Elektrikli araç (EV) alıcıları için en büyük engellerden biri şarj hızıdır. Kimse yol kenarındaki bir istasyonda 40 dakika takılmak istemez. EV’lerin doldurulmasının neden bu kadar uzun sürdüğüne ve EV’nin benimsenmesinin önündeki bu büyük engelin üstesinden gelmek için neler yapıldığına daha yakından bakalım.
Bir EV’nin şarj olması ne kadar sürer?
Bir EV pilini tam olarak şarj etmek için gereken süre, şarj noktasına, EV’de kalan şarj miktarına ve sayısız çevresel faktöre bağlı olacaktır. Örneğin, en büyük kapasiteye sahip tamamen tükenmiş bir Tesla Model 3’ün yüksek güçlü bir konektörle evde şarj edilmesi sekiz ila 12 saat sürer . Bu arada, bir Supercharger istasyonu aynı işi 25 ila 30 dakika içinde yapabilirdi.
EV’lerin tamamen şarj edilmesi gerekiyor mu?
Yakıt söz konusu olduğunda sürücülere yerleşen alışkanlıklardan biri de %100’e varan yakıt doldurmaktır. Benzinle bu mantıklıdır, ancak piller kapasiteleri aşırı uçlara itildiğinde önemli hasarlar alabilir.
Dizüstü bilgisayarlarda, maksimum şarjı %80 ile sınırlayarak pil sağlığına öncelik veren özellikler görmüş olabilirsiniz. Artık telefonların şarj oranlarını, sabah uyanmak üzereyken yalnızca %100’e ulaşacak şekilde programlaması yaygın bir uygulamadır – bu şekilde, pil güçle birlikte çok fazla zaman harcamaz.
Bu önlemler pil kimyası ile ilgilidir. Piller kılavuzumuzda açıkladığımız gibi , lityum atomlarını pilin bir tarafından diğerine hareket ettirerek çalışırlar. Elektronlar, iki pil yarısı arasındaki bir bariyer nedeniyle sürüş için gelemezler. Böylece elektronlar, cihazlarımıza güç sağlayan bir elektrik devresinden doğal yoldan geçerler. Sonunda elektronlar, pilin diğer tarafında uzun süredir kayıp olan lityum arkadaşlarıyla yeniden bir araya geliyor.
Pilin her iki tarafında, bu lityum iyonlarının bu arada takılabileceği bir ortam bulunur. Bu lityum atomları, içinde kaldıkları ortamların yapısal kararlılığı için hayati öneme sahiptir. Her iki uçta da hiç lityum olmadığında, bu yapılar büyük bir darbe alır ve bu da gelecekte lityum iyonlarını barındırma yeteneklerini azaltır ve sonuçta şarjı olumsuz etkiler. kapasite. Aynı nedenden dolayı derin bir deşarj pil ömrüne zarar verir: Pilin bir tarafını, ortamların yapıyı desteklemek ve gelecekte daha fazla lityum barındırmak için ihtiyaç duyduğu lityum atomlarından yoksun bırakırsınız.
Bu aşırı pil şarjlarının genel kullanım ömrü üzerindeki etkisi nedeniyle, EV’lerde yerleşik yönetim sistemleri, düşük uçtaki gerçek şarjı düşük, üst uçtaki şarjı ise fazla rapor edecektir. Bu, kullanıcıları şu anda biraz daha fazla güç uğruna pillerinin uzun vadeli sağlığına zarar vermekten korur. Bu nedenle, bir EV %100’de olduğunu söylese bile, pilin uzun vadeli pil ömrüne zarar vermemenizi sağlayan bir miktar boş tamponu vardır.
Elektrikli araçlar neden yavaş şarj oluyor?
Büyük ölçüde bitmiş bir pili şarj ediyorsanız, ilk %80’i yaklaşık yarım saatte tükenirken, son %20’si de aynı şekilde uzun sürer. Yukarıda tartıştığımız gibi, aşırı şarj nedeniyle genel pil ömrü kısalıyor, bu nedenle şarj noktaları pilin neredeyse dolu olduğunu algıladıklarında çıkışı düşürmeye başlayacak.
Bu yavaşlama, EV pilinizin uzun süre çalışmaya devam etmesini sağlamanın yanı sıra bir güvenlik önlemidir. Piller ısındıkça daha fazla patlarlar. Evet, pil paketlerinin içlerinde örülmüş soğutma katmanları vardır, ancak bunlar yalnızca şarj ile üretilen ısıyı etkisiz hale getirmek için bir yere kadar gidebilirler.
Bir EV nasıl daha hızlı şarj edilebilir?
Şu anda elektrikli araçların şarj edilmesinin en hızlı yolu 3. seviye doğru akım şarj istasyonlarında. Tesla Superchargers bu kategorideki en büyük isimdir, ancak başka yüksek hızlı alternatifler de var.
Pil teknolojisi geliştikçe, muhtemelen şarj sürelerinin de iyileştiğini göreceğiz. Süper kapasitörler, araçların dururken hızlı bir şekilde büyük bir şarj almasına izin veren umut verici bir gelişmedir. Tabii ki, bu, güzergahlar boyunca kurulan özel şarj istasyonlarına bağlı. Kapasitörler ayrıca uygun bir pilden çok daha küçük bir enerji kapasitesine sahiptir, bu nedenle en fazla hibrit sistemlere bakıyor olacağız.
Grafen, hızlı şarj konusunda uzmanlaşmış tüketici elektroniğinde görmeye başladığımız umut verici bir malzemedir . Bunu EV pillerine kadar ölçeklendirmek, altyapıyı yükseltmeye gerek kalmadan şarj sürelerinde sorunsuz bir iyileşme sağlayacaktır. Pillerin değiştirilmesine bağlı olmasına rağmen, temel pil teknolojisi, ana bileşenlerden biri olarak grafen ile değiştirmenin ötesinde çok fazla değişmeyecek.
Katı hal piller, pil teknolojisinde çok daha dramatik bir değişimdir. Bunlar yıllardır bir araştırma hedefi olmuştur ve henüz piyasaya gerçekten girmemiş olsalar da vaatleri büyüktür. Katı hal piller hafif ve kararlıdır, yani sıvı elektrolitli geleneksel pillerde gördüğümüz gibi aşırı ısınma tehlikeleri olmadan daha hızlı bir şarjı kabul edebileceklerdir.
Umarım bu, elektrikli araçların şarj süreleriyle ilgili bazı zorlukları açıklar. Bekleme zahmetlidir, ancak pillerin daha uzun süre çalışmasını sağlar ve bir güvenlik ağı sağlar. Yakın gelecekte, pil iyileştirmelerinin EV şarj sürelerini azaltması muhtemeldir.