Akkuturvallisuuden merkitys sähköautoissa

Huolimatta taantuman pelosta, sähköajoneuvojen (EV) globaalien markkinoiden ennustetaan jatkavan kasvuaan. Sähköajoneuvojen akkujen turvallisuus ja suorituskyky ovat olennaisia ​​niiden kasvulle ja kyvylle edistää ilmastotavoitteiden saavuttamista.

Puhtaan energian alalla on harvoja aloja, jotka ovat yhtä dynaamisia kuin sähköajoneuvot. Euromonitor Internationalin mukaan 25 % kaikista uusista henkilöautoista vuonna 2024 on sähköisiä, mikä ylittää 17 miljoonan myynnin maailmanlaajuisesti. Tämä on enemmän kuin Kansainvälisen energiajärjestön (IEA) arvioi, että vuonna 2023 myytiin 14 miljoonaa kappaletta ja vuonna 2022 yli 10 miljoonaa.

Lisäksi sähköautojen kokonaiskannan (lukuun ottamatta kaksi-/kolme{0}}pyöräisiä) odotetaan kasvavan lähes 30 miljoonasta vuonna 2022 noin 240 miljoonaan vuonna 2030.

Tämä on hyvä uutinen planeetalle, sillä sähköajoneuvojen käytön lisääntyminen auttaa vähentämään tieliikenteen päästöjä, jotka IEA:n mukaan muodostavat yli 15 % energiaan liittyvistä päästöistä maailmanlaajuisesti.

Akun teho

Jotta sähköajoneuvojen käyttö lisääntyisi, niiden turvallisuus, suorituskyky ja kohtuuhintaisuus on varmistettava, ja akuilla on keskeinen rooli.

IEC julkaisee laajan valikoiman kansainvälisiä standardeja sähköajoneuvojen teknologioiden tukemiseksi varmistaakseen, että ne toimivat ja kytkeytyvät turvallisesti sähköverkkoon. Yhdessä IEC-vaatimustenmukaisuuden arviointijärjestelmien kanssa ne varmistavat kaikkien komponenttien, mukaan lukien akkujen, yhteentoimivuuden ja turvallisen toiminnan.

Suurin osa sähköautoista saa virtansa litiumioniakuilla, jotka ovat kehittyneet varastoimaan yhä suurempia määriä energiaa pienemmällä hinnalla. On kuitenkin monia tunnettuja haittoja, kuten se, että niiden suorituskyky heikkenee ajan myötä, ja kun niitä ei enää voida käyttää, kierrätys on monimutkaista. Lisäksi uusien akkujen valmistukseen tarvittavien kriittisten mineraalien, kuten litiumin, koboltin ja nikkelin, louhinnan aiheuttamat ympäristövaikutukset ovat huolestuneita.

IEC TC 21 julkaisee kansainväliset standardit litium-ionikennoille, mukaan lukien IEC 62660 -sarja sekundaarisista litium--ionikennoista sähköajoneuvojen käyttövoimaan. Kolmi-osainen sarja kattaa suorituskykytestaukset, luotettavuustestit ja turvallisuusvaatimukset.

Turvallisuus ennen kaikkea

Pascal Mast, kansainvälisen testaus-, tarkastus-, auditointi- ja sertifiointipalveluntarjoajan TÜV SÜD:n kestävän kehityksen teknologiajohtaja, sanoi, että sähköakkujen akut testataan tiukasti niiden turvallisuuden ja suorituskyvyn varmistamiseksi ennen markkinoille tuloa, ja akunhallintajärjestelmä (BMS) on avainpainopiste.

"BMS on kuin akun tietokone, joka tarkistaa jokaisen kennon tai kennomoduulien kaikki tarvittavat akkuparametrit ja määrittelee, kuinka akkua voidaan käyttää optimaalisesti. Se sisältää myös runsaasti tietoa, jota voidaan tarkastella ja analysoida, jotta voidaan varmistaa paitsi että turvamekanismit ovat paikoillaan, myös että akkua ei ole peukaloitu ja että se täyttää kaikki tekniset vaatimukset", hän sanoi.

