電気自動車のバッテリーは、車両の最も重要なコンポーネントであるだけでなく、その操作の点で最も高価で複雑です。 電気自動車用のバッテリーを製造するためのさまざまな技術が長年にわたって開発されてきましたが、時代遅れに見えるものもあれば、次のようないくつかの重要な側面を改善するためにまだ取り組んでいるものもあります。 素材の持続時間、パワー、持続可能性。
実際、原材料の入手可能性とその廃棄の問題を解決することは、より持続可能なモビリティの目標を達成するための優先事項です。
電気自動車のバッテリーはどのように機能しますか?
電池の内部では、化学プロセスによって電気が生成されます。化学プロセスによって、液体電解質環境で、アノードとカソードの XNUMX つの極の間で電子の流れが生成されます。 このプロセスはそれぞれで行われます セルダ 個々の、バッテリーの基本単位であり、他のセルと一緒にモジュールを形成します。 いくつかの組合から モドゥロス 容量、アンペア数、電圧が異なるさまざまな種類のバッテリーが得られます。これらは、バッテリー全体の性能を評価するために考慮される XNUMX つの測定単位です。
- capacidad: バッテリーが XNUMX 時間に送信または保存できるエネルギー量で、kWh で表されます。
- アンペア数: XNUMX 秒間に送信できる電力量 (アンペア単位)。
- 電圧：１アンペアに相当するエネルギーを伝える力。 ボルトで表されるため、伝送速度を測定します。
そのため、化学組成、特にアノードとカソードを構成する金属に基づいて、さまざまなタイプの電池を区別することができます。
電気自動車のバッテリーにはどのような種類がありますか?
現在、最も広く使用されている電気自動車のバッテリーは、 リチウムイオンこれは、カソードに高密度のリチウムを、アノードにグラファイトを含んでいます。 現在は液体電解質を搭載しているが、リチウムイオン電池が研究の基礎 全固体電池.
その幅広い普及は、それが保証する優れた機能によるものです。高エネルギー密度、高速充電、軽さ、および中高持続時間です。 ただし、他のタイプもあります。
- 鉛バッテリー: 過去に広く使用されていたこれらのバッテリーは、鉛アノードとカソードも二酸化鉛でコーティングされています。 現在、小型で安価な車ではめったに使用されません。耐用年数が長く、コストが低いにもかかわらず、環境への影響が大きく、充電時間が非常に長いためです。
- ニッケル水素電池: 金属合金のアノードと高濃度のニッケルを含むカソードで構成されているこのタイプのバッテリーは、自動車部門ではほとんど使用されておらず、主にトヨタが最も有名な電気モデルであるプリウスに常に使用しています。 バッテリーはエネルギー密度が高く、充電と放電が速く、軽量で環境への影響が少ないですが、すぐに性能を失います。
- リン酸鉄リチウム電池: 正極材料が異なるリチウムイオン電池の一種です。 それらにはいくつかの利点があり、コバルトなどの希少で高価な材料を使用する必要がなく、安全で、高温に耐え、耐久性があります。 エネルギー密度が低いためあまり使用されていませんが、最近では特に中国で市場が拡大しています。
お約束のバッテリー
また、技術的に有望と思われるバッテリーがいくつかあり、自動車メーカーが間もなく利用できるようになる可能性があります。 これらの中には、 リチウム金属、アノードにもリチウムが含まれているため、エネルギー密度が増加します。 または電池 リチウム硫黄、リサイクルされた材料で作られているため、より持続可能で経済的です。 最後に持っている人 ナトリウムイオン、これらはナトリウムなどのより一般的な材料で作られているため、より安価であり、より長い持続時間と低温への耐性を保証できます.
電気自動車のバッテリーの寿命と性能の低下は、これらの車両の購入を評価する際に考慮すべき重要な要素であることは間違いありません。
電気自動車のバッテリーはどのくらい持ちますか？
電気自動車のバッテリーの寿命はその性能に関連しており、特に高速または高出力の充電および放電サイクルにより、時間の経過とともに低下します。 しかし、電気自動車のバッテリーでは、利用可能な容量が達成可能な最大値になることはなく、常により低い値で調整されます。 これは、5% から 12-15% までの差を構成します。 定格容量と実効容量.
バッテリーの消耗 アノードとカソードのコーティングに影響を与え、時間の経過とともに蓄電容量も減少します。 ただし、この容量の減少は、電力などのパフォーマンスを損なうことはなく、時間の経過とともに一定のままです。
メーカーは、完全に充電されたバッテリーが保証する平均距離を推定して、車両の充電および放電サイクルの指標となる合計数を取得します。 この推定数を超えると、パフォーマンスが大幅に低下し始め、通常、制限は の 70% と 80% 初期有効容量。
したがって、一般的に、メーカーは電気自動車のバッテリーを保証します。 総寿命8年または160.000キロ、240.000 に達するものもあります。
車に使用できなくなったバッテリーは、無停電電源装置や同様のシステムの静電蓄電池として引き続き使用できます。
電気自動車バッテリーの個別保証
電気自動車のバッテリーの保証に関しては、これは車両の一般的なものとは無関係であることに注意する必要があります。 実際、バッテリーだけでも自動車の総価値の XNUMX 分の XNUMX を占めています。.
