DC Hızlı Şarj, EV'nizin Pil Kapasitesini Gerçekten Azaltır mı?

350 kilovatlık bir hızlı şarj cihazı, Lucid Air Pure gibi büyük bir pili 15 dakikada yüzde 80 şarj durumuna getirebildiğinden EV'nizi hızlı şarj etmek kulağa harika geliyor. Geleneksel bir benzinli aracın doldurulması kadar hızlı olmasa da DC hızlı şarj, elektrikli bir aracın doldurulması için gereken süreyi azaltır.

Ancak elektrikli bir aracı şarj etmenin rahatlığı, pilin bozulması pahasına mı geliyor? Hadi öğrenelim.

DC Hızlı Şarj Nedir ve Nasıl Çalışır?

EV pilinin ömrünü daha iyi anlamak için hızlı şarjın ne olduğunu ve nasıl çalıştığını bilmek önemlidir. Genel olarak, bir elektrikli aracın pili, adı verilen üç farklı metodoloji kullanılarak doldurulabilir. Seviye 1, Seviye 2 ve Seviye 3 şarj. İlk iki tip, alternatif akıma (AC) dayanırken, DC hızlı şarj olarak da bilinen Seviye 3 şarj, doğru akım gerektirir.

Buradaki önemli ayrım, Seviye 1 ve Seviye 2 şarj cihazlarının araçtaki şarj cihazını kullanmasıdır. Aracınızdaki lityum-iyon pil alternatif akım alamadığından, akımı AC'den DC'ye dönüştürün direkt olarak.

Seviye 3 hızlı şarj cihazları söz konusu olduğunda, dahili şarj cihazına ihtiyaç duymadan doğrudan aküye meyve suyu pompalayabilirler. Bu, DC şarjın, aracın yerleşik şarj cihazının yetenekleri tarafından kısıtlanmadan akü paketine büyük miktarda akım ve voltaj göndermesine olanak tanır.

Lityum İyon Piller Zamanla Kapasitesini Neden Kaybeder?

Lityum-iyon piller kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürür ve varsayımsal olarak bu reaksiyon sonsuza kadar devam etmelidir. Ancak, hepimiz lityum iyon pillerin sonsuza kadar dayanmadığını biliyoruz. Ancak bu bozulmanın kesin nedeni nedir?

Pekala, şarj edildiğinde veya boşaldığında bir lityum iyon hücresinin içinde birkaç kimyasal reaksiyon meydana gelir. Bazı reaksiyonlar elektrik üretmeye çalışırken diğerleri pilin kapasitesini azaltan lityum iyonları tüketir. Başka bir deyişle, her şarj-deşarj döngüsünde, bir EV'nin lityum-iyon pili bir miktar kapasite kaybeder; bu aslında olur ve kategorisine girmez. EV şarj efsaneleri.

Bununla birlikte, bu reaksiyonların çeşitli çevresel koşullara bağlı olarak farklı hızlarda meydana geldiğini ve pilin daha uzun süre dayanmasını sağlamak için atabileceğiniz adımlar olduğunu anlamak önemlidir.

Bu nedenle çoğu pil üreticisi, pillerin en iyi performansı gösterdiği bir sıcaklık aralığı sağlar. Bu aralık pil kimyasına göre değişir, ancak çoğu durumda deşarj için -4 ila 140 Fahrenhayt derece ve şarj için 0 ila 45 Fahrenhayt derece arasındadır.

Bu çalışma aralığı, pillerin daha düşük bir sıcaklık aralığında şarj edilebileceğini ve hem soğuk hem de aşırı koşullarda şarj edilebileceğini göstermektedir. ve sıcak, sorunlara neden olabilir, çünkü bu koşullar istenmeyen reaksiyonların meydana gelme hızını artırarak lityum iyonlarını tüketir ve azaltır. kapasite.

Lityum İyon Piller Hızlı Şarj Edildiğinde Ne Olur?

Artık bir lityum iyon pilin kapasitesinin neden azaldığını bildiğimize göre, hızlı şarj edildiğinde pilin içinde neler olduğunu anlamaya çalışabiliriz.

1. Yüksek Akım ve Voltaj Nedeniyle Akü Elektrotlarında Hasar

Hızlı şarj, pili şarj etmek için yüksek voltajlı bir akım kullanır. Lityum iyonları katottan daha büyük bir kuvvetle çekilir ve yüklendiğinde anoda taşınır. Bu, katotta çatlaklara neden olur ve ayrıca elektrotlarda dendritler oluşturur. Bu çatlaklar ve dendrit oluşumu nedeniyle lityum-iyon pillerin kapasitesi azalırken, pilin direnci de artar.

2. Yüksek Sıcaklık Bozulması

Hızlı şarj edildiğinde pilin iç direnci artar. Dirençteki bu artış ve hızlı şarj sırasında yüksek akım girişi nedeniyle pillerin içinde aşırı ısı oluşur. Bu yüksek sıcaklık, lityum iyon pillerin kapasitesini azaltır.

3. Düşük Sıcaklıklı Lityum Kaplama

Bir lityum-iyon pil, düşük sıcaklıklarda yüksek akımlar kullanılarak hızlı şarj edildiğinde, anotta lityum kaplama olarak bilinen bir olay meydana gelir. Bu nedenle, lityum atomları anodun içine girmez. Bu, elektrotların yüzeyinde inert lityum metali (elektrik üretemeyen) ile sonuçlanır.

EV Batarya Paketlerini Anlamak

Yukarıda verilen bozunma mekanizmaları listesine bakıldığında, hızlı şarjın elektrikli bir aracın ömrünü kısaltacağı açıktır. Bununla birlikte, EV pil paketleri pil hasarını önlemek için tasarlanmıştır. Bu nedenle, hızlı şarjın elektrikli araçlar için kötü olduğu sonucuna varmadan önce, pil paketlerinin bozulmayı önlemek için nasıl tasarlandığını anlayalım.

