Bagaimana cara kerja baterai mobil listrik?

Baterai lithium-ion memberi daya pada semua jenis kendaraan listrik. Sejak awal, ia telah memantapkan dirinya sebagai teknologi referensi di pasar kendaraan listrik. Bagaimana itu bekerja? Spesialis jaringan IZI by EDF akan memberi Anda informasi terbaru tentang pengoperasian, karakteristik, kelebihan dan kekurangan baterai kendaraan listrik.

Ringkasan

Bagaimana cara kerja baterai kendaraan listrik?

Jika lokomotif diesel menggunakan bensin atau solar sebagai energi, maka hal ini tidak berlaku untuk kendaraan listrik. Mereka dilengkapi dengan baterai dengan otonomi berbeda, yang harus diisi di stasiun pengisian.

Setiap kendaraan listrik sebenarnya dilengkapi dengan beberapa baterai:

• Baterai tambahan;
• Dan baterai traksi.

Apa peran mereka dan bagaimana mereka bekerja?

Baterai tambahan

Seperti imager termal, kendaraan listrik memiliki baterai tambahan. Baterai 12V ini digunakan untuk menyalakan aksesoris mobil.

Baterai ini memastikan pengoperasian yang benar dari berbagai peralatan listrik, seperti:

• jendela listrik;
• Radio;
• Berbagai sensor kendaraan listrik.

Dengan demikian, kerusakan baterai tambahan kendaraan listrik dapat menyebabkan kerusakan tertentu.

Baterai traksi

Elemen sentral dari kendaraan listrik, baterai traksi, memainkan peran penting. Memang, ia menyimpan energi yang terisi di stasiun pengisian dan memberikan daya ke motor listrik saat bepergian.

Pengoperasian baterai traksi cukup kompleks, sehingga elemen ini adalah salah satu komponen paling mahal dari kendaraan listrik. Biaya ini juga saat ini menghambat perkembangan elektromobilitas di seluruh dunia. Beberapa dealer menawarkan perjanjian sewa baterai traksi saat membeli kendaraan listrik.

Baterai lithium-ion sejauh ini merupakan jenis baterai yang paling banyak digunakan di kendaraan listrik. Karena daya tahan, kinerja, dan tingkat keamanannya, teknologi ini benar-benar menjadi acuan bagi sebagian besar produsen.

Namun, ada berbagai jenis baterai untuk kendaraan listrik:

• baterai nikel kadmium;
• Baterai nikel-logam hidrida;
• baterai lithium;
• Baterai Li-ion.

Tabel ringkasan manfaat berbagai baterai untuk kendaraan listrik

Berbagai jenis baterai	Keuntungan
nikel kadmium	Baterai ringan dengan masa pakai yang sangat baik.
Hidrida logam nikel	Baterai ringan dengan polusi rendah dan kapasitas penyimpanan energi tinggi.
Lithium	Pengisian dan pemakaian yang stabil. Tegangan pengenal tinggi. Massa yang signifikan dan kepadatan energi volumetrik.
Ion lithium	Energi spesifik dan volumetrik tinggi.

Tabel ringkasan kerugian berbagai baterai untuk kendaraan listrik

Berbagai jenis baterai	Kekurangan:
nikel kadmium	Karena tingkat toksisitas kadmium sangat tinggi, bahan ini tidak lagi digunakan.
Hidrida logam nikel	Bahannya mahal. Sistem pendingin diperlukan untuk mengkompensasi kenaikan suhu secara proporsional dengan beban.
Lithium	Daur ulang lithium belum sepenuhnya dikuasai. Harus ada manajemen daya otomatis.
Ion lithium	Masalah mudah terbakar.

Kinerja baterai

Daya motor listrik dinyatakan dalam kilowatt (kW). Di sisi lain, kilowatt hour (kWh) mengukur energi yang dapat diberikan oleh baterai kendaraan listrik.

Anda dapat membandingkan kekuatan mesin panas (dinyatakan dalam tenaga kuda) dengan kekuatan motor listrik yang dinyatakan dalam kW.

Namun, jika Anda ingin berinvestasi dalam kendaraan listrik dengan masa pakai baterai paling lama, Anda harus beralih ke meteran kWh.

Masa pakai baterai

Tergantung pada model kendaraan listrik Anda, jangkauannya rata-rata bisa dari 100 hingga 500 km. Memang, baterai yang lemah cukup untuk penggunaan kendaraan listrik sehari-hari yang sederhana untuk mengantar anak-anak ke sekolah atau bekerja di sekitar. Jenis transportasi ini lebih murah.

