Teknologi Baterai Kendaraan Listrik Berpacu dengan Waktu

MONITORDAY.COM - Secara global, jumlah total kendaraan listrik (EV) di jalanan melampaui 3 juta di seluruh dunia pada akhir 2017, meningkat lebih dari 50% dari 2016. Tren tersebut terus meningkat hingga penjualan mobil listrik mencapai 2,1 juta secara global pada tahun 2019, melampaui 2018 - yang merupakan tahun rekor. Sehingga dicatat ada 7,2 juta mobil listrik di seluruh dunia.

Setiap mobil listrik menyumbang 2,6% dari penjualan mobil global dan sekitar 1% dari stok mobil global pada 2019 mencatat peningkatan 40% tahun-ke-tahun. Seiring kemajuan teknologi dalam elektrifikasi kendaraan roda dua dan tiga, bus, dan truk. Pasar pun terus tumbuh dan kendaraan listrik berkembang secara signifikan.

Kebijakan yang ambisius sangat penting dalam merangsang peluncuran kendaraan listrik di pasar kendaraan utama dalam beberapa tahun terakhir. Pada tahun 2019, indikasi pergeseran berkelanjutan dari subsidi langsung ke pendekatan kebijakan yang lebih mengandalkan peraturan dan tindakan struktural lainnya - termasuk mandat kendaraan tanpa emisi dan standar penghematan bahan bakar - telah memberikan sinyal jangka panjang yang jelas kepada industri otomotif dan konsumen bahwa mendukung transisi dengan cara yang berkelanjutan secara ekonomi bagi pemerintah.

Pertumbuhan EV sebagian besar didorong oleh kebijakan pemerintah, termasuk program pengadaan publik, insentif keuangan yang mengurangi biaya pembelian EV, pengetatan standar penghematan bahan bakar dan peraturan tentang emisi polutan lokal, mandat kendaraan rendah dan nol emisi dan berbagai tindakan lokal, seperti pembatasan sirkulasi kendaraan berdasarkan kinerja emisi polutannya.

Penggunaan EV yang cepat juga telah dibantu oleh kemajuan yang dibuat dalam beberapa tahun terakhir untuk meningkatkan kinerja dan mengurangi biaya baterai lithium-ion. Menurut Bloomberg New Energy Finance, harga baterai lithium-ion telah turun drastis dalam beberapa tahun terakhir, penurunan 79% yang luar biasa dalam tujuh tahun terakhir.

Kepadatan energi rata-rata baterai EV juga meningkat sekitar 5 - 7% per tahun. Namun, pengurangan biaya baterai lebih lanjut dan peningkatan kinerja sangat penting untuk meningkatkan penyerapan EV. Ini dapat dicapai dengan kombinasi bahan kimia yang ditingkatkan, skala produksi yang ditingkatkan, dan ukuran baterai.

Dasar-dasar baterai EV

EV membutuhkan daya baterai dalam jumlah besar, ribuan kali lebih kuat daripada ponsel pintar, oleh karena itu EV membutuhkan daya dari puluhan hingga ribuan sel baterai. Komposisi baterai EV mungkin sedikit berbeda tergantung pada jenis kendaraannya, tetapi umumnya baterai EV terdiri dari sel, modul yang menyusun paket baterai secara keseluruhan.

Sel yang menjadi dasar baterai harus memiliki kapasitas per satuan volume yang tinggi untuk memberikan kinerja maksimum di area terbatas di dalam kendaraan, dan harus memiliki masa pakai yang lebih lama dibandingkan dengan baterai yang digunakan pada perangkat seluler pada umumnya. Selain itu, sel harus tahan terhadap guncangan yang ditransmisikan selama penggerak dan memiliki keandalan dan stabilitas yang tinggi sejauh mampu menahan suhu tinggi dan rendah.

Sebuah modul diklasifikasikan ketika sejumlah sel ditempatkan ke dalam bingkai untuk melindunginya dengan lebih baik dari guncangan eksternal seperti panas atau getaran. Ketika sejumlah modul dirakit bersama dengan sistem manajemen baterai (BMS) dan perangkat pendingin yang mengontrol dan mengatur suhu baterai, voltase, dll., Ini membentuk paket baterai lengkap. Seri tipikal dan konfigurasi paralel masing-masing menentukan kapasitas total dan voltase paket baterai.

Baterai lithium-ion (dan lithium polymer serupa), yang dikenal luas karena penggunaannya dalam elektronik konsumen, mendominasi grup EV terbaru. Kimia lithium-ion tradisional melibatkan katoda lithium cobalt oxide dan anoda grafit yang memberikan kepadatan energi yang mengesankan dan kepadatan daya yang baik, dan efisiensi pengisian / pengosongan 80-90%.

EV yang lebih baru menggunakan variasi baru pada kimia lithium-ion yang mengorbankan energi dan kepadatan daya untuk memberikan ketahanan terhadap api, ramah lingkungan, pengisian daya yang sangat cepat (hanya beberapa menit), dan masa pakai yang sangat lama.

Baterai EV biasanya diisi melalui titik pengisian AC atau pengisi daya cepat DC. Daya pengisi daya AC berkisar antara 3,7 kW; 7,4 kW; 11 kW dan 22 kW - dengan batasan daya secara keseluruhan menjadi pengisi daya terpasang di dalam EV. Pengisi daya DC cepat terhubung langsung dengan paket baterai EV dan menyediakan berbagai opsi pengiriman daya dari 50 kW hingga 350 kW dalam pengisi daya ultra-cepat.

Pertumbuhan teknologi dalam baterai EV dan sistem pengisian daya memungkinkan tingkat pengisian daya yang lebih cepat untuk EV. Biasanya, pengisi daya cepat 50 kW akan mengisi daya EV dalam waktu 15 - 20 menit hingga kapasitas 80%.

Bukan hanya aki mobil

Melalui pertumbuhan EV yang cepat ke pasar, peluang bagi pemilik EV ada di seluruh layanan tambahan ke jaringan listrik, khususnya regulasi beban dan cadangan pemintalan. EV plug-in dapat membantu penyimpanan energi terdistribusi dan memiliki potensi untuk melepaskan daya kembali ke jaringan melalui aliran dua arah, yang disebut sebagai kendaraan-ke-jaringan (V2G).

Melalui sistem perangkat keras dan perangkat lunak khusus, EV memiliki kemampuan untuk memasok daya dengan kecepatan tinggi yang memungkinkannya digunakan untuk cadangan pemintalan dan memberikan stabilitas jaringan dengan peningkatan penggunaan pembangkit berselang seperti angin dan matahari.

Akhir masa pakai baterai EV menghadirkan peluang untuk kasus penggunaan masa pakai kedua. Biasanya, ketika baterai EV mencapai kondisi kesehatan 80%, baterai tersebut memasuki masa pakai kedua setelah kendaraan. Paket baterai EV dapat digunakan kembali, dibuat ulang, dan akhirnya didaur ulang.

Aplikasi penggunaan kembali termasuk ketika paket baterai EV secara keseluruhan langsung digunakan untuk penyimpanan jaringan atau rumah. Pabrikasi ulang melibatkan pembongkaran baterai EV kemasan, menilai setiap sel dan modul, lalu merekondisi ulang kemasan baterai. Kasus resultan di semua penggunaan baterai adalah daur ulang untuk limbah elektronik dari kemasan baterai lengkap.