04. Μέθοδοι Φόρτισης:
Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου κοινός με όλες τις άλλες μπαταρίες αντιμετωπίζουν ένα ενδιαφέρον πρόβλημα. Αυτός είναι ο χρόνος φόρτισης. Καθώς η ενεργειακή πυκνότητα των μπαταριών λιθίου αυξάνετε, αντίστοιχος αυξάνετε και ο χρόνος φόρτισης τους. Οι άνθρωποι δεν είναι γνωστή για την υπομονή τους, ιδίως στις ανεπτυγμένες, πυκνοκατοικημένες πόλεις όπου ζει το μεγαλύτερο μέρος του παγκόσμιου πληθυσμού. Προκειμένου να αντισταθμιστεί ο συνεχώς αυξανόμενος χρόνος φόρτισης λόγω της αυξανόμενης ενεργειακής πυκνότητας σε ηλεκτρικές / ηλεκτρονικές συσκευές όπως, τηλέφωνα, εργαλεία, κάμερες και ίδιος ηλεκτρικά οχήματα, οι κατασκευαστές χρειάστηκε να βρουν τρόπους για να μειώσουν το χρόνο φόρτισης. Συνήθως το πετυχαίνουν αυτό αυξάνοντας τα αμπέρ του ηλεκτρικού ρεύματος (τα ηλεκτρόνια) που ένας φορτιστής τροφοδότη μια μπαταρία.
Τυπικά υπάρχουν 2 μέθοδοι φόρτισης για τα ηλεκτρικά οχήματα, με αναγεννητική πέδηση και με έναν εξωτερικό φορτιστή.
Αναγεννητική Πέδηση
Αναγεννητική Πέδηση είναι όταν ένα HO χρησιμοποιεί το ηλεκτρικό του μοτέρ για να μετατρέψει την αρχική κινητική του ενέργεια πίσω σε ηλεκτρισμό δουλεύοντας αντίστροφα και επομένως επιβραδύνοντας το HO. Με αυτό τον τρόπο η κινητική ενέργεια δεν χάνεται ως θερμότητα στα τακάκια των φρένων των ΗΟ. Ταυτόχρονα αυτή η διαδικασία προσθέτει κάποια χιλιόμετρα στο ΗΟ και μειώνει τη φθορά στα τακάκια φρένων του αυτοκινήτου. Αυτό το αποτέλεσμα συζητείται από τον David Drive Electric[1]. Κάθε φορά που ένα HO επιβραδύνει χρησιμοποιώντας Αναγεννητική Πέδηση μετατρέπει περίπου 60-70% της κινητικής του ενέργειας πίσω σε ηλεκτρικη ενεργεία[2]. Το υπόλοιπο χάνεται ως τριβή λόγω της αεροδυναμικής, της τριβής τον λάστιχων στο δρόμο και κάποιες άλλες απώλειες κατά την διαδικασία αναγέννησης.
Μια πολύ σαφής εξήγηση για το πώς λειτουργεί η αναγέννηση επίσης βρίσκεται στο βίντεο του YouTube κανάλι Τhe Fast Lane car[3]. Αυτό το βίντεο καταδεικνύει πόσα χιλιόμετρα και ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να δώσει πίσω σε ένα αυτοκίνητο η αναγεννητική πέδησης. Το βιντεο δείχνει τους Ρώμαν & Τόμμη Μίκα να συγκρίνουν την αναγεννητική πέδηση μεταξύ ενός Tesla Μοντέλο 3 (Οδήγηση όλων των τροχών “All-Wheel Drive”) και ένα Nissan Leaf Plus (Εκτεταμένης Απόστασης “Extended Range”) σε ένα μετ 'επιστροφής ταξίδι 154,2 μίλιον (248,2χιλιόμετρον). Στο πρώτο μισό του ταξιδιού, της ανάβαση κάλυψε 77,1 μίλια (124,1 χιλιόμετρα) με υψομετρική διαφορά 6.500Ft (1.981μ). Το Tesla φορτίστηκε για 236Mi (379Km), που είναι η μέγιστη διανεμημένη αποσταση του Nissan Leafs με μια φόρτιση. Μετά τα πρώτα 77,1 μίλι (124,1 χιλιόμετρα) το Tesla είχε το 36% της μπαταρίας διαθέσιμο και 112Mi (180 χιλιόμετρα) ταξιδιού, ενώ το Nissan είχε το 46% της μπαταρίας του και 80Mi (128 χιλιόμετρα) ταξιδιού (τρέχοντα χρόνο στο βίντεο 6:25 έως 22:24). Μετά από τα δευτέρα 77,1 μίλια (124,1 χιλιόμετρα) ταξιδιού κατάβασης το Tesla είχε περίπου το 34% της μπαταρίας και 83Mi (133 χιλιόμετρα) ταξιδιού ενώ το Nissan είχε το 29% της μπαταρίας και 84Mi (135 χιλιόμετρα) ταξιδιού διαθεσιμα (τρέχοντα χρόνο στο βίντεο 23:40 έως 34:41).
