Elektrikli Araçlarda Menzil ve Batarya Sorunları
Elektrikli araç satın alırken menzil durumu genellikle en önemli konu haline gelmektedir. En basit ifadeyle; araç tek bir şarj ile ne kadar km mesafe gidebilir? Aksi belirtilmedikçe tahmin edilen toplam mesafe %100 şarjdan ölçülür.
Elektrikli aracın tam dolu şarjla ne kadar gideceğini söyleyen testler sıcaklık,hız ve eğimi kontrol eden çeşitli özel testler altında belirlenir. Kısa ve uzun vadeli birçok faktör aracın belirtilen menzil mesafesine göre değişim göstermektedir. Gidebileceğiniz mesafe verimliliğinize ve pilinizin durumuna bağlıdır.
Lityum iyon pillerin lityum iyonlarının bir yandan diğer yana hareketi, bir pili şarj etme ve deşarj etmenin kritik parçasıdır. Pilleri şarj ve deşarj etme işlemleri, pilin yapısında meydana gelen fiziksel bir işlem olduğu ve eskime sürecinin çoğunun, iyonları ileri geri itmenin fiziksel bir aşınma ve yıpranmasından kaynaklandığı bilinmelidir. Kısaca iyonlar daha kuvvetli itildiğinde ve sıcaklık daha yüksek olduğunda pil yapısı daha çok zarar görebilir.
Menzil ve Menzil Kayıpları
İki tür menzil kaybı vardır:
1) Uzun vadeli menzil kaybı kalıcıdır.
2) Kısa vadeli menzil kaybı geçicidir.
Kısa vadeli menzil kaybı dış etkenlerden kaynaklanır ve geri döndürülebilirken, uzun vadeli menzil kaybı kalıcıdır.
1) Kısa Süreli Menzil Kaybı
Kısa süreli, menzildeki kayıpların o gün, hafta veya mevsimle sınırlı olduğu anlamına gelir. Kısa süreli menzil kaybı pil sağlığının ve menzilin azaldığını göstermez ancak verimliliğin normalden düşük olduğu anlamına gelir. Kısa süreli menzil kaybı nedenleri:
a) Hızlı hızlanma ve yüksek hızlı sürüş
b) Aşırı hava sıcaklığı
c) Yokuş yukarı veya ağırlıklı sürüş
Hızlanma ve yüksek hızlı sürüş; Elektrikli araçlarda menzil en çok yavaş sürüldüğünde ve şehir içi sürüşlerinde korunmaktadır.
Bir araba fren yaptığında yavaşlar ve kinetik enerjisini kaybeder. Rejeneratif frenleme, yavaşlarken kaybedilen enerjiyi alarak bu enerjiyi bataryayı şarj etmek için kullanmaktadır. Elektrikli araçlarda hava direnci ve sürtünme katsayısı gibi etkenler çok daha önemlidir. Kullanılan enerji formülüne göre hava direnci hızın karesiyle doğru orantılıdır. Yani hızınızı ikiye katlarsanız, enerji tüketiminiz dört kat artar.
Aşırı hava sıcaklığı; Kış aylarında elektrikli araç sahiplerinin en çok sorduğu sorulardan bir tanesi soğukken menzilin düşme sebeplerinin neler olduğudur. Soğuk hava, pillerin çalışmasını sağlayan ve kısa süreli menzili geçici olarak azaltan kimyasal ve fiziksel reaksiyonları yavaşlatma eğilimindedir. Ancak asıl verimliliğin düşüşüne neden olan şey klimalardır. Benzinle çalışan bir arabada içten yanmalı motor, yolcuları ısıtmak için arabaya yönlendirilen çok miktarda atık ısı üretir. Ancak bir elektrikli araçta bu kadar fazla atık ısı yoktur. Bu nedenle pilin onu üretmek için elektrik yakması gerekir.
Yokuş yukarı veya ağırlıklı sürüş; Elektrikli araçlar arazi açısından benzinli araçlardan farklı değillerdir. Hızlanırken veya yokuş yukarı çıkarken standart sürüşe göre daha fazla enerji gerekir bu nedenle yokuş yukarı çıkarken mevcut menzilde azalma fark edebilirsiniz. Yokuş aşağı inerken bataryadaki enerji en verimli şekilde kullanılmaktadır, ancak aynı zamanda araç içerisinde ne kadar fazla ağırlık olursa batarya da o kadar fazla enerji harcar.
2) Uzun Vadeli Menzil Kaybı
Kullanılan piller zamanla doğal olarak bozulduğu için uzun vadeli menzil kayıplarının bazı yönleri kaçınılmazdır. Bu temel bozulma, elektrik üretmek için pildeki lityum iyonlarının fiziksel hareketinden kaynaklanmaktadır. Bu süreç, kullanımdan bağımsız olarak meydana gelen pil bozulmasını ifade eder ve iki tür bozulmaya yol açar. Kapasite azalması, pildeki aktif madde kaybından kaynaklanır. Bu, elektrik üretmek için daha az lityum bulunduğu anlamına gelmektedir. Ayrıca lityum iyonların daha az serbestçe hareket ettiği ve metalik birikme veya korozyon gibi önemsiz maddeler tarafından engellendiği anlamına gelen güç zayıflaması anlamına da gelmektedir.
Kullanımdan bağımsız olarak meydana gelen bu bozulmayı hızlandıran birkaç nokta bulunmaktadır:
a) Deşarj derinliği (DoD)
b) Yüksek ısı
c) Hızlı şarj sıklığı
Deşarj derinliği; Elektrikli aracı kullandığınızda başlangıç ve bitiş şarj durumunun arasındaki farktır. Küçük deşarj derinlikleri kullanmak, kullanım ömrü, kapasite ve güç dahil olmak üzere pil sağlığının korunmasına yardımcı olur. Bunun için, yeniden şart etmeden önce pilin %60’ını kullanmak yerine %25’ini kullanarak şarj edebilir ve ardından %35’ini daha kullanabilirsiniz.
Yüksek ısı; Elektrikli aracı yüksek sıcaklık altında bırakmak, istenmeyen kimyasal reaksiyonların daha hızlı ortaya çıkmasına neden olabilir. Bu kimyasal etkiler, lityum kaybına ve pil malzemelerinin bozulmasına neden olabilir. Elektrikli aracı yüksek ısıda şarj etmek, elektrik akımının etkin gücünü artırarak pilde hasara neden olur. Sıcaklık ne kadar yüksek olursa, pillerde daha fazla hasar meydana gelir.
Hızlı şarj sıklığı; Yüksek ısıya benzer şekilde, daha yüksek voltajlar genellikle daha hızlı reaksiyonlara yol açar. Bu durum genellikle pillerin bozulmasına neden olan kimyasal reaksiyonların daha hızlı gerçekleştiği anlamına gelir. Bataryaları soğukta hızlı şarj etmekten kaçınılmalıdır ve %80 üzerinde hızlı şarj uygulanmamasına dikkat edilmelidir.
Kaynak: https://www.recurrentauto.com/research