전기 자동차 배터리는 어떻게 작동합니까?

리튬 이온 배터리는 모든 유형의 전기 자동차에 전원을 공급합니다. 처음부터 전기 자동차 시장의 기준 기술로 자리 잡았습니다. 어떻게 작동합니까? IZI by EDF 네트워크 전문가가 전기 자동차 배터리의 작동, 특성, 장단점에 대한 최신 정보를 제공합니다.

개요

전기차 배터리 작동 원리

디젤기관차가 휘발유나 경유를 에너지로 사용한다면 전기자동차에는 해당되지 않는다. 자율성이 다른 배터리가 장착되어 있으며 충전소에서 충전해야 합니다.

모든 전기 자동차에는 실제로 여러 개의 배터리가 장착되어 있습니다.

• 추가 배터리;
• 그리고 트랙션 배터리.

그들의 역할은 무엇이며 어떻게 작동합니까?

추가 배터리

열화상 카메라와 마찬가지로 전기 자동차에는 추가 배터리가 있습니다. 이 12V 배터리는 자동차 액세서리에 전원을 공급하는 데 사용됩니다.

이 배터리는 다음과 같이 전기로 구동되는 다양한 장비의 올바른 작동을 보장합니다.

• 전기 창문;
• 라디오 ;
• 다양한 전기차 센서.

따라서 전기 자동차 보조 배터리의 오작동으로 인해 특정 고장이 발생할 수 있습니다.

견인 배터리

전기 자동차의 핵심인 트랙션 배터리는 필수적인 역할을 합니다. 실제로 충전된 에너지를 충전소에 저장하고 주행 중에 전기 모터에 전력을 공급합니다.

견인 배터리의 작동은 매우 복잡하므로 이 요소는 전기 자동차의 가장 비싼 부품 중 하나입니다. 이 비용은 또한 현재 세계의 전기 이동성 개발을 방해하고 있습니다. 일부 딜러는 전기 자동차를 구입할 때 트랙션 배터리 임대 계약을 체결할 것을 제안합니다.

리튬 이온 배터리는 전기 자동차에서 가장 널리 사용되는 배터리 유형입니다. 내구성, 성능 및 안전성 수준으로 인해 대부분의 제조업체에서 진정으로 참조 기술입니다.

그러나 전기 자동차용 배터리에는 여러 가지 유형이 있습니다.

• 니켈 카드뮴 전지;
• 니켈수소전지;
• 리튬 배터리;
• 리튬 이온 배터리.

전기 자동차용 배터리의 장점 요약표

다양한 종류의 배터리	장점
카드뮴 니켈	배터리 수명이 뛰어난 경량 배터리.
니켈 금속 수소화물	오염이 적고 에너지 저장 용량이 높은 경량 배터리.
리튬	꾸준히 충전 및 방전. 높은 정격 전압. 상당한 질량 및 부피 에너지 밀도.
리튬 이온	높은 비에너지 및 체적 에너지.

각종 전기차용 배터리의 단점 정리표

다양한 종류의 배터리	제한
카드뮴 니켈	카드뮴의 독성 수준이 매우 높기 때문에 이 물질은 더 이상 사용되지 않습니다.
니켈 금속 수소화물	재료가 비싸다. 부하에 비례하는 온도 상승을 보상하기 위해 냉각 시스템이 필요합니다.
리튬	리튬 재활용은 아직 완전히 마스터되지 않았습니다. 자동화된 전원 관리가 있어야 합니다.
리튬 이온	가연성 문제.

배터리 성능

전기 모터의 전력은 킬로와트(kW) 단위로 표시됩니다. 반면에 킬로와트시(kWh)는 전기 자동차 배터리가 전달할 수 있는 에너지를 측정합니다.

열기관의 출력(마력으로 표시)과 전기 모터의 출력(kW로 표시)을 비교할 수 있습니다.

그러나 배터리 수명이 가장 긴 전기 자동차에 투자하려면 kWh 측정으로 전환해야 합니다.

배터리 수명

전기차 모델에 따라 주행 가능 거리는 평균 100~500km입니다. 실제로 전기 자동차를 일상적으로 간단하게 사용하여 아이들을 학교에 데려가거나 근처에서 일할 수 있도록 배터리 충전량이 충분하지 않습니다. 이 운송 수단은 더 저렴합니다.

