A energia por trás dos veículos elétricos

A tecnologia mais importante do mundo hoje é aquela que recebe poucas manchetes e relativamente pouco crédito. No entanto, sem ele, os gadgets que dominam as notícias não conseguiriam existir.

Invencido pela primeira vez há dois séculos, a humilde bateria tem sido um lince para quase todas as principais revolução industrial e cultural desde que. Agora, como estamos no precipício da próxima revolução, é a tecnologia de bateria que mais uma vez poderá definir nosso futuro, e desta vez há muito mais pilotagem em seu sucesso do que apenas ganho financeiro. O futuro de nossas estradas, da sociedade e até nosso planeta depende, em parte, do sucesso dos carros elétricos.

Os primeiros carros elétricos, incluindo o icônico Porsche P1 de 1898, foram alimentados por baterias de chumbo-ácido e a tecnologia tem sido usada em carros tradicionais desde a sua invenção em 1859. Devido à sua maturidade, essas baterias são incrivelmente baratas, tornando -as altamente populares. No entanto, porque eles são feitos de eletrodos de chumbo e ácido sulfúrico, são perigosos, tóxicos e difíceis de reciclar. Eles também têm uma das densidades de energia mais baixas de baterias comuns.

Durante a década de 1980, as baterias de hidreto de níquel metal entraram em uso comercial. A densidade deles é marcadamente maior que as baterias de ácido chumbo, mas perdem o cargo com o tempo e têm ciclos de carregamento relativamente lentos. Dificilmente ideal para os EVs modernos de hoje. Depois veio o íon de lítio, a tecnologia de bateria sinônimo de veículos elétricos de hoje. Possui mais materiais "vivos" em comparação com o hidreto de metal de níquel, tornando -o mais volátil. Mas é mais confiável, pode se encaixar em espaços menores, suporta mudanças de temperatura maiores e cargas muito mais rápido.

Existem até variações dentro do íon de lítio. O BMW i3 e o Nissan Leaf, por exemplo, usam baterias de lítio-manganesas com uma mistura de níquel, manganês e cobalto. A bateria de 90kWh da Tesla usa uma mistura de níquel, cobalto e alumínio. O mais recente BMW i3 tem um alcance de 160 milhas, o Tesla S 85 empurra isso até 225 milhas impressionantes.

Essas baterias funcionam através do fluxo de íons de lítio: os íons se movem do eletrodo positivo para o negativo, através de um eletrólito, à medida que a bateria carrega e ganha energia. A bateria é carregada quando os íons param de fluir. À medida que o carro usa carga, os íons se movem da maneira oposta.

Infelizmente, apesar dos avanços significativos dos eletrônicos dentro dos carros, a tecnologia de bateria não conseguiu manter o ritmo. As baterias de íon de lítio ainda são caras para fazer. Os preços estão caindo, mas não está em conformidade com a demanda do consumidor ou ambiental. Há também a questão de velocidade e infraestrutura de cobrança. Como os próprios carros EV, há uma infinidade de opções de cobrança e nem todos os carregadores e soquetes de EV são criados iguais.

Os carros vendidos em regiões diferentes usam tipos diferentes, e existem três tipos diferentes de conectores que funcionam com uma variedade de soquetes. Na sua mais simples, a tecnologia de carregamento de hoje vem em três sabores - rápida, rápida e lenta. Os carregadores rápidos “encherão” seu carro elétrico para 80% em cerca de 30-60 minutos. Os carregadores rápidos geralmente cobram um EV em cerca de quatro horas, enquanto os carregadores lentos podem levar até 12 horas para carregar totalmente um carro totalmente elétrico. Cada tipo de carregamento também usa várias portas diferentes, incluindo tipo 1, tipo 2 e 3 pinos.

Em termos de carros, EVs europeus de artistas como Audi, BMW e Mercedes usam principalmente portas rápidas do tipo 2, mas se você comprar um Nissan ou Mitsubishi, provavelmente receberá um conector tipo 1. Então, é claro, há Tesla. Esses gigantes de EV usam carregadores rápidos de DC e cobram em um impressionante 120 kW por meio de superchargers proprietários da Tesla.