Selain model entry level atau mid-range, ada juga model high-end yang harganya jauh lebih mahal. Harga mobil ini sangat dipengaruhi oleh kinerja baterai.

Namun, jenis kendaraan listrik ini dapat menempuh jarak hingga 500 km tergantung pada gaya mengemudi Anda, jenis jalan, kondisi cuaca, dll.

Untuk menjaga otonomi baterai Anda dalam perjalanan panjang, para profesional IZI oleh jaringan EDF menyarankan Anda, khususnya, untuk memilih mengemudi yang fleksibel dan menghindari akselerasi yang terlalu cepat.

Waktu pengisian ulang baterai

Para profesional dari jaringan IZI by EDF akan menangani, khususnya, dari pemasangan stasiun pengisian untuk kendaraan listrik ... Temukan semua solusi pengisian baterai yang ada untuk kendaraan listrik Anda dengan:

• Soket rumah tangga 220 V;
• soket pengisian cepat Wallbox;
• Dan stasiun pengisian cepat.

Soket rumah tangga 220 V

Di rumah, Anda dapat memasang stopkontak rumah tangga untuk 220 V. Waktu pengisian adalah dari 10 hingga 13 jam. Anda kemudian dapat mengisi daya mobil Anda semalaman untuk menggunakannya sepanjang hari.

Soket pengisian cepat Wallbox

Jika Anda memilih soket pengisian cepat, juga disebut Wallbox, waktu pengisian akan dipersingkat:

• 4 jam dalam versi 32A;
• Selama 8 atau 10 jam dalam versi 16A.

Stasiun pengisian cepat

Di tempat parkir kondominium atau di supermarket dan tempat parkir bisnis, Anda juga dapat mengisi daya mobil Anda di stasiun pengisian cepat. Biaya perangkat ini, tentu saja, adalah yang tertinggi.

Namun, waktu pengisian baterai sangat cepat: dibutuhkan 30 menit.

Tabel ringkasan harga peralatan untuk mengisi baterai kendaraan listrik

Jenis peralatan pengisian baterai	Harga (belum termasuk pemasangan)
Konektor pengisian cepat	Sekitar 600 euro
Stasiun pengisian cepat	Sekitar 900 €

Bagaimana cara kerja baterai lithium-ion?

Prinsip pengoperasian baterai jenis ini rumit. Elektron bersirkulasi di dalam baterai, menciptakan perbedaan potensial antara kedua elektroda. Satu elektroda negatif, yang lain positif. Mereka direndam dalam elektrolit: cairan dengan konduksi ionik.

Fase debit

Ketika baterai memberi daya pada kendaraan, elektroda negatif melepaskan elektron yang tersimpan. Mereka kemudian dihubungkan ke elektroda positif melalui sirkuit eksternal. Ini adalah fase pelepasan.

Fase pengisian

Efek sebaliknya terjadi ketika baterai diisi di stasiun pengisian atau outlet listrik yang diperkuat yang kompatibel. Dengan demikian, energi yang ditransmisikan oleh pengisi daya mentransfer elektron yang ada di elektroda positif ke elektroda negatif. 

Baterai BMS: definisi dan operasi

Perangkat lunak BMS (Battery Management System) mengontrol modul dan elemen yang membentuk baterai traksi. Sistem manajemen ini memantau baterai dan mengoptimalkan masa pakai baterai.

Ketika baterai gagal, hal yang sama terjadi dengan BMS. Namun, beberapa produsen EV menawarkan layanan pemrograman ulang BMS. Dengan demikian, soft reset dapat memperhitungkan keadaan baterai pada waktu T.

Seberapa andal baterai mobil listrik?

Baterai lithium-ion terkenal dengan keandalannya. Namun, hati-hati, mode pengisian daya, khususnya, dapat memengaruhi daya tahannya. Selain itu, masa pakai baterai dan kinerja menurun seiring waktu dalam semua kasus.

Saat mobil listrik mogok, sangat jarang penyebabnya adalah aki. Memang, di musim dingin, Anda akan segera menyadari bahwa mobil listrik Anda tidak mengalami masalah saat dinyalakan, meski dingin, tidak seperti lokomotif diesel.

Mengapa baterai lithium-ion memburuk dari waktu ke waktu?

Saat kendaraan listrik menempuh jarak berkilo-kilometer, kinerja baterai perlahan menurun. Kemudian dua faktor terlihat:

• Mengurangi masa pakai baterai;
• Waktu pengisian baterai lebih lama.

