バッテリー式電気自動車のシンプルさは、デジタル時計のシンプルさに似ています。 複雑ではなく、信頼性が高く、安価です。 その意味では、内燃機関を搭載した車は、定期的なメンテナンスが必要な複雑な部品でいっぱいの機械式時計に少し似ています。
EVのバッテリー交換費用は？
もちろん、デジタル ウォッチ用のバッテリー パックは 10 ドル未満で購入できますが、日産リーフの 40 kWh パックを交換すると数千ドルかかります。 確かに、電気自動車は修理が必要な可動部品が少なく、維持費も一般的に安価ですが、バッテリー パックを交換するコストは依然として EV のアキレス腱です。
将来的には、製造の改善と規模の拡大により、EV のバッテリー パックの交換コストが削減されるため、これも問題にならないように設定されています。 さらに、このような車両の販売が世界的に増加したおかげで、典型的な EV バッテリー パックの平均耐用年数をより正確に把握できるようになりました。
バッテリーの基本
最新の電気自動車のほとんどは、リチウム イオン バッテリー パックを使用してエネルギーを蓄えています。 今後数年間で、全固体電池など、他のタイプのバッテリーが電気自動車のモーターに電力を供給することが期待されていますが、大規模なバッテリー生産の現在のインフラストラクチャは、リチウムイオンタイプのものを支持しています。
リチウムイオン電池には次の利点があります。
- リチウムイオン電池は、現代のほとんどの自動車の電気に電力を供給するものなどの従来の鉛蓄電池や、トヨタなどの多くのハイブリッド車で現在使用されているニッケル水素電池よりも高いエネルギー密度を持っています。
- リチウムイオン電池は、他の種類の電池よりも低い速度で自己放電します。
- リチウムイオン電池は、定期的な完全放電や電解液のメンテナンスを必要としません。
- リチウムイオン電池は、充電が低下しても安定した電圧を提供します。
簡単に言えば、リチウム イオン バッテリー パックを搭載した電気自動車は、ガソリンを満タンにした内燃エンジンを搭載した自動車と同様の性能を発揮します。充電の間に何百マイルも運転します。 ただし、EV のピーク電力は充電状態に応じて減少する傾向があるため、すべての性能テストを 100% 充電から開始します。
とはいえ、リチウムイオン電池にはいくつかの欠点があります。
- リチウムイオン電池の製造には費用がかかり、これらのエネルギー貯蔵デバイスを製造するために必要なコバルトとニッケルの採掘は、環境と人道上の両方の懸念に満ちています。
- オンボードのバッテリー管理は、リチウム イオン バッテリーの寿命にとって重要です。
- リチウムイオン電池を完全に充電および完全に放電すると、寿命が短くなります。
- 可能性は低いですが、リチウムイオン電池は過熱して発火する可能性があります。
- 極端な温度は、リチウム イオン バッテリーの充電と放電に影響を与えます。
しかし、自動車メーカーは、バッテリーの状態と温度を管理するソフトウェアを開発することで、これらの問題のほとんどに対処してきました。後者には、リチウム イオン バッテリーの効率 (および安全性) を向上させるように設計された冷却および加熱システムなどの専用ハードウェアも含まれています。真冬のノルウェーでも、極度の熱波の最中のテキサスでも、EV を駆り立てます。
バッテリー寿命
当て推量はさておき、バッテリー パックの寿命を判断する最も簡単な方法は、メーカーの保証を利用することです。 バッテリ パックの交換コストを考えると、パックの回復力と寿命を過大評価しているという事実のために、この請求書に行き詰まることを望んでいる自動車メーカーはありません。 したがって、バッテリーの限定保証は、メーカーが一般的なパックの最低寿命と見なしているものについての洞察を提供します.
現在販売されているすべての EV には、少なくとも 8 年間と 100,000 マイルのバッテリー保証が含まれています。 たとえば、テスラは、特定のモデルに応じて、8年間のバッテリー保証と100,000〜150,000マイルの範囲を提供しています.
この保証は、バッテリー パックの完全な故障をカバーするだけでなく、重大な劣化に対する保証としても機能します。 充電サイクルごとに、リチウム イオン バッテリー パックは総容量の一部を失います。 時間が経つにつれて、パックの最大容量に対するこれらの小さなヒットは、EV の全体的な走行距離に影響を与えます。
テスラの細則には、たとえば、モデル 3 などの車両は、パックがまだ保証期間内である間は、充電容量の少なくとも 70% を維持する必要があると記載されています。 保証期間中に充電容量がそれを下回った場合、所有者はテスラがこのバッテリー関連の問題に対処し、費用を負担することを期待する必要があります.
