Opladen elektrische auto | Mooie batterij

. tractiebatterijen wie uitrusten elektrische auto's worden gekenmerkt door een omkeerbare werking: ze kunnen energie ontvangen en teruggeven. Deze opmerkelijke eigenschap is te danken aan de omkering van chemische reacties die plaatsvinden in de batterij: tijdens het ontladen migreren Li + -ionen op natuurlijke wijze naar de positieve elektrode, waardoor elektronen van de negatieve elektrode naar de positieve elektrode circuleren en daardoor energie leveren aan het elektrische circuit ( zie artikel ” Tractie batterij "). Wanneer de batterij daarentegen wordt opgeladen, stromen elektronen van de positieve elektrode naar de negatieve, waardoor de richting van de ionenmigratie wordt omgekeerd en de batterij energie kan terugwinnen.

Nu elektrische auto opladen kan niet door de gebruiker worden gecontroleerd: de huidige behoeften zijn uitsluitend afhankelijk van het gebruikte type opladen en zijn geoptimaliseerd om de oplaadtijden te minimaliseren en de veiligheid van het voertuig te waarborgen.

Verschillende manieren om een ​​elektrisch voertuig op te laden  

Vermogensniveaus 

Gebruiker elektrische auto u kunt een van de drie soorten lading kiezen, afhankelijk van: autonomie dat hij beter wil worden met de tijd die hem ter beschikking staat. 

"Langzaam" opladen: gekenmerkt door een stroomsterkte van minder dan 16 A, wat zorgt voor een relatief laag laadvermogen (maximaal 3,7 kW). Daarna duurt het 6 tot 9 uur om volledig op te laden. Zacht opladen blijft de meest gerespecteerde van alle batterijen, wat bijdraagt ​​aan de levensduur ervan, en is ook de meest economische manier om uw EV op te laden zonder dat er een speciaal abonnement nodig is. 

"Boost" -lading: de gebruikte stroom bereikt 32 A, waardoor het elektrische vermogen (maximaal 22 kW) kan worden verhoogd en de auto in ongeveer 80 uur en 1 minuten tot 30% kan worden opgeladen. 

"Snel" opladen: hiermee kunt u 80% opladen in 30 minuten bij een vermogen van meer dan 22 kW (maximaal 50 kW).

Snelladen en, in mindere mate, snelladen zijn niet bedoeld voor laad de elektrische auto volledig op maar verleng het liever autonomie... Fabrikanten rapporteren alleen oplaadtijden van "80%" en niet van "100%". Inderdaad, na de 80%-drempel wordt het opladen langzamer, de oplaadtijd tot 100% is eigenlijk twee keer de oplaadtijd tot 80%. Later komen we terug op het fenomeen dat deze specificiteit verklaart. 

Oplaadmethoden voor elektrische voertuigen en bijbehorende stopcontacten

Als elektrische auto opladen veroorzaakt de stroom van grote stromen, is het noodzakelijk om bepaalde maatregelen te nemen om de veiligheid van het voertuig te waarborgen. Een daarvan wordt de laadmodus genoemd en definieert hoe het voertuig en de laadinfrastructuur samenwerken:  

• Modus 1: Komt overeen met het leveren van wisselstroom aan het voertuig via een huishoudelijk stopcontact. Er is geen laadcontrole-eenheid die tot elektrische complicaties kan leiden zonder het gevaar te voorkomen of weg te nemen. 
• Modus 2: verschilt van de eerste modus door de aanwezigheid van een bedieningseenheid op de stroomkabel, die een dialoog geeft met het voertuig dat wordt opgeladen. Deze box, aangesloten op een groen stopcontact, is een zeer veilige manier om uw auto op te laden, in feite kan de box reageren op elke afwijking door het opladen te stoppen. Het is ook de meest economische modus, waarvoor in tegenstelling tot de 3e modus geen installatie van een veel duurdere muurdoos nodig is dan groen.
• Modus 3: komt overeen met de voeding van de auto met wisselstroom via een speciaal gestandaardiseerd stopcontact (wallbox, laadstation). Dit verhoogt het laadvermogen, bespaart de installatie en, dankzij de dialoog tussen de stekker en het voertuig, beheert u intelligent de lading. Modi 2 en 3 beschermen de batterij en laden op dezelfde manier, maar met deze laatste kunt u het opladen vooraf programmeren, dat automatisch start tijdens de daluren om de oplaadkosten te verlagen.
• Modus 4: De auto wordt aangedreven door constante stroom (hoog vermogen) via het laadstation. Deze modus is uitsluitend bedoeld voor snelladen. 