보급형 또는 중급 모델 외에도 훨씬 더 비싼 고급 모델도 있습니다. 이 자동차의 가격은 배터리 성능에 크게 영향을 받습니다.

하지만 이런 종류의 전기 자동차는 운전 스타일, 도로 유형, 기상 조건 등에 따라 최대 500km까지 주행할 수 있습니다.

장거리 여행에서 배터리의 자율성을 유지하기 위해 EDF 네트워크의 IZI 전문가는 특히 유연한 운전을 선택하고 너무 급가속을 피하도록 조언합니다.

배터리 충전 시간

IZI by EDF 네트워크의 전문가들은 무엇보다도 다음 사항을 처리합니다. 전기차 충전소 설치 . 다음을 통해 전기 자동차 배터리를 충전하기 위한 모든 기존 솔루션을 찾아보십시오.

• 가정용 소켓 220V;
• 급속 충전 Wallbox용 소켓;
• 그리고 고속충전소.

가정용 소켓 220V

집에서는 가정용 220V 소켓을 설치할 수 있습니다. 충전 시간은 10~13시간입니다. 그런 다음 밤새 차를 충전하여 낮 동안 사용할 수 있습니다.

Wallbox 고속 충전 소켓

Wallbox라고도 하는 고속 충전 소켓을 선택하면 충전 시간이 단축됩니다.

• 버전 4A의 경우 32시 방향,
• 버전 8A에서 10시 또는 16시.

고속충전소

콘도미니엄 주차장이나 마트, 업무용 주차장에서는 고속충전소에서도 차량을 충전할 수 있습니다. 물론이 장치의 비용이 가장 높습니다.

그러나 배터리 충전 시간은 매우 빨라서 30분이 소요됩니다.

전기 자동차 배터리 충전 장비 가격 요약표

배터리 충전 장치의 종류	가격(설치 제외)
고속 충전 커넥터	약 600유로
고속충전소	약 €900

리튬 이온 배터리는 어떻게 작동합니까?

이러한 유형의 배터리 작동 원리는 복잡합니다. 전자는 배터리 내부를 순환하여 두 전극 사이에 전위차를 만듭니다. 한 전극은 음극이고 다른 전극은 양극입니다. 그들은 이온 전도성을 가진 액체인 전해질에 잠겨 있습니다.

방전 단계

배터리가 전기 자동차에 전원을 공급할 때 음극은 저장된 전자를 방출합니다. 그런 다음 외부 회로를 통해 양극에 연결됩니다. 이것은 방전 단계입니다.

충전 단계

충전소 또는 호환되는 전원 콘센트에서 배터리를 충전하면 반대 효과가 발생합니다. 따라서, 충전 장치에 의해 전달된 에너지는 양극에 존재하는 전자를 음극으로 전달한다. 

BMS 배터리: 정의 및 작동

BMS(Battery Management System) 소프트웨어는 트랙션 배터리를 구성하는 모듈과 요소를 제어합니다. 이 관리 시스템을 통해 배터리를 모니터링하고 수명을 최적화할 수 있습니다.

배터리가 고장나면 BMS도 고장납니다. 그러나 일부 EV 제조업체는 BMS 리프로그래밍 서비스를 제공합니다. 따라서 소프트 리셋은 배터리가 시간 T에 있는 상태를 고려할 수 있습니다.

전기 자동차 배터리는 얼마나 신뢰할 수 있습니까?

리튬 이온 배터리는 신뢰성으로 유명합니다. 그러나 특히 충전 모드가 내구성에 영향을 미칠 수 있으므로 주의하십시오. 또한 배터리 수명과 성능은 모든 경우에 시간이 지남에 따라 저하됩니다.

전기차가 고장나는 경우, 그 원인이 배터리인 경우는 극히 드뭅니다. 실제로 겨울에는 디젤 기관차와 달리 추위에도 불구하고 전기 자동차가 시동하는 데 문제가 없다는 것을 금방 깨닫게 될 것입니다.

리튬 이온 배터리가 시간이 지남에 따라 성능이 저하되는 이유는 무엇입니까?

전기 자동차가 수 킬로미터를 주행하면 배터리 성능이 서서히 저하됩니다. 그런 다음 두 가지 요소가 있습니다.