EV pil paketleri, modüller oluşturmak için bağlanan birkaç lityum iyon hücreden oluşur. Paketi oluşturmak için birkaç modül bağlanır ve pil sağlığı, Pil Yönetim Sistemi tarafından yönetilirBMS olarak da bilinir.

BMS temel olarak, bireysel hücre voltajını, akımını ve sıcaklığını izleyen birkaç sensöre bağlı bir bilgisayardır. Ardından, her bir hücrenin en iyi şekilde çalıştığından emin olmak için bu verileri analiz eder.

Pil paketinin içindeki hücreler çok sıcaksa, BMS genel paket sıcaklığını düşürmek için soğutmayı artıracaktır. DC hızlı şarj sırasında yüksek bir hücre voltajı veya akımı tespit ederse, pilin hasar görmesini önlemek için her iki parametreyi de düzenler.

Bu nedenle BMS, pilin bozulmasını azaltmada en büyük role sahip EV parçasıdır.

Hızlı Şarj EV'nizin Bataryasına Ne Kadar Zarar Veriyor?

Araçların hızlı şarj nedeniyle ne kadar hasar gördüğünü gösteren bazı çalışmalara bakalım. Dört adet 2012 Nissan Leaf elektrikli aracı Phoenix, Arizona'da Idaho Ulusal Laboratuvarı. İki araç DC hızlı şarj kullanılarak şarj edilirken, diğer ikisi AC seviye 2 şarj kullanılarak şarj edildi ve aşağıdaki sonuçlar elde edildi:

1. Her iki araç grubu için kapasite testleri 50.000 mil kat ettikten sonra yapıldı ve kapasite farkı hızlı şarj ve AC seviye 2 şarj kullanılarak şarj edilen araçlar arasındaki kaybın 3 ila 9 aralığında olduğu tespit edildi yüzde.

2. 45 mph'lik sabit bir hızda sürüldüğünde hızlı şarj kullanılarak şarj edilen araçlar 70 mil menzil sunarken, AC Seviye 2 kullanılarak şarj edilenler 132 mil sağladı.

3. Testin başlangıcında, DC hızlı şarj kullanılarak şarj edilen araçlar, sabit 45 mil hızla sürüldüğünde 102 mil menzil sunabiliyordu. 63.000 mil testini tamamladıktan sonra, aynı araç 90 kilometrelik bir menzil sundu. Menzilde yüzde 43'lük bir azalma gösteriliyor. AC hızlı şarj ile şarj edilen araç, 104 mil menzil sunuyordu, testler tamamlandıktan sonra bu menzil 64 mile düşürüldü. Yüzde 38'lik bir menzil düşüşünden geçiyor.

Pilin bozulması, şarj yönteminden bağımsız olarak gerçekleşir, ancak hızlı şarj olan araçlarda artar; fark yaklaşık yüzde 5'tir.

Lityum İyon Pilde Hızlı Şarj Etmenin Etkileri

Yukarıdakinden farklı bir deneyde, iki Nissan Leaf pil takımı laboratuvar koşullarında test edildi. Idaho Ulusal Laboratuvarı. Biri DC hızlı şarj olurken, diğeri yalnızca AC şarjı aldı. Bu testin amacı, önceki deneyde olduğu gibi her bir hücrenin aksine tüm sürüye ne olduğunu görmekti.

1. AC şarjı kullanılarak şarj edilen paket, 780 şarj-deşarj döngüsünü tamamladıktan sonra yüzde 23,1'lik bir kapasite düşüşüne sahipti. Yalnızca hızlı şarj olan paketin kapasitesi yüzde 28,1 azaldı.

2. Paket kapasitesi, farklı sıcaklıklarda hücre kapasitesi ile karşılaştırıldığında, kapasite ve sıcaklık arasında güçlü bir ilişki bulundu: kapasite solma, daha yüksek sıcaklıklarda test edilen hücrelerde daha yüksekti ve hücreler 68 derece Fahrenheit (20 derece Fahrenheit) ortam sıcaklığındayken daha düşüktü. Santigrat).

Bu, pil paketinin bozulması ile sıcaklık arasında güçlü bir ilişki olduğunu gösteriyor ve bu da hızlı şarjın pilin bozulması için o kadar önemli bir faktör olmadığını gösteriyor.

6.000 EV Pilin EV Pil Sağlığı Hakkında Bize Ne Söylediği

Başka bir çalışmada, bir filo yönetim şirketi olan Geotab, 6.000 EV'den pil sağlığı verilerini topladı ve hızlı şarjın pilin bozulma oranını artırdığı sonucuna vardı. Bu çalışma, tıpkı diğerleri gibi, hızlı şarjın lityum iyonun çalışma hızını artırdığını gösterdi. aracınızdaki pil bozulur ve BMS'nin bozulmayı olabildiğince düşük tutmadaki hayati rolünü vurgular. olası.

DC Hızlı Şarj Elektrikli Aracınız İçin Kötü mü?

EV'nizin pil paketi, zaman geçtikçe kapasitesini kaybetmeye mahkumdur. Bununla birlikte, bu bozulmanın meydana gelme hızı birkaç faktöre bağlıdır ve hızlı şarj kesinlikle bunu hızlandırabilen bir faktördür.

Unutulmaması gereken başka bir şey de, hızlı şarjı ölçülü kullanmanın menzilinizi azaltmamasıdır. pili yoğun bir şekilde kullanır ve pilinizi şarj etmek için gereken süreyi azaltmak için uzun yolculuklarda kullanabilirsiniz. araç.