電気自動車 (EV) の購入者にとって最大の障壁の 1 つは充電速度です。道の駅で40分もぶらぶらしたい人はいないでしょう。なぜEVの充電にこれほど時間がかかるのか、そしてEV導入に対するこの大きなハードルを克服するために何が行われているのかを詳しく見てみましょう。
EVの充電にはどのくらい時間がかかりますか?
EV バッテリーの充電にかかる正確な時間は、充電ポイント、EV に残っている充電量、および無数の環境要因によって異なります。たとえば、最大容量の完全に空になった Tesla Model 3 を家庭で高出力コネクタを使用して充電するには 、8 ～ 12 時間かかります 。一方、スーパーチャージャー ステーションは同じ作業を 25 ～ 30 分で実行できます。
EVは完全に充電する必要がありますか?
燃料に関してドライバーに根付いている習慣の 1 つは、100% まで補充することです。ガソリンの場合はこれは当然ですが、バッテリーの容量が極端に高まると重大なダメージを受ける可能性があります。
最大充電量を 80% に制限することでバッテリーの状態を優先する ラップトップ の機能を見たことがあるかもしれません。今では、朝起きようとしているときにだけ充電率が 100% に達するように、携帯電話の充電率をスケジュールするのが一般的です。そうすれば、バッテリーが電力の継ぎ目で爆発するのに多くの時間を費やすことがなくなります。
これらの予防措置はバッテリーの化学的性質に関係しています。 で説明しているように、バッテリーはリチウム原子をバッテリーの一方の側からもう一方の側に移動させることによって機能します。バッテリーの 2 つの半分の間には障壁があるため、電子は移動することができません。そのため、電子は、私たちのデバイスに電力を供給する電気回路を通って、美しいルートをたどります。最終的に、電子はバッテリーの反対側で、長い間行方不明だったリチウムの仲間と再会します。
バッテリーの両側には、その間にリチウムイオンが滞留できる媒体があります。これらのリチウム原子は、それらが存在する媒体の構造的安定性に不可欠です。両端にリチウムがまったく存在しない場合、それらの構造は大きな打撃を受け、将来的にリチウムイオンを収容する能力が低下し、最終的には充電に悪影響を及ぼします。容量。深放電は、過充電と同じ理由でバッテリーの寿命に悪影響を及ぼします。つまり、媒体が構造を支え、将来さらに多くのリチウムを収容するために必要なリチウム原子をバッテリーの片側から奪うことになります。
このような極端なバッテリー充電は全体的な寿命に影響を与えるため、EV に組み込まれた管理システムは、下限では実際の充電量を過小報告し、上限では充電量を過大に報告します。これにより、瞬間的に少しでも多くの電力を供給するために、ユーザーがバッテリーの長期的な健全性を損なうことから保護されます。そのため、EV が 100% であると表示していても、バッテリーにはまだ空のバッファーが残っている可能性があり、長期的なバッテリー寿命に悪影響を及ぼさないことが保証されます。
EVの充電が遅いのはなぜですか?
ほとんど消耗したバッテリーを充電する場合、最初の 80% は約 30 分で完了しますが、最後の 20% には同じくらい時間がかかります。上で説明したように、全体的なバッテリー寿命は過充電によって阻害されるため、充電ポイントはバッテリーがほぼ満杯であることを検出すると出力を減らし始めます。
この速度低下は、EV のバッテリーを長期間持続させるだけでなく、安全対策でもあります。バッテリーが熱くなると、爆発が起こりやすくなります。はい、バッテリー パックには冷却層が全体に織り込まれていますが、充電によって発生する熱を抑えることしかできません。
EVをもっと早く充電するにはどうすればよいでしょうか?
現時点で、EV を最も速く充電できる方法は、レベル 3 の直流充電ステーションです。このカテゴリーではテスラ スーパーチャージャーが有名ですが、高速の代替品は他にもあります。
バッテリー技術が向上するにつれて、充電時間も短縮される可能性があります。スーパーキャパシタは有望な進歩であり、車両が停止中に急速に大量の充電を受けることができるようになります。もちろん、それは路線沿いに専用の充電ステーションが設置されるかどうかにかかっています。コンデンサーのエネルギー容量は適切なバッテリーよりもはるかに小さいため、せいぜいハイブリッド システムを検討することになります。
グラフェンは、急速充電に特化した 有望な素材です。これをEVバッテリーまで拡張することで、インフラストラクチャをアップグレードすることなく、充電時間のシームレスな改善が実現します。バッテリーの交換次第ではありますが、基本的なバッテリー技術は主要コンポーネントの 1 つとしてグラフェンを交換すること以外に大きな変化はありません。
全固体電池は、電池技術におけるさらに劇的な変化です。これらは何年も研究の対象となっており、まだ実際に市場に投入されていませんが、その可能性は大きいです。全固体電池は軽くて安定しているため、液体電解質を使用した従来の電池に見られるような過熱の危険がなく、より高速な充電を受け入れることができます。
これで、EV の充電時間に関する課題の一部が説明されることを願っています。待つのは不便ですが、バッテリーの寿命が長くなり、セーフティネットになります。近い将来、バッテリーの改良によりEVの充電時間が短縮される可能性があります。