Oplaadprofiel voor elektrische voertuigen 

Na een gedetailleerde beschrijving van de verschillende tools die beschikbaar zijn voor gebruikers elektrische auto's Om op te laden, analyseren we de verschillende belastingen waaraan de batterij wordt blootgesteld. In tegenstelling tot wat men zou denken, hangt het proces van het vullen van een batterij af van de laadtoestand: net als het vullen van een glas water, kunt u het zich veroorloven om in het begin snel te handelen om tijd te besparen. Tijd, maar tegen het einde moet je oppassen dat je niet overloopt.

Dus op het profiel laden elektrische auto : 

• 1leeftijd fase: We beginnen met het toepassen van gelijkstroom, waarvan de sterkte afhangt van het gekozen type lading (langzaam / versneld / snel). De batterij wordt opgeladen, de spanning neemt toe en bereikt na een bepaalde tijd de spanningslimiet die door de fabrikant is ingesteld om hem te beschermen (zie artikel " BMS: batterijsoftware voor elektrische voertuigen "). Vanaf 80% kan het opladen niet doorgaan bij een constante stroom zonder het risico van schadelijke overspanning voor de batterij.

• 2Eme fase: Om deze limiet niet te overschrijden, stellen we de accuspanning in en voltooien we de lading met steeds minder stroom. Deze tweede fase is veel langer dan de eerste en is afhankelijk van veel factoren, zoals de veroudering van de batterij, de omgevingstemperatuur en de stroomsterkte van fase 1.

Het is dus begrijpelijk waarom de fabrikanten van boost / fastcharges alleen laadtijden rapporteren bij 80%: dit komt overeen met de laadtijd van de eerste fase, die snel is en een grotere autonomie mogelijk maakt.

De relatie tussen opladen en veroudering van de batterij van een elektrisch voertuig

elk tractiebatterij gekenmerkt door een stroom die bekend staat als "natuurlijke absorptie", die overeenkomt met de begrenzingsstroom van waaruit de batterij opwarmt. Tijdens het boost- of snelladen overschrijden de betrokken intensiteiten deze limiet duidelijk en leiden dus tot aanzienlijke verhitting. Zoals we hebben uitgelegd in het artikel “ Veroudering van tractiebatterijen ", Hoge temperaturen bevorderen de afbraak van chemische elementen, waardoor ze versnellen batterij veroudering en een daling van hun productiviteit.

Om uw voertuig veilig te houden, moet u daarom prioriteit geven aan langzame ladingen en gecertificeerde voertuigveiligheidskabels gebruiken. Er zijn spelers op de markt zoals: Veilig opladen gevoelig voor vragen bescherming van elektrische voertuigen bij het opladen. het Het Franse bedrijf dat gespecialiseerd is in het opladen van elektrische en hybride voertuigen, biedt kabels en draagbare opladers aan die gecertificeerd zijn door officiële laboratoria en ontworpen zijn om uw installatie en uw voertuig te behouden.. 

Een elektrische auto opladen: nog een geval ... 

La elektrische auto opladen is een complex onderwerp dat nog steeds zeer goed wordt bestudeerd door wetenschappers en waarvan het technische potentieel zeker een belangrijk onderdeel zal worden van de wereld van morgen. We kunnen bijvoorbeeld denken aan "voertuig naar netwerk" (of "auto naar netwerk"), een concept dat vooral in Japan voorkomt en waarmee het gebruik tractiebatterijen is verantwoordelijk voor de levering van het elektriciteitsnet van de stad. Deze oplossing zorgt voor een beter beheer van onvoorspelbare fluctuaties in hernieuwbare energiebronnen: elektriciteit kan worden opgeslagen wanneer er een overschot is, of hersteld wanneer de vraag te hoog is. 

__________

Bronnen: 

Experimentele analyse en modellering van batterijcellen en hun samenstellingen: toepassing op elektrische en hybride voertuigen. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01157751/document

Strategieën voor elektriciteitsbeheer in een systeem met meerdere bronnen: een fuzzy-oplossing die is geoptimaliseerd voor hybride elektrische voertuigen. http://thesesups.ups-tlse.fr/2015/1/2013TOU3005.pdf

Dossier: opladen van elektrische voertuigen. 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/

Trefwoorden: tractiebatterij, opladen van elektrische voertuigen, batterij van elektrische voertuigen, lijn van elektrische voertuigen, batterijveroudering.