電気自動車のバッテリーはどのように機能するのか

電気自動車のエネルギー貯蔵システムはバッテリーの形で提供されます。バッテリーの種類は、車両が全電気式 (AEV) であるかプラグイン ハイブリッド電気式 (PHEV) であるかによって異なります。現在のバッテリー技術は、寿命が長くなるように設計されています (通常、約 8 年または 100,000 マイル)。一部のバッテリーは、穏やかな気候では 12 ～ 15 年間、極端な気候では 8 ～ 12 年間持続します。電気自動車で使用されるバッテリーには、リチウムイオン、ニッケル水素、鉛蓄電池、ウルトラキャパシタの 4 種類があります。

電気自動車のバッテリーの種類
リチウムイオン電池
電気自動車で使用される最も一般的な種類のバッテリーは、リチウムイオン電池です。この種のバッテリーはよく知られているように聞こえるかもしれません。これらのバッテリーは、携帯電話やコンピューターなどのほとんどのポータブル電子機器にも使用されています。リチウムイオン電池は、高い出力重量比、高いエネルギー効率、優れた高温性能を備えています。実際には、これはバッテリーがその重量に対して多くのエネルギーを保持することを意味します。これは電気自動車にとって極めて重要です。重量が軽いということは、車が 1 回の充電でより遠くまで走行できることを意味します。リチウムイオン電池は「自己放電」率も低いため、長時間フル充電を維持する能力が他の電池より優れていることを意味します。

さらに、ほとんどのリチウムイオン電池部品はリサイクル可能であるため、これらの電池は環境に配慮している人にとって良い選択です。このバッテリーは AEV と PHEV の両方で使用されますが、これらのバッテリーの正確な化学的性質は家庭用電化製品で見られるものとは異なります。

ニッケル水素電池
ニッケル水素電池は、ハイブリッド電気自動車でより広く使用されていますが、一部の完全電気自動車でもうまく使用されています。ハイブリッド電気自動車は外部のプラグイン電源から電力を供給せず、代わりに燃料に依存してバッテリーを充電するため、電気自動車の定義から除外されます。

ニッケル水素電池は、リチウムイオン電池や鉛酸電池よりも寿命が長いです。また、安全で乱用にも耐性があります。ニッケル水素電池の最大の問題は、コストが高く、自己放電率が高く、高温でかなりの熱を発生するという事実です。これらの問題により、これらのバッテリーは充電式電気自動車では効果が低くなり、主にハイブリッド電気自動車で使用されるのはこのためです。

鉛蓄電池
鉛酸バッテリーは現在、他のバッテリー負荷を補う目的で電気自動車にのみ使用されています。これらのバッテリーは高出力で、安価で、安全で信頼性がありますが、カレンダー寿命が短く、低温性能が低いため、電気自動車での使用は困難です。高出力の鉛酸バッテリーが開発中ですが、このバッテリーは現在商用車で二次蓄電池としてのみ使用されています。

ウルトラキャパシタ
ウルトラキャパシタは、伝統的な意味でのバッテリーではありません。代わりに、電極と電解質の間に分極した液体を蓄えます。液体の表面積が増加すると、エネルギー貯蔵容量も増加します。ウルトラキャパシタは、電気化学電池の負荷を平準化するのに役立つため、鉛蓄電池と同様に、主に電気自動車の二次蓄電装置として役立ちます。さらに、ウルトラキャパシタは、電気自動車の加速時や回生ブレーキ時に追加の電力を供給できます。

電気自動車のバッテリーはどのように機能するのでしょうか?
全電気自動車には、ガソリン車で使用される内燃機関の代わりに電気トラクションモーターが搭載されています。 AEV は、車両の車輪を駆動するモーターによって使用される電気を蓄えるために、トラクション バッテリー パック (通常はリチウムイオン バッテリー) を使用します。トラクション バッテリー パックは、プラグを差し込んで再充電する必要がある車両の一部であり、その効率は車両の全体的な航続距離を決定するのに役立ちます。

プラグイン ハイブリッド電気自動車では、AEV と同様に、電気トラクション モーターはトラクション バッテリー パックによって電力を供給されます。主な違いは、バッテリーにも内燃エンジンが搭載されていることです。 PHEV は、バッテリーがなくなるまで電力で走行し、バッテリーがなくなると燃料に切り替えて内燃エンジンを駆動します。バッテリーは通常リチウムイオンであり、プラグに接続するか、回生ブレーキを介して、または内燃エンジンを使用することによって再充電できます。バッテリーと燃料を組み合わせることで、PHEV は全電気式のものよりも長い航続距離を実現します。