テスラも恣意的なパーセンテージで動作しているわけではありません。保証期間中に車両のバッテリー パックの 1 つが元の充電容量の 70% 未満に劣化する可能性は低いからです。 世界中で販売されているテスラのデータを使用して、オランダのテスラ所有者によるクラウドソース調査によると、モデル S セダンのバッテリー パックは、最初の 50,000 マイルの走行中に平均約 5% の劣化率を示しました。 この曲線は走行距離が増えるにつれて緩やかになり、調査によると、これらの長距離テスラ車のバッテリー パックは通常、150,000 マイルの走行後も元の充電量の少なくとも 90% を保持していました。 私たちの長期モデル 3 は、最初の 20,000 マイル後にバッテリー容量の約 6% を失いましたが、2 年間で 40,000 マイルまでそれ以上劣化することはありませんでした。
ヒュンダイは、EV オブ ザ イヤーを受賞した Ioniq 5 に同様のバッテリー保証を提供しており、10 年間または 100,000 マイルをカバーしています。 また、バッテリーの劣化もカバーしており、Hyundai は Ioniq 5 のパックが保証期間中に元の充電の 30% 以上を失うことはないと予想しています。
の 米国エネルギー省、一方、今日の EV バッテリーは保証期間を過ぎてもかなり長持ちするはずであり、これらのパックの耐用年数は、穏やかな気候で使用された場合、12 年から 15 年の間であると予測しています。 EV がより過酷な条件下で定期的に使用される場合は、8 ～ 12 年の耐用年数を計画してください。
電気自動車の安全とメンテナンス
低速の近隣電気自動車などを除いて、米国で販売されている電気自動車は、他のすべての乗用車と同じ安全基準に準拠しています。 さらに、EV のバッテリー パックは密閉されたシェルに収納する必要があるだけでなく、過充電、極端な温度、火災、事故、浸水、振動、短絡に関連する試験条件に対応できる必要があります。 DOE. また、EV は「絶縁された高電圧ライン」を使用し、衝突や短絡が発生した場合に電気システムを停止できる必要があります。
バッテリー関連の電気自動車の火災は、対処が難しいため、ニュースの見出しを飾ることがよくあります。 それでも、電気自動車が発火する可能性は、内燃エンジンを搭載した車両よりもはるかに低い. 要するに、電気自動車が発火する可能性は非常に低いです。 ただし、このような火災が発生した場合は、地元の消防署が消火する必要があります。
電気自動車のメンテナンスは比較的簡単です。 所有者は液体 (クーラント、冷媒、フロント ガラス ウォッシュ)、タイヤ、ブレーキ パッドとローターに注意を払う必要がありますが、電気自動車の回生ブレーキ機能により、内燃機関を搭載した車よりも後者のアイテムの方が長持ちするはずです。機械ブレーキビットの摩耗。
バッテリー充電サイクル
確かに前代未聞ではありませんが、ほとんどのドライバーは、燃料が完全になくなるまで車を運転しません。 同じことがEVにも当てはまります。 所有者は車両を非常に低い充電状態で運転する場合がありますが、ほとんどの場合、バッテリー パックを完全に放電することは避けます。 家庭でのプラグインの容易さを考えると、車両のバッテリー パックを完全に放電する EV ドライバーはさらに少なくなる可能性があります。
充電が EV のバッテリー寿命に与える影響
それでも、自宅での充電は、EV の充電状態を上げるための最速の方法ではありません (ただし、EV の充電サイクルの性質上、夜間などの長時間に発生することが多いため、自宅での充電の速度が遅くなることはめったにありません。それ自体が問題）。 急速充電が必要な場合は、急速充電器が最適です。
それにもかかわらず、これらの高価だが便利な充電器は、より少ない充電オプションよりも速い速度でリチウムイオン電池を劣化させる傾向があります. EV のバッテリー パックの寿命を最大限に延ばしたい場合は、不必要な急速充電を避けてください。 とはいえ、EV のバッテリーは、パックの内部ビットへの影響を心配することなく、必要なときに急速充電を処理する能力を十分に備えています。
同様に、EV のバッテリーをフル充電したり、完全に放電させたりすることも避けるのが最善です。 多くの電気自動車には、最大充電レベルを調整するための設定が含まれており、多くの自動車メーカーは、ドライバーが通常の日常使用のためにパックを 85% または 90% の容量まで充電することを推奨しています。
バッテリー熱管理システム
アクティブな熱管理システムは、電気自動車のリチウム イオン バッテリー パックを最高のパフォーマンスに保つための鍵です。 リチウム イオン バッテリーの最適な動作範囲は華氏 50 ～ 86 度です。これは、ほとんどの最新の EV が冷却/加熱回路によってバッテリー パックを維持しようとする温度範囲です。
自動車の車内を冷暖房するのと同じように、EV のバッテリー パックを冷暖房するとエネルギーが消費されます。 そのため、極端な温度での走行では、走行距離全体が多少低下することが予想されます。 少なくともこれらのシステムが整っていれば、EV のバッテリー パックは、それほど極端な温度ではない場合よりも著しく速い速度で劣化する可能性が低くなります。
真実は、今日のEVバッテリーは将来必然的に交換が必要になるということです. 幸いなことに、最新の EV バッテリ パックは、最初の 10 年近く、場合によってはそれ以上の使用で問題がないことが証明されるはずです。 今日の EV が交換用バッテリー パックを必要とする頃には、製造コストと材料コストが現在よりもはるかに安くなる可能性があります。 10 年後に EV のリチウム イオン バッテリー パックを交換するのが安くなると言っているわけではありませんが、現在よりもはるかに手頃な価格になることは間違いありません。