• 배터리 수명 감소;
• 배터리 충전 시간 연장.

전기 자동차 배터리는 얼마나 빨리 노화됩니까?

배터리 노후화 속도는 다음과 같은 다양한 요인의 영향을 받을 수 있습니다.

• 전기 자동차 보관 조건(차고, 도로 등)
• 운전 스타일(전기차 이용 시 친환경 운전 선호),
• 급속충전소의 충전빈도
• 가장 많이 운전하는 지역의 기상 조건.

전기 자동차의 배터리 수명을 최적화하는 방법은 무엇입니까?

위에서 언급한 요소를 고려하면 트랙션 배터리의 수명을 최적화할 수 있습니다. 언제든지 제조업체 또는 신뢰할 수 있는 타사에서 배터리의 SOH(건강 상태)를 진단하고 측정할 수 있습니다. 이 측정은 배터리 상태를 평가하는 데 사용됩니다.

SOH는 테스트 당시의 배터리 최대 용량과 새 배터리의 최대 용량을 비교합니다.

재활용: 전기 자동차 배터리의 두 번째 수명

전기차 부문에서 리튬 이온 배터리 재활용 문제 전기 자동차의 경우 여전히 주요 문제로 남아 있습니다. 실제로 전기자동차가 디젤기관차보다 깨끗하다면(탄화수소 생산의 문제) 재생에너지원을 사용하기 때문에 전기, 리튬의 회수, 처리가 문제다.

환경 문제

전기 자동차 배터리에는 몇 킬로그램의 리튬이 포함될 수 있습니다. 코발트 및 망간과 같은 다른 재료가 사용됩니다. 이 세 가지 다른 유형의 금속은 배터리 구성에 사용하기 위해 채굴 및 처리됩니다.

리튬

전기차 배터리 개발에 사용되는 리튬 자원의 XNUMX분의 XNUMX는 남미(볼리비아, 칠레, 아르헨티나)의 염분이 많은 사막에서 나옵니다.

리튬을 추출하고 처리하는 데 많은 양의 물이 필요하므로 다음과 같은 결과가 발생합니다.

• 지하수와 하천의 건조;
• 토양오염;
• 그리고 지역 인구의 중독 및 심각한 질병의 증가와 같은 환경 위반.

코발트

세계 코발트 생산량의 절반 이상이 콩고 광산에서 나옵니다. 후자는 특히 다음과 관련하여 두드러집니다.

• 광업 안전 조건;
• 코발트 추출을 위한 아동 착취.

재활용 부문의 지연: 설명

리튬이온 배터리가 1991년부터 소비자 가전 부문에서 판매된 경우 이 소재의 재활용 채널은 훨씬 늦게 개발되기 시작했습니다.

리튬이 초기에 재활용되지 않았다면 이는 주로 다음과 같은 이유 때문이었습니다.

• 뛰어난 가용성에 대해;
• 낮은 생산 비용;
• 수집 수준은 상당히 낮았습니다.

그러나 e-모빌리티가 성장함에 따라 공급 수요가 빠른 속도로 변화하고 있으므로 효율적인 재활용 채널이 필요합니다. 오늘날 리튬 배터리의 평균 65%가 재활용됩니다.

리튬 재활용 솔루션

오늘날 디젤 기관차에 비해 구형 전기 자동차는 거의 없습니다. 이를 통해 차량과 사용한 배터리 부품을 거의 완전히 분해할 수 있습니다.

이러한 방식으로 리튬, 알루미늄, 코발트 및 구리를 수집하고 재활용할 수 있습니다.

손상되지 않은 배터리는 다른 회로를 따릅니다. 실제로, 때때로 운전자에게 적절한 성능과 범위를 제공하기에 충분한 전력을 더 이상 생산하지 못한다고 해서 더 이상 작동하지 않는다는 의미는 아닙니다. 따라서 그들은 두 번째 삶을 부여받습니다. 그런 다음 고정식으로 사용됩니다.

• 건물에 재생 가능 에너지원(태양열, 풍력 등) 저장
• 고속 충전소에 전원을 공급합니다.

전기 부문은 이러한 물질에 대한 대안을 찾거나 다른 방식으로 채굴하기 위해 아직 혁신하지 않았습니다.

전기차 충전소 설치