Katarzyna Frendl

W jaki sposób powstaje akumulator do samochodu elektrycznego? Kolejne etapy – od pierwiastka litu do testów końcowych

1

Auta elektryczne do zasilania najczęściej wykorzystują baterie litowo-jonowe, które magazynują energię i przekazują ją do silnika. Z czego są wykonane, w jaki sposób się je składa oraz jak przygotowuje do montażu w pojeździe? Sprawdzamy jak powstaje akumulator do samochodu elektrycznego.

Spis treści:

Wydaje się, że akumulator do samochodu elektrycznego jest prosty w budowie, jednak poszczególne elementy, etapy produkcji i instalacji – od pozyskania surowców potrzebnych do stworzenia baterii do umieszczenia jej w samochodzie są dość żmudnym procesem. Przyglądamy się temu ważnemu podzespołowi auta elektrycznego z perspektywy hiszpańskiego producenta z Martorell.

Oczywiście Seat, to nie jedyna marka, która obecnie inwestuje w elektryki. Producenci samochodów starają się zaspokoić wzrastające zainteresowanie modelami w pełni elektrycznymi oraz hybrydowymi. Według raportu “Elektromobilność – Czy to jedyna droga?” autorstwa Element Energy i PSPA[1], popyt na pojazdy BEV wśród europejskich kierowców stale wzrasta i przewyższy inne układy napędowe. Do roku 2030 osiągnie poziom ok. 50%, a w 2040 – 70% rynku. Potencjał elektromobilności w przyszłych latach zdaje się zatem nie ustawać.

Z czego składa się akumulator trakcyjny?

Akumulator do samochodu elektrycznego zasila w pojazdach m.in. klimatyzację, ekrany oraz systemy wewnątrz samochodu, jak również sam silnik lub silniki elektryczne, które napędzają jedną bądź obie osie. Składa się z ogniw pogrupowanych w moduły, tak by móc zapewnić jak najbardziej efektywny przepływ energii. Akumulator powstają z czterech kluczowych minerałów ziem rzadkich:

  • litu,
  • niklu,
  • manganu,
  • kobaltu.
Akumulator litowo-polimerowy – czym różni się od litowo-jonowego i jakie marki go stosują?

Po ekstrakcji są poddawane obróbce chemicznej, by uzyskać aktywny materiał, który gdy wchodzi w reakcje, umożliwia magazynowanie i dostarczanie energii – tłumaczy Francesc Sabaté, szef centrum badawczo-rozwojowego ds. akumulatorów Seat.

Akumulator do samochodu elektrycznego – elementy

Zawarty w minerałach aktywny materiał służy do tworzenia elektrod, czyli zamkniętych w komórkach elementów magazynujących energię. Elektroda dodatnia (anoda) i elektroda ujemna (katoda) są zgrupowane wraz z separatorem, który, jak sama nazwa wskazuje, zapobiega kontaktowi pomiędzy nimi. Elementy te odpowiadają za przenoszenie energii, a napięcie elektryczne każdej z komórek wynosi 3,7V. Tyle potrzeba do zasilenia np. latarki LED. Samochód elektryczny potrzebuje natomiast napięcia o wartości ok. 400V.

akumulator trakcyjny do samochodu elektrycznego
akumulator trakcyjny do samochodu elektrycznego

Blisko 300 ogniw – minimalnych jednostek magazynowania energii – jest ze sobą połączonych szeregowo. Wiąże się je w grupy modułów, które z kolei tworzą pakiet akumulatorów. Złącza są rozmieszczone pomiędzy tymi modułami. W ten sposób zapewniają zarówno przepływ energii, jak i komunikację między elektroniczną jednostką sterującą pojazdu (BMC) a elektronicznymi tablicami monitorującymi stan poszczególnych ogniw (CMC). Do złożenia baterii na tym etapie brakuje jedynie układu chłodzenia i obudowy. Po ich zamontowaniu akumulator do samochodu elektrycznego jest gotowy do instalacji w pojeździe.

Akumulator trakcyjny do samochodu elektrycznego – jak powstaje?

Aby zapewnić jakość oraz wydajność akumulatorów, hiszpański producent sprawdza je pod kątem różnych czynników w swoim Centrum Testów Energii. Obiekt o powierzchni 1500 m2 działa całą dobę, siedem dni w tygodniu.

Każdego roku w centrum przeprowadzane jest do 6000 kompletnych testów systemu wysokiego napięcia, a akumulatory i baterie poddawane są średnio 17 500 godzinom testów oraz symulacji. Wśród nich można wymienić np. testy klimatyczne z różnicą temperatur na poziomie 80°C. Wszystko po to, by zapewnić jak najwyższą wydajność baterii.

[1] https://pspa.com.pl/2022/raport/pojazdy-elektryczne-zdominuja-70-rynku-juz-w-2040-r-raport/

Akumulator trakcyjny samochodu elektrycznego – naprawa

Naprawa akumulatora trakcyjnego

Naprawy akumulatorów mogą przedłużyć ich żywotność, dzięki nim otrzymują one drugie życie. Mogą także służyć jako przenośny lub domowy magazyn energii. Akumulator do samochodu elektrycznego jest zaprojektowany na cały okres eksploatacji pojazdu, przy czym ponad 95% akumulatora można poddać recyklingowi po zakończeniu jego cyklu życia. Przykładowo Volkswagen uruchomił własny zakład recyklingu akumulatorów w Salzgitter.

Już dziś projektowane są super akumulatory do elektryków, które zapewnią zasięgi nawet powyżej trzech tysięcy kilometrów na jednym ładowaniu, co ma przedłużyć także ich żywotność. Dzięki temu naprawa czy recykling baterii nie będzie tak szybko konieczny.

Naukowcy pracują także nad baterią litowo-siarkową. Jej przewaga nad obecnie wykorzystywanymi litowo-jonowymi jest znana od lat, ale pomimo oferowania znacznie większej gęstości (a co za tym idzie pojemności), sprawia wiele problemów. Naukowcy wspominają tu między innymi o dendrycznym wzroście litu na katodzie (krystalizowanie się litu na elektrodzie ujemnej) oraz o wyciekaniu polisiarczków i ich redukcji do krótkołańcuchowych polisiarczków. Efektem jest bardzo krótka żywotność ogniw i brak możliwości szybkiego ich ładowania.

Zostaw komentarz:

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Wszyskie pola są wymagane do wypełnienia.

Najnowsze

Podobne artykuły

Przeczytaj również

1

Najnowsze

Podobne artykuły

Przeczytaj również

1

Najnowsze

Podobne artykuły

Przeczytaj również

1

Najnowsze

Podobne artykuły

Przeczytaj również

1

Najnowsze

Podobne artykuły

Przeczytaj również