Blog

Akü & Jant Bloğu

Elektrikli Araçlarda Aküler

Elektrikli Araçlarda Aküler

Trafikteki araç sayısı her geçen gün artış göstermektedir. Bu durum fosil yakıt tüketimi, karbon salınımı, iklim değişikliği ve çevre kirliliğini de beraberinde getirir. Çevreye verilen zararın azaltılması için fosil yakıt tüketmeyen, elektrik enerjisiyle çalışan arabalar üretilmiştir. Motor çalışır haldeyken bile aracın çalışmasını sağlayacak elektriği üretebilen, kısa süreli şarjla yolculuğa devam eden, çevre dostu otomobiller sayesinde hem yakıt tüketiminden tasarruf edilir hem de doğal yaşam koşullarına zarar verilmesinin önüne geçilebilir. 

Elektrikli Araçların Aküleri Nasıl Olur ?

Herhangi bir fosil yakıt enerjisine ihtiyaç duyulmaksızın Lityum-İyon aküde depolanan elektrik enerjisi sayesinde motor gücünün elde edildiği çevre dostu taşıtlara elektrikli araç adı verilir. Start-stop, tam ve yarı hibrit ile tam elektrikli olmak üzere dört farklı türde elektrikli araç bulunur.

Akü ise elektrik enerjisini kimyasal enerji halinde depolayıp gerektiğinde tekrar elektrik enerjisi olarak kullanıma sunan güç kaynağı olarak adlandırılır.

Kat edilecek olan yolun uzunluğuna göre belirlenen zaman dilimlerinde elektrikli aracın aküsünün elektrik enerjisiyle şarj edilmesi gerekir. Akünün sahip olduğu enerji kapasitesine göre elektrikli aracın mesafe kat etme kabiliyeti değişkenlik gösterir. Elektrikli araçta bulunan akü hem benzinin işlevini üstlenir hem de aracın aydınlatma gibi diğer elektrik ihtiyacını karşılar.

Akü Teknolojileri Nedir?

Elektrikli araçlarda kullanılabilen akü çeşitleri Nikel-Demir, Kurşun-Asit, Nikel-Kadminyum, Lityum-Polimer, Sodyum-Sülfür, Alüminyum-Hava ile Çinko-Hava cinsinden üretilen bataryalardır. Akünün 160 yıllık bir kullanım geçmişi bulunur. Ancak son 20 yıldır kullanılmaya başlanan elektrikli araçlar için ise henüz tüm ihtiyaçları tam olarak karşılayan ideal bir akü cinsi geliştirilememiştir. 

Akünün performans seviyesi şu özelliklere göre belirlenir:

  • Nominal voltaj değeri ve enerji yoğunluğu
  • Özgül enerji ile özgül güç
  • Akünün çalışma sıcaklığı
  • Deşarj ve şarj oranı
  • Şarj edilme süresi
     

Genel olarak akü çeşitleri şu şekilde sıralanabilir:

1. Kurşun – Asit (Pb-Asit) Aküler

Kurşun-Asit akülerin yaklaşık 20 yıllık bir kullanım ömrü vardır. Bu akü türünün verimliliği ise %95 civarındadır. Kurşun-Asit aküler kurşundan üretilmiş olan negatif tabakaların, kalsiyum ve antimondan üretilmiş olan pozitif tabakaların arasında sıkıştırılmasından meydana gelir. Kullanılan kurşun oksit ile bu tabakalar birbirine yapıştırılarak enerjinin depolandığı geniş bir yüzey elde edilir. Birbirine yapışmış olan bu tabakalarda pozitif kutup bir diğer pozitif kutupla, negatif kutup ise diğer negatif kutupla eşleşmiş haldedir. Böylece iki ayrı kutup başı elde edilir. Kurulan bu düzenek dayanıklı bakalitten üretilmiş olan akü gövdesinin içerisine yerleştirilir, sızıntıya karşı sağlam bir şekilde sıkıca havalandırma kapağı takılır.

2. Nikel-Kadminyum(Ni-Cd) Aküler: 

1980’li yıllardan itibaren yaygın olarak kullanılmaya başlayan bir akü türüdür. Doğaya sızdığında oldukça zararlı olabilen Kadminyum elementinin kullanıldığı bu aküde olası sızıntılara karşı dikkatli olunması gerekir. Nikel-Kadminyum akü nikel hidroksit bir katot, kadminyumdan oluşan bir anot ve potasyum hidroksitten üretilen elektrolitten ibarettir. Bu akü türü tamamen deşarj olduğunda şarj edilerek kullanılmalıdır. Aksi halde akünün kullanım ömrü kısalır. Sıcak ve soğuk hava koşullarına karşı en dayanıklı olan akü çeşididir. Soğuk havalarda aracın ilk çalışması esnasında normalden daha fazla akü enerjisine ihtiyaç duyulur. Bu gibi hallerde Nikel-Kadminyum akü oldukça verimlidir.

3. Nikel-Metal Hidrit(Ni-Mh) Aküler

Bu tür aküler Nikel-Kadminyum cinsi akülere kıyasla %35 oranında daha fazla enerji depolama kapasitesine sahiptir ve bu özelliği sayesinde diğer aküye kıyasla daha çok tercih edilir. Nikel-Kadminyum akülerde olduğu gibi bu akü cinsinin de tamamen deşarj olduğunda şark edilmesi gerekir. Aksi halde aküde kapasite kaybı görülür. Nikel-Metal Hidrit aküler daha çevre dostu bir içeriğe sahiptir ve AB5 ile AB2 olarak adlandırılan iki farklı türdeki bileşikten oluşur. Aküdeki bileşenler yaklaşık olarak %1.5 seviyesinde hidrojen depolama yetisine sahip olduğu için büyük boyutlu pillerin kullanılması suretiyle depolanan enerji seviyesinin arttırılması gerekir. Bu durum da elektrikli araçların tasarımında akünün kaplayacağı alanın geniş olması nedeniyle olumsuzluk teşkil eder.

4. Lityum-İyon(Li-İon) Aküler

Diğer akü türlerine kıyasla bu aküden elde edilen enerji seviyesi daha yüksektir. Bu gelişmiş enerji kapasitesi nedeniyle üçüncü nesil akü olarak sınıflandırılmaktadır. Yüksek enerji yoğunluğu sayesinde elektrikli araçlarda sıklıkla kullanılan bir akü türüdür. Lityum-İyon akülerde depolama esnasında kolaylıkla enerji kaybı yaşanmaz. Nikel-Kadminyum ve Nikel-Metal Hidrit akülerden farklı olarak tamamen deşarj olmasa dahi tekrar şarj edilmesi kapasite kaybına yol açmaz. Üretildiği içerik bakımından çevreye daha az zarar veren maddelerden oluşur. Diğer akülere kıyasla daha fazla maliyete sahiptir. Bunun nedeni ise akünün içeriğini oluşturan lityumun daha düşük atomik ağırlıkta olması ve daha fazla negatif potansiyele sahip olmasıdır. Lityumun bu özelliği sayesinde de elektrikli araçların ihtiyacı olan yüksek performans da elde edilmektedir. Lityum-İon aküler diğer akülere göre çok daha kısa sürede şarj ve deşarj olur. Ayrıca Nikel-Metal Hidrit aküye göre %40 oranında daha az yer kaplar. Bu iki özelliği sayesinde elektrikli ve hibrit araçlarda, yüksek tork gücü gerektiren taşıtlarda bu akü türü kullanılır.