Όπως φαίνεται στον παραπάνω πίνακα η αναγεννητική πέδησης μπορεί να δώσει πίσω 1-2Mi (2-4Km) σε ένα αυτοκίνητο μετά από ένα ταξίδι μετ 'επιστροφής 154,2 μίλια (248,2Km) σε ένα βουνό.
Το ποσό αναγεννητική πεδήσεως που ένα αυτοκίνητο μπορεί να κάνει περιορίζεται από την ταχύτητα με την οποία οι μπαταρίες του αυτοκίνητου μπορούν να φορτιστούν με ασφάλεια[4]. Όπως προαναφέρθηκε, οι μπαταρίες δεν φορτίζονται γρήγορα ενώ οι υπερ-πυκνωτές φορτίζονται γρήγορα. Η συνεχής αύξηση της δυναμικής πυκνότητας των υπερ-πυκνωτών σε συνδυασμό με την πιο αποτελεσματική αναγεννητική πέδηση είναι αυτό που τους καθιστά τους απόλυτους συμμάχους στον ιστορικό αγώνα μπαταριών, HO και διανοούμενη απόσταση.
Εξωτερικοί φορτιστές
Πού και πώς μπορούν να εγκατασταθούν σταθμοί φόρτισης και πόσα και σε ποια συχνότητα μπορούν να βρεθούν αποτελούν περαιτέρω ζητήματα για HO. Οι εξωτερικοί φορτιστές, όπου ένα HO συνδέεται σε[5] εξωτερική πηγή ενέργειας, έχουν 3 ταχύτητες φόρτισης Αργή, Γρήγορη, Ταχύς η υπερ ταχύς[6].
Αργή φόρτιση:
Η Αργή φόρτιση χρησιμοποιεί περίπου 06-13Α στα 230V AC δίνοντας περίπου μια ταχύτητα φόρτισης 3 έως 6 kW. Φορτίζει μια άδεια μπαταρία HO σε περίπου 8 έως 12+ ώρες. Αυτό είναι το είδος φόρτισης που θα είχες εάν συνέδεες ένα αυτοκίνητο απευθείας σε μια κανονική ή βαριά πρίζα οικιακού ρεύματος.
Γρήγορη φόρτιση:
Η γρήγορη φόρτιση χρησιμοποιεί περίπου 13 έως 70A σε συνήθως 240V AC δίνοντας περίπου μια ταχύτητα φόρτισης 7 έως 22kW. Αυτή η μέθοδος θα φόρτιζε μια άδεια μπαταρία HO σε περίπου 3 έως 8 ώρες. Για γρήγορη φόρτιση απαιτείται ειδικό κύκλωμα και κατάλληλη καλωδίωση εάν φορτίζεται στο σπίτι.
Ταχύς η Υπερ Ταχύς:
Η Ταχύς η Υπερ Ταχύς φόρτιση επιτυγχάνεται σε σταθμό φόρτισης με ειδικά καλώδια λόγω της χρήσης εξαιρετικά υψηλής ισχύος 43 έως 350 ή 400 kW. Αυτό γίνεται χρησιμοποιώντας συνεχούς ρεύμα (DC) το οποίο παρακάμπτει το εναλλασσόμενου σε συνεχούς μετατροπέα ρεύματος του οχήματος που συνήθως χρησιμοποιείται για αργή η γρήγορη φόρτιση. Η Υπερ Ταχύς φόρτιση πηγαίνει απευθείας στης συνεχούς ρεύματος στοιχεία μπαταρίας του αυτοκινήτου και έτσι παρακάμπτετε η χρονοβόρα και η θερμική απόλυα κατά την μετατροπή ενέργειας. Με ταχύς φόρτιση μια άδειο μπαταρία HO μπορεί να φορτιστεί σε περίπου μία ώρα ή λιγότερο.
Η ταχύς φόρτιση μπορεί να επιτευχθεί στα 43kW AC χρησιμοποιώντας 3-φασικό ρεύμα σε 240V και περίπου 60Α.