Pin xe điện hoạt động như thế nào?

Pin là gì?

Pin lưu trữ năng lượng hóa học và biến nó thành điện năng. Một pin chứa một số lượng điện cực âm và dương không cân xứng ở hai bên của cấu trúc. Khi được kết nối bằng một loại cáp điện, các electron từ phía cực âm sẽ di chuyển về phía cực dương. Dòng chảy này được biết chính là dòng điện, có thể được khai thác để cung cấp năng lượng cho các thiết bị khác nhau, chẳng hạn như đèn, điện thoại và thậm chí cả động cơ xe hơi. Lực điện chậm lại theo thời gian khi số electron trên mỗi nửa âm dương cân bằng. Tại thời điểm này, pin được coi là chết vì không thể sản xuất ra điện nữa.

Các phản ứng hóa học khác nhau trong pin có thể tạo ra điện, nhưng các nhà sản xuất ô tô vẫn duy trì mối quan tâm đến những thứ có thể sạc lại được. Pin sạc sử dụng năng lượng điện để khởi động lại dòng điện tử âm sang dương. Pin có đặc tính hóa học phù hợp để sạc lại cực kỳ hữu ích cho xe hơi vì chúng không cần thay thế liên tục. Đối với ô tô điện, có ba loại pin hoạt động tốt nhất trong quá trình này.

3 loại pin EV:

1. Chì-Acid:

Pin Chì-Acid là dạng pin sạc lâu đời nhất – được phát minh vào năm 1859 – và đã được sử dụng trong cả ô tô không dùng điện và dùng điện. Trong các pin này, các điện cực chì trộn với axit để tạo ra năng lượng. Vì chúng đã tồn tại rất lâu, nên chúng dễ dàng để làm việc, đáng tin cậy và không tốn kém để tạo ra; tuy nhiên, chúng tạo ra khí có khả năng gây nổ khi được nạp quá mức. Chúng được sử dụng trong hầu hết các loại ô tô thông thường và là nguồn năng lượng bổ sung trong một số xe điện hoàn toàn và điện hỗn hợp. Mặc dù một số loại năng lượng cao đang được phát triển, nhưng pin Chì-Acid hoạt động kém ở nhiệt độ lạnh và không thể kéo dài lâu cho EV.

2. Niken-Hydrua Kim Loại:

Pin Niken-Hydrua Kim Loại có thể lưu trữ rất nhiều năng lượng vào một gói tương đối nhỏ, mang lại cho chúng mật độ năng lượng cao. Chúng phổ biến nhất trong các loại xe hybrid điện và nạp lại từ bình nhiên liệu của xe. Chúng cực kỳ bền, an toàn và ít gây độc cho tái chế tối ưu. Thật không may, chúng đắt tiền, có mật độ năng lượng thấp và sinh ra nhiều nhiệt ở nhiệt độ cao, khiến chúng trở thành lựa chọn tồi cho việc chỉ cắm sạc. Vì các các xe hybrid có cả động cơ đốt trong và pin điện, nên chúng được hưởng lợi nhiều nhất từ Niken-Hydrua Kim Loại.

3. Pin Lithium-Ion:

Nhẹ, ít bảo trì và năng lượng cao và hiệu suất nhiệt độ cao, pin lithium-ion là loại pin được lựa chọn trong hầu hết các loại xe điện. Pin lithium-ion mang ít trọng lượng hơn và vẫn giữ một lượng năng lượng lớn. Ô tô đi cùng với chúng có thể di chuyển xa hơn trong một lần sạc và pin có tốc độ tự xả thấp (“self-discharge”), có nghĩa là nó có thể duy trì điện năng trong một khoảng thời gian dài mà không sử dụng.

Làm thế nào để sạc pin EV?

Trong EV, động cơ điện thay thế cho động cơ đốt trong truyền thống trong những chiếc xe chạy bằng xăng. EV sử dụng bộ pin để lưu trữ điện sau đó được sử dụng bởi động cơ để cung cấp năng lượng cho các bánh xe. Bộ pin này yêu cầu sạc lại tại các trạm cắm, ở nhà hoặc ở nơi công cộng. Trạm sạc khởi động lại dòng hóa chất của các điện tử âm đến dương. Tổng phạm vi lái xe phụ thuộc vào hiệu quả của pin trong việc sử dụng và lưu trữ năng lượng điện.

Trong các xe hybrid, bộ pin và động cơ điện được đi kèm với một động cơ đốt trong đảm nhận như một nguồn năng lượng khi điện bị cạn kiệt. Pin Plug-in hybrid cũng có thể được sạc lại bằng cách cắm vào cổng sạc hoặc thông qua phanh hãm tái sinh. Cả xe hybrid và xe điện hoàn toàn thường sử dụng dây cắm đi kèm để sạc pin tương tự.

Sạc pin EV mất nhiều thời gian khác nhau tùy thuộc vào mức sạc và khả năng tương thích của xe. Ví dụ, không phải tất cả EV đều có thể nạp năng lượng điện từ các trạm sạc nhanh. Ngoài ra, phạm vi pin EV có thể đạt được ở một lần sạc là khác nhau giữa các loại pin. pin điện axít chì chỉ cung cấp khoảng 80 dặm, Niken-Hydrua Kim Loại là 120 dặm, và lithium-ion hơn 220 dặm. Mặc dù phạm vi đang tăng lên, nhưng EV chạy bằng pin lithium-ion vẫn còn hạn chế so những chiếc xe chạy bằng xăng trong phạm vi tổng thể của chúng. So với các trạm xăng, vấn đề khoảng trống của các trạm sạc có sẵn trên cả nước góp phần gây ra bất lợi này.

Pin EV có tuổi thọ kéo dài bao lâu?

Do các thành phần được sử dụng để tạo ra chúng, pin EV có thể có giá cao hơn đáng kể để thay thế so với pin (ắc quy) trong xe hơi truyền thống. May mắn thay, hầu hết các nhà sản xuất EV cung cấp bảo hành trên pin của họ nếu nó hết hạn trước thời gian. Hầu hết các pin xe điện kéo dài từ 5-8 năm, tương đương khoảng 100.000 dặm (khoảng 160.900km). Riêng lithium-ion, gần như toàn bộ pin điện có thể tái chế và một phần điện tích còn lại của nó có thể được đưa trở lại lưới điện dưới dạng năng lượng tái tạo và các bộ phận kim loại của nó được tái sử dụng.

Xe điện ngày càng trở nên phổ biến khi công nghệ pin EV phát triển. Giá cả phải chăng và hiệu quả đối với tất cả các xe điện đang chạy trên đường. Cũng giống như pin Chì-Acid đã trở nên rẻ tiền và đáng tin cậy sau hơn một thế kỷ sử dụng và nghiên cứu, các gói pin Niken-Hydrua Kim Loại và lithium-ion với nhiều nghiên cứu, sử dụng, hiệu quả và kinh tế hơn.