Seberapa cepat usia baterai kendaraan listrik?

Berbagai faktor dapat mempengaruhi tingkat penuaan baterai:

• Kondisi penyimpanan untuk kendaraan listrik (di garasi, di jalan, dll.);
• Gaya mengemudi (dengan mobil listrik, mengemudi hijau lebih disukai);
• Frekuensi pengisian di stasiun pengisian cepat;
• Kondisi cuaca di area tempat Anda paling sering berkendara.

Bagaimana cara mengoptimalkan masa pakai baterai kendaraan listrik?

Dengan mempertimbangkan faktor-faktor yang disebutkan di atas, masa pakai baterai traksi dapat dioptimalkan. Setiap saat, pabrikan atau pihak ketiga yang tepercaya dapat mendiagnosis dan mengukur SOH (status kesehatan) baterai. Pengukuran ini digunakan untuk menilai kondisi baterai.

SOH membandingkan kapasitas baterai maksimum pada saat pengujian dengan kapasitas baterai maksimum pada saat baru.

Daur ulang: masa pakai kedua baterai kendaraan listrik

Di sektor kendaraan listrik masalah pembuangan baterai lithium-ion pada kendaraan listrik tetap menjadi masalah utama. Memang, jika kendaraan listrik lebih bersih daripada lokomotif diesel (masalah produksi hidrokarbon) karena menggunakan sumber energi terbarukan, listrik, pemulihan lithium, dan daur ulang menjadi masalah.

Masalah lingkungan

Baterai kendaraan listrik dapat berisi beberapa kilogram lithium. Bahan lain yang digunakan seperti kobalt dan mangan. Ketiga jenis logam yang berbeda ini ditambang dan diproses untuk digunakan dalam konstruksi baterai.

Lithium

Dua pertiga dari sumber daya lithium yang digunakan dalam pengembangan baterai kendaraan listrik berasal dari gurun garam Amerika Selatan (Bolivia, Chili dan Argentina).

Ekstraksi dan pemrosesan lithium membutuhkan sejumlah besar air, menghasilkan:

• Pengeringan air tanah dan sungai;
• Polusi tanah;
• Dan gangguan lingkungan, seperti peningkatan keracunan dan penyakit serius penduduk setempat.

Kobalt

Lebih dari setengah produksi kobalt dunia berasal dari tambang Kongo. Yang terakhir menonjol terutama dalam kaitannya dengan:

• kondisi keselamatan pertambangan;
• Eksploitasi anak-anak untuk ekstraksi kobalt.

Keterlambatan di sektor daur ulang: penjelasan

Jika baterai lithium-ion telah dijual sejak 1991 di sektor elektronik konsumen, saluran daur ulang untuk bahan ini mulai berkembang jauh kemudian.

Jika lithium awalnya tidak didaur ulang, maka ini terutama disebabkan oleh:

• Tentang ketersediaannya yang luar biasa;
• Biaya ekstraksi yang rendah;
• Tingkat pengumpulan tetap cukup rendah.

Namun, dengan munculnya elektromobilitas, kebutuhan pasokan berubah dengan cepat, oleh karena itu diperlukan saluran resirkulasi yang efisien. Saat ini, rata-rata 65% baterai lithium didaur ulang.

Solusi Daur Ulang Lithium

Saat ini, ada beberapa kendaraan listrik usang dibandingkan dengan lokomotif diesel. Hal ini memungkinkan pembongkaran hampir lengkap kendaraan dan komponen baterai bekas.

Dengan demikian, lithium serta aluminium, kobalt dan tembaga dapat dikumpulkan dan didaur ulang.

Baterai yang tidak rusak mengikuti sirkuit yang berbeda. Memang, hanya karena mereka terkadang tidak lagi menghasilkan daya yang cukup untuk memberikan kinerja dan jangkauan yang tepat bagi pengemudi, itu tidak berarti mereka tidak lagi berfungsi. Dengan demikian, mereka diberikan kehidupan kedua. Mereka kemudian digunakan untuk penggunaan stasioner:

• Untuk penyimpanan sumber energi terbarukan (matahari, angin, dll) di gedung-gedung;
• Untuk menyalakan stasiun pengisian cepat.

Sektor listrik belum berinovasi untuk menemukan alternatif bahan-bahan ini atau untuk mendapatkannya dengan cara lain.

Memasang stasiun pengisian kendaraan listrik