各メーカーは、指定された期間または走行距離、つまり約 8 年または 160.000 キロメートルの間、バッテリー容量が有効容量の 70 ～ 80% の制限しきい値を下回らないようにします。
保証期間中、設計または製造上の欠陥による電気自動車のバッテリーの完全な修理または交換が可能です。
保証が期限切れになる前に期限切れになる状況はありますか?
ヨーロッパ最大の自動車クラブである ADAC によると、これらは次のとおりです。
- バッテリーの深放電. 多くの自動車メーカーは、空運転はバッテリーにとって健康的ではないため、保証除外条件に含めることを推奨しています。
- 車両不使用による深放電. 特に中古の電気自動車を購入する場合は、バッテリーの SOH (State Of Health) 値を確認することをお勧めします。
- アクセサリのインストールまたはその後の変更 車両登録 (例: トレーラー ヒッチが元々提供されていない)。
- 見逃したソフトウェア更新. バッテリーパックを構成するすべてのセルは、車両の安全に不可欠な電子システム (バッテリー管理システム) によって管理する必要があります。
- 計画 電気自動車のメンテナンスが正しく行われていないか、公式ネットワークで行われていない。
電動モビリティのもう XNUMX つの話題は、バッテリーの廃棄とリサイクルであり、使用された原材料から作業が行われます。
電気自動車のバッテリーをなくすためのヨーロッパの挑戦
La 電気自動車のバッテリーの配置 で行う必要があります その成分を処理するための特別な専門工場. これらのリチウム イオン バッテリーの分解およびリサイクル センターは現在、主にドイツ、フランス、ベルギー、スペインの一部のヨーロッパ諸国にあり、コストは非常に高くなります。
さらに、BBCによると、 バッテリーの生産量は毎年平均 25% 増加しています、リサイクル・リユース事業を実施しなければ、10年、15年で廃棄物量が非常に多くなるリスクがあります。 バッテリー自体。
2022 年 XNUMX 月に一歩前進しました。 欧州理事会と欧州議会は、、最終的な立法を保留中、 バッテリーサイクル全体を調整する、生産から廃棄まで、安全性、持続可能性、および一貫した高い基準を確保します。
暫定合意は、すべてのタイプのバッテリーに適用され、輸送手段に電力を供給するバッテリーに関しては、 生産者は生産廃棄物の少なくとも 51% の回収に対処する必要があります. 協定の発効に向けて、さまざまな材料の義務的な最低レベルがすでに設定されています。コバルトは 16%。 85% 鉛、6% リチウム、6% ニッケル。
しかし、処分だけでは十分ではありません。欧州にとっての真の課題は、電気自動車のバッテリーの再利用とリサイクル プロジェクトです。
電池リサイクルのメリット
廃棄に代わる方法は、電気自動車のバッテリーのリサイクルです。 リソースを最適化し、より持続可能な道を促進する.
リチウム電池のリサイクルには、特に次の利点があります。
- 新たな抽出を防ぐ および処理 (1.900 トンのリチウムを抽出するには、約 XNUMX トンの水が必要です)。
- 原材料の必要性を減らす、新たな CO2 排出を引き起こします。
- 資源を節約する より少ないエネルギー消費で、一次金属および化石燃料で。
さらに、 使用済みバッテリーの残存容量は約 75% です。、電気自動車に電力を供給するにはもはや十分ではありませんが、他の目的に使用できます。 たとえば、太陽光発電所の蓄電システムになったり、産業用蓄電設備を電源として形成したりできます。
バッテリーには複数の寿命があります
の概念 セカンドライフバッテリー、バッテリーに「第二の人生を与える」ことは、革新的なプロジェクトを含むさまざまな分野に適用できます。 日本たとえば、自動車メーカーの日産とビルシステム会社の日立との協力によって証明されるように、古い電池はエレベーターに電力を供給します。
ヨーロッパはまた、Acrobat プロジェクトでバッテリーのリサイクルに取り組んでいます。このプロジェクトは、リン酸鉄リチウム バッテリーに含まれる重要な材料 (特にリチウム、リン、グラファイト) の 90% 以上を、コストを抑え、コストを削減しながら、新たな抽出によって回収することを目的としています。環境への影響。
これもイニシアチブの一部であり、新技術、エネルギー、持続可能な経済開発のための国家機関である Enea が代表を務めています。 「私たちエネアは、研究者のフェデリカ・フォルテ氏によると、『エージェンシー』のプロジェクト ディレクターであり、特に、導電性塩や有機溶媒などの電解質材料の抽出と回収のプロセスを扱う予定です。」