevallen in de loop van de tijd achteruit.
Wanneer een elektrische auto pech heeft, is de oorzaak zelden de accu. In de winter zult u immers al snel merken dat uw elektrische auto ondanks de kou zonder problemen start, in tegenstelling tot een diesellocomotief.
Waarom verslechteren lithium-ionbatterijen na verloop van tijd?
Wanneer een elektrisch voertuig vele kilometers rijdt, gaan de prestaties van de batterij langzaam achteruit. Dan zijn er twee factoren zichtbaar:
- Verminderde levensduur van de batterij;
- Langere oplaadtijd van de batterij.
Hoe snel veroudert de batterij van een elektrische auto?
Verschillende factoren kunnen de verouderingssnelheid van een batterij beïnvloeden:
- Opslagvoorwaarden voor een elektrisch voertuig (in een garage, op straat, enz.);
- Rijstijl (bij een elektrische auto heeft groen rijden de voorkeur);
- Laadfrequentie bij snellaadstations;
- Weersomstandigheden in het gebied waar u het vaakst rijdt.
Hoe de levensduur van de batterij van een elektrisch voertuig optimaliseren?
Door rekening te houden met bovengenoemde factoren kan de levensduur van de tractiebatterij worden geoptimaliseerd. De fabrikant of een vertrouwde derde partij kan op elk moment de SOH (gezondheidsstatus) van de batterij diagnosticeren en meten. Deze meting wordt gebruikt om de toestand van de batterij te beoordelen.
SOH vergelijkt de maximale batterijcapaciteit op het moment van de test met de maximale batterijcapaciteit toen deze nieuw was.
Recycling: tweede leven van de batterij van een elektrische auto
In de sector elektrische voertuigen probleem met het weggooien van lithium-ionbatterijen in elektrische voertuigen blijft een groot probleem. Inderdaad, als een elektrische auto schoner is dan een diesellocomotief (probleem bij de productie van koolwaterstoffen) omdat hij hernieuwbare energiebronnen gebruikt, is elektriciteit, lithiumterugwinning en recycling een probleem.
Milieukwesties
Een accu van een elektrische auto kan enkele kilo's lithium bevatten. Er worden andere materialen gebruikt zoals kobalt en mangaan. Deze drie verschillende soorten metalen worden gewonnen en verwerkt voor gebruik in de batterijconstructie.
lithium
Tweederde van de lithiumbronnen die worden gebruikt bij de ontwikkeling van batterijen voor elektrische voertuigen komt uit de zoutwoestijnen van Zuid-Amerika (Bolivia, Chili en Argentinië).
Voor de extractie en verwerking van lithium is veel water nodig, wat resulteert in:
- Drogen van grondwater en rivieren;
- Grondvervuiling;
- En milieuverstoringen, zoals een toename van vergiftigingen en ernstige ziekten van de lokale bevolking.
kobalt
Meer dan de helft van de kobaltproductie in de wereld komt uit Congolese mijnen. Deze laatste vallen vooral op in relatie tot:
- Veiligheidsvoorwaarden voor de mijnbouw;
- Uitbuiting van kinderen voor de winning van kobalt.
Vertraging in de recyclingsector: uitleg
Als de lithium-ionbatterij sinds 1991 in de consumentenelektronicasector wordt verkocht, begonnen zich veel later recyclingkanalen voor dit materiaal te ontwikkelen.
Als lithium in eerste instantie niet werd gerecycled, was dit vooral te wijten aan:
- Over de grote beschikbaarheid;
- Lage kosten van de extractie;
- Het incassopercentage bleef vrij laag.
Met de opkomst van de elektromobiliteit veranderen de aanbodbehoeften echter in een snel tempo, vandaar de noodzaak van een efficiënt recirculatiekanaal. Tegenwoordig wordt gemiddeld 65% van de lithiumbatterijen gerecycled.
Oplossingen voor lithiumrecycling
Tegenwoordig zijn er weinig verouderde elektrische voertuigen in vergelijking met diesellocomotieven. Dit maakt een bijna volledige demontage van voertuigen en gebruikte batterijcomponenten mogelijk.
Zo kunnen zowel lithium als aluminium, kobalt en koper worden ingezameld en gerecycled.
Onbeschadigde batterijen volgen een ander circuit. Het is inderdaad niet omdat ze soms niet langer genoeg stroom genereren om de juiste prestaties en actieradius te bieden aan bestuurders, dat ze niet meer werken. Zo krijgen ze een tweede leven. Ze worden dan gebruikt voor stationair gebruik:
- Voor opslag van hernieuwbare energiebronnen (zon, wind, etc.) in gebouwen;
- Voor het voeden van snellaadstations.
De energiesector moet nog innoveren om alternatieven voor deze materialen te vinden of op andere manieren te verkrijgen.
Een laadstation voor elektrische voertuigen installeren
