- Az akkumulátor az elektromos autó szíve, közvetlen hajtja a motort.
- A lítium-ion akkumulátorok a leggyakoribbak, jó teljesítmény és újrahasznosíthatóság.
- Töltésük töltőállomásról, regeneratív fékezéssel, és plug-in hibrideknél is lehetséges.
Az elmúlt évszázadban a benzin- vagy dízelüzemű autók váltak a világ domináns közlekedési eszközeivé. Azonban az idők folyamán a környezetvédelmi intézkedések egyre szigorúbbá váltak, és a gyártókat arra kényszerítették, hogy csökkentsék a kibocsátást. Így születtek meg az elektromos autók, amelyek elektromos akkumulátorokkal működnek, amelyről ma beszélni fogunk.
Az akkumulátor az elektromos autó szíve. Ellentétben a hagyományos autók (benzin vagy dízel) akkumulátoraival, amelyek fő célja a motor beindítása és olyan kiegészítők működtetése, mint a rádió vagy a légkondi, az elektromos autó akkumulátora ténylegesen az egész járművet hajtja.
A legfontosabb szerepe az, hogy táplálja az elektromotort, ami azt jelenti, hogy erősnek és tartósnak kell lennie, lehetővé téve, hogy minél tovább lehessen vezetni gyakori újratöltés nélkül.
Hogyan működik?
A teljesen elektromos autók (AEV-k) belső égésű motor helyett vonó motorral vannak felszerelve, amelyeket benzin- vagy dízeljárművekben használnának. Az AEV-k egy akkumulátort (általában lítium-ion típusút) használnak, hogy tárolják azt az elektromosságot, amely elindítja a motort és mozgásba hozza az autót.
Amikor töltődik, a lítiumionok a pozitív elektródáról az elektroliton keresztül a negatív elektródára vándorolnak. Ott maradnak, amíg az akkumulátor újra aktiválódik. Az autó beindítása után a lítiumionok újra kezdik átlépni az elektrolitot a negatív elektródától a pozitív felé.
Ez a folyamat generálja azt az energiát, amellyel táplálni lehet az akkumulátort, majd a motort, és mozgásba hozni az autót. Amikor az autó leáll, az ionok áramlása az elektroliton keresztül szintén leáll. Ha minden lítiumion a pozitív elektródára vándorol, az akkumulátor lemerül és az autó megáll.
Feltöltési lehetőséget kínálnak a plug-in hibrid autóknál is, amelyeknél a vonómotort egy akkumulátor táplálja, hasonlóan a teljesen elektromos autókhoz. Az alapvető különbség az, hogy az akkumulátornak van belső égésű motorja is.
Ezek a járművek elektromossággal működnek, amíg az akkumulátor kapacitása ki nem merül, majd üzemanyagra váltanak. Az akkumulátor, amely általában lítium-ion, feltölthető töltőállomásról, regeneratív fékezés révén, vagy belső égésű motorral.
Elektromos akkumulátorok típusai
Lítium-ion akkumulátorok
A leggyakrabban használt akkumulátorok az elektromos autókban a lítium-ion akkumulátorok. Nagy teljesítmény/súly arányuk van, magas energiahatékonyságuk és kiváló teljesítményt nyújtanak magas hőmérsékleten.
Gyakorlatilag ez azt jelenti, hogy ezek az akkumulátorok nagy mennyiségű energiát termelnek a súlyukhoz képest, ami létfontosságú az elektromos autók számára: kisebb súly nagyobb távolságot jelent egy töltéssel.
A lítium-ion akkumulátorok alacsony önkisülési rátával rendelkeznek, ami azt jelenti, hogy képesek hosszú ideig fenntartani a töltöttséget. Ezenkívül a legtöbb lítium-ion összetevő újrahasznosítható, ami környezetbarát választássá teszi. Ezt a típusú akkumulátort használják teljesen elektromos és plug-in hibrid autókban.