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Se isso não foi confuso o suficiente, os pontos de cobrança em todo o Reino Unido são administrados por uma variedade de provedores de energia que oferecem diferentes opções de pagamento. No início de janeiro de 2019, havia pouco mais de 19.330 pontos de cobrança em todo o Reino Unido, um pouco aquém das aproximadamente 50.400 bombas de gasolina e diesel. Os preços para cobrar seu carro elétrico variam, da mesma maneira que os preços da gasolina, mas, diferentemente das bombas padrão, você não pode necessariamente carregar seu carro em todos os 6.700 locais. Seria como dirigir para um posto de gasolina apenas para saber que vende o tipo errado de gasolina para o seu carro. Escolher um ponto de carregamento depende dos tipos de carregadores disponíveis no local, o soquete do seu carro, que administra a rede, e se você já é um cliente.

A maré está girando, no entanto. Até 2020, e.Nos planos de ter 180 estações de carregamento ultra-rápido em toda a Europa. Na par com as velocidades de carregamento dos superchargers da Tesla, esses carregadores oferecem até 150kW, com a opção de atualizar para 350kW, à medida que baterias mais poderosas atingem o mercado. As estações ultra-rápidas podem dar aos motoristas uma faixa de 250 milhas em apenas 20 minutos. E.Já tem 6.000 pontos em todo o continente, e a implantação deve incluir o Reino Unido.

Os provedores de energia agora oferecem tarifas projetadas para os motoristas de EV cobrarem seus carros em casa também. Enquanto isso, o governo lançou recentemente um esquema de ponto de cobrança em casa, com a confiança em economia de energia e o Olev do governo (Office for Low Emission Vehicles), que ajuda a cobrir o custo de instalar pontos de cobrança em sua casa. E.On é totalmente credenciado com o esquema de carregador de Olev Home, com o governo se comprometendo a fazer uma contribuição de 75% para cada compra (até £ 500 libras por família/veículo elegível). Além disso, o esquema de ponto de carga residencial na rua é um £ 4.5 milhões de maconha para as autoridades locais instalarem pontos públicos de carga elétrica.

Além disso, e.O esquema do ON se estendeu a contratos de fornecimento de energia tarifária fixa para empresas, instalando pontos de carregamento e fornecendo e gerenciando energia para empresas em todo o Reino Unido. Em um futuro próximo, graças a esquemas como este, você poderá carregar seu carro no trabalho, o que significa que você raramente precisará visitar um ponto público de qualquer maneira.

A próxima etapa será reduzir o tempo de carregamento, aproximando -os o mais próximo possível da gasolina, antes da introdução do carregamento da bateria EV sem fio. Mitsubishi e BMW são dois principais fabricantes que desenvolvem sua própria forma de chamado cobrança indutiva, na qual placas na parte inferior de uma carga elétrica carregam sem fio através de placas em garagens, estacionamento ou calçadas. Semelhante à forma como o carregamento do telefone sem fio funciona, no exemplo da BMW, um GroundPad gera um campo magnético que, quando vem a 8 cm de uma carpa, gera uma corrente elétrica que cobra a bateria. A BMW afirma que seu sistema pode cobrar completamente seus carros em cerca de três horas e meia. Depois que essa tecnologia amadurece, estradas inteiras podem ser transformadas em almofadas de carregamento sem fio. Já existem estradas eletrificadas na Suécia, por exemplo, que recarregam carros e caminhões usando trilhos elétricos incorporados no asfalto. Mais perto de casa, o Departamento de Transporte estabeleceu planos no ano passado para apresentar essas estradas ao Reino Unido, como parte de uma proposta do governo de 40 milhões de libras.

A chave para desbloquear os benefícios ambientais e econômicos dos carros elétricos é desmistificar a tecnologia de bateria e carregar e erradicar a ansiedade da faixa. À medida que os juros crescem, a infraestrutura se desenvolve e os VEs se tornam mais populares, o preço da tecnologia da bateria cairá ainda mais. Isso financiará ainda mais a pesquisa e podemos finalmente ter uma chance de viver uma vida verdadeiramente verde.

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