Sistem Baterai Kendaraan Listrik dan Perkembangannya

Pendahuluan:

Baterai EV atau baterai kendaraan listrik adalah sistem baterai yang dibuat untuk kendaraan listrik. Kendaraan listrik bukanlah sesuatu yang baru; kita sudah membangun motor listrik dan infrastruktur yang sesuai lalu apa yang kurang? Kenapa mereka tidak mengambil alih dunia? Alasannya adalah baterai. Akan lebih akurat untuk mengatakan sistem baterai EV. Pada artikel ini, kita akan membahas dasar-dasar sistem baterai EV dan persyaratannya.

Saat memikirkan baterai, hal pertama yang muncul di kepala Anda mungkin adalah baterai dua sel yang digunakan perangkat listrik kecil Anda atau baterai yang digunakan Android atau iOS Anda. Tapi hei, kita berbicara tentang kendaraan di sini. Jadi ukuran itu tidak boleh. Kami membutuhkan baterai yang lebih besar untuk memberi daya bahkan pada kendaraan yang paling dasar, dan itu berarti lebih banyak pengisian daya dan karenanya lebih banyak kebutuhan daya, lebih banyak jangkauan, dan lebih banyak penyimpanan. Meskipun pada saat yang sama kami tidak dapat mengharapkan baterai sebesar itu tidak terlalu berat. Jadi tambahkan cek berat ke dalam daftar. Apakah kami menyebutkan kondisi lingkungan? Anda mengerti maksudnya. Ada banyak persyaratan dan baterai tidak sepenuhnya sederhana.

Persyaratan Daya Baterai EV:

Untuk benar-benar mengoperasikan, katakanlah kendaraan berukuran rata-rata, Anda akan membutuhkan banyak tenaga. Jauh lebih banyak daripada prosesor berkinerja tinggi atau monitor LCD. Perkiraan nilai daya yang dibutuhkan untuk mempercepat kendaraan biasa di jalan datar tanpa angin sakal adalah sekitar 61kW. Sekarang ini banyak sekali tenaga yang diminta per kendaraan dan Anda juga tidak ingin mobil tertinggal saat berkendara menanjak atau di hari yang berangin. Dan belum lagi penyeimbangan resistansi internal sehingga cukup rendah untuk output daya maksimum.

Kepadatan Energi Sistem EV:

Sekarang mari kita bahas istilah penting yang akan sering Anda temui saat bekerja dengan sistem baterai EV, 'kepadatan energi'. Densitas energi sesuai dengan namanya adalah energi yang tersimpan per satuan volume. (Energi spesifik adalah energi per satuan massa).

Sumber bahan bakar yang paling sering digunakan adalah bensin dan batu bara dibandingkan dengan baterai. Namun, baterai lebih nyaman tetapi kepadatan energi dan energi spesifiknya lebih rendah daripada batu bara dan bensin. Untuk menempatkan segala sesuatunya dalam perspektif, jika kita membandingkan bensin dan baterai lithium-ion, panas spesifik atau bensin 100 kali lebih tinggi. Bensin juga 300 kali lebih tinggi dibandingkan dengan baterai timbal-asam.

Sistem Baterai Listrik vs ICE (mesin pembakaran internal)

Namun, dalam hal efisiensi, motor listrik lebih baik daripada ICE (mesin pembakaran dalam). Tapi sekali lagi sulit untuk mencapai jangkauan dengan motor listrik dibandingkan dengan ICE. Misalnya, kendaraan bertenaga bensin dengan ukuran tangki yang lebih kecil dapat membawa Anda sekitar 400 mil sedangkan jangkauan rata-rata mobil listrik adalah sekitar 180 mil.

Meskipun ada penawaran kompetitif dengan kisaran yang lebih tinggi, ada juga kerugiannya. Mengapa tidak mendiskusikannya sebelum kita melanjutkan.

• Biaya produksi baterai ini sangat tinggi dan merupakan bagian besar dari total harga pembelian EV.
• Pengisian ulang dan pengosongan baterai semacam itu menyebabkan penurunan seiring waktu dan kami tidak memiliki data yang solid tentang kinerja jangka panjang sistem baterai. Di sisi lain, kendaraan ICE dapat dengan mudah menempuh jarak hingga 100.000 mil jika dirawat dengan baik.
• Mengisi baterai semacam itu memakan waktu. Bahkan supercharger terbaik yang ditawarkan Tesla akan membuat Anda menunggu sekitar setengah jam.

 EV dan Kimia yang Terlibat:

Penelitian untuk menemukan teknologi baterai terbaik bukanlah hal baru. Sebuah dokumen dari Argonne National Laboratory yang diterbitkan pada tahun 1994 mencantumkan sejumlah 'calon sistem baterai EV' yang mencakup asam timbal, nikel/kadmium, nikel/besi, nikel/metal hidrida, natrium/sulfur, seng/bromin, seng/udara, natrium/nikel klorida, litium/besi sulfida, dan litium-polimer. Mereka terdaftar menurut energi spesifik sistem dari terendah (asam timbal yaitu 25-40 watt-jam per kilogram) hingga tertinggi (polimer litium yaitu 100-200 watt-jam per kilogram).

Saat ini, sistem baterai EV yang disukai adalah lithium-ion. Menjelang 2012 sistem baterai yang sebelumnya dominan adalah nikel/metal hidrida (NiMH), tetapi saat ini penggunaan lithium-ion lebih dominan. Seiring waktu peneliti mengamati bahwa lithium-ion memberikan output daya yang lebih tinggi, memiliki panas spesifik yang lebih tinggi dan memiliki masalah yang lebih rendah secara keseluruhan. Untuk melihat animasi tentang fungsi baterai lithium-ion klik di sini .

Dampak Kendaraan Listrik:

Seperti yang dinyatakan sebelumnya, kendaraan listrik belum benar-benar 'mengambil alih dunia'. Sebaliknya mesin berbasis bensin dan diesel masih banyak digunakan. Khusus untuk perjalanan jarak jauh, pelanggan masih akan lebih memilih bahan bakar berbasis minyak bumi dibandingkan dengan sistem baterai. Pasar EV di AS juga tidak besar. (Bandingkan ini dengan pangsa pasar EV Norwegia yang sekitar 32 kali lebih besar dari AS). Penggunaan kendaraan listrik juga lebih umum di negara-negara seperti China (yang pasar kendaraan listriknya tumbuh dua kali lebih cepat dari AS)

Kesimpulan:

Industri kendaraan listrik sepertinya masih terus berkembang. Ada banyak perkembangan yang perlu dilakukan sebelum sistem baterai EV mengambil alih dunia. Penggunaannya akan sangat bermanfaat jika hambatan utama seperti harga dan kepraktisan dapat diatasi di tahun-tahun mendatang.