Nikkel-fémhidrid akkumulátorok
Széles körben használják a hibrid elektromos autókban, de néhány teljesen elektromos járműben is. A hibrid elektromos autók nem külső töltőforrásról működnek, hanem üzemanyagot használnak az akkumulátor töltésére, így technikailag nem elektromos járművek.
A nikkel-fémhidrid akkumulátorok hosszabb élettartamúak a lítium-ion vagy ólom-savas akkumulátorokhoz képest. Ezenkívül biztonságosak és jobban tolerálják a sokkot. A fő probléma ezzel az akkumulátor típussal az, hogy a költsége magas, az önkisülési aránya magas, és sok hőt termel magas hőmérsékleten. Ezek csökkentik a hatékonyságukat az elektromos járműveknél, így főként hibrid elektromos autókban használják őket.
Ólom-savas akkumulátorok
Jelenleg ezeket az akkumulátorokat elektromos autókban használják, hogy kiegészítsék az egyéb akkumulátor-típusokat. A magas teljesítményük miatt olcsóak, biztonságosak és megbízhatóak. A hátrányuk a rövid élettartam és a gyenge teljesítmény alacsony hőmérsékleten, ami nehézzé teszi használatukat elektromos járművekben.
Élettartam
Az elektromos akkumulátorok olyan töltési ciklusokon esnek át, amelyek vezetés közben történnek, és újratöltés közben, amikor a jármű csatlakozik a töltőhöz. Ennek a folyamatnak az ismétlése az idő múlásával befolyásolja az akkumulátor töltési kapacitását, csökkentve az autón való távolságot és a két töltés közötti időt. A legtöbb gyártó 5-8 év garanciát kínál az elektromos akkumulátorokra, de várhatóan az élettartam a jövőben 10-20 évre növekedhet.
Hatótávolság és kapacitás
Ahogyan a hagyományos autóknak is lehet nagyobb vagy kisebb üzemanyag-tartályuk, a lítium-ion akkumulátorok az elektromos autókhoz is különböző méretekben érhetők el. Az üzemanyag literje helyett a kapacitásukat kilowattórákban (kWh) mérik. Egy tipikus 40 kWh-s akkumulátor elegendő lehet 250 kilométer megtételéhez, míg a jelenleg elérhető legnagyobb Tesla 100 kWh-s akkumulátor akár 600 kilométerig is kitart.
Az elektromos akkumulátorok előnyei
Az elektromos akkumulátorok egyik nyilvánvaló előnye, hogy nem termelnek olyan magas szintű szennyezést, mint a belső égésű motorok. Az elektromos akkumulátorok nem használnak benzint vagy dízelt, ami alacsonyabb költségeket jelent.
Úgy becsülik, hogy az elektromos autók esetében az elektromosság költsége kilométerenként körülbelül a harmada annak, amit a benzin/dízel jelentene ugyanolyan típusú jármű esetén.
Továbbá, az elektromos akkumulátorok nagyon hatékony módon tárolják és tartják meg az energiát működés közben. Az akkumulátor kikapcsol, amikor az autó áll, hogy energiát spóroljon, és fékezés közben az akkumulátor újratöltődik.
Az elektromos akkumulátorok hátrányai
Az elektromos akkumulátoroknak vannak olyan hátrányaik is, amelyeket még nem sikerült megoldani. Először is, bár környezetbarátak, az elektromos akkumulátorok nem kibocsátásmentesek. Ugyanis nem termelnek kipufogógázokat, de az akkumulátor gyártási folyamata során káros üvegházhatású gázok szabadulnak fel. Ezen felül az elektromos akkumulátorok gyártásának költsége is meglehetősen magas.
Következtetések
Jelenleg az elektromos akkumulátorok nem a legnépszerűbb választás, de ahogy hatékonyabbá, gazdaságosabbá és könnyebben újrahasznosíthatóvá válnak, lehet, hogy a legelterjedtebb akkumulátortípusok közé kerülnek a világon.
A fotók forrása: theatlantic.com, imeche.org, en.wikipedia.org, superspeed.tv, ft.com