Miksi latauksella on väliä

Sähköautot käyttävät sähköverkon tarjoamaa virtaa akkujen lataamiseen. Suurin osa tästä tarpeesta katetaan kotilatauksella, joka on yleensä hidasta. Yleisesti saatavilla oleville latureille ja erityisesti pikalatureille on kuitenkin kasvava kysyntä valtateiden ja moottoriteiden varrella. Niiden parempi saatavuus voi ratkaista huolenaiheet, jotka liittyvät sähköajoneuvon kantamaan tai matkaan, mikä on edelleen este sähköajoneuvojen laajemmalle käyttöönotolle.

IEA:n mukaan vuoden 2022 lopussa maailmanlaajuisesti oli saatavilla 2,7 miljoonaa julkista latauspistettä, joista yli 900 000 asennettiin vuonna 2022.

Akun latauksella on merkitystä, ei vain käyttömukavuuden vuoksi, vaan myös itse akun suorituskyvyn ja kestävyyden kannalta, Mast sanoi. "Akun käyttöiän ja turvallisuuden optimoimiseksi nopean ja hitaan latauksen yhdistelmä on paras", hän lisäsi.

"Akun lataus pysähtyy, kun ensimmäinen kenno on täynnä, joten akku ei ylikuumene. Mahdollisimman hitaasti lataamalla se antaa aikaa tasapainoiseen lataukseen kaikissa kennoissa, jotta jokainen kenno täyttyy kapasiteettiin", hän selitti.

Antaa paristoille toisen elämän

Sähköajoneuvojen akut eivät kuitenkaan kestä ikuisesti, ja useimmat takuut antavat niille noin 8-10 vuoden käyttöiän, mikä tekee niiden ympäristövaikutuksista sähköisen jätteen ja kierrätyksen osalta todellinen huolenaihe.

Tämän korjaamiseksi on lisääntyvä suuntaus antaa niille "toinen elämä" käyttämällä niitä kiinteässä varastossa, jossa suorituskykyvaatimukset ovat alhaisemmat ja turvallisuusriskit pienemmät. Joidenkin arvioiden mukaan akkujen -uudelleenkäytön varastointijärjestelmissä kapasiteetti nousee yli 950 gigawattituntiin vuoteen 2030 mennessä.

IEC TC 120 perustettiin erityisesti julkaisemaan standardeja verkkoon integroitujen sähköenergian varastointijärjestelmien (EES) alalla verkkovaatimusten tukemiseksi. EES-järjestelmä on integroitu järjestelmä, jossa on komponentteja, jotka voivat olla jo standardoituja akkuja. TC työskentelee uuden standardin IEC 62933-5-4 parissa, jossa määritellään turvallisuustestausmenetelmät ja -menettelyt litium--ioniakkupohjaisille energian varastointijärjestelmille.

Näitä "toisen-elämän" akkuja voidaan käyttää monissa yhteyksissä kotitalouksista varaenergian-lähteisiin alueilla, joilla sähkönsyöttö on vähemmän luotettavaa. Esimerkki tästä on IEC Global Impact Fundin ensimmäinen projekti,Innovaatioiden katalysoiminen pyöreisiin malleihin Afrikassa – akkujen sähkö{0}}jätteen muuttaminen e-resurssiksi, joka tukee pk-{0}}johtamaa projektia Keniassa kestävän akkujäte-jätteen hallinnan edistämiseksi.

Osana hanketta Differ Community Power (DCP), kansainvälinen aurinkoenergiapalveluiden tarjoaja yhteisöille, selvittää mahdollisuutta käyttää toisen käyttöiän litiumparistoja aurinkosähköasennuksien kunnostamiseen kriittisissä paikoissa, kuten kouluissa, terveyskeskuksissa ja sairaaloissa.

Vaatimustenmukaisuuden arviointi on avainasemassa

Akkujen turvallisuus ja suorituskyky ovat edelleen tärkein huolenaihe niiden käytöstä riippumatta. Vaatimustenmukaisuuden arvioinnilla, kuten testauksella ja sertifioinnilla, on tärkeä rooli.

IECEE (IEC System of Conformity Assessment Schemes for Electrotechnical Equipment and Components) tarjoaa laajan sertifiointipalveluvalikoiman, joka sisältää akun turvallisuuden, akun suorituskyvyn, akun turvallisuuden lopputuotteisiin asennettuna, energiatehokkuuden, EMC:n ja vaaralliset aineet.

Sillä on myös sähköajoneuvoille erityinen ohjelma rekisteröityjen sertifiointielinten testauslaboratorioiden (CBTL) ja kansallisten sertifiointielinten (NCB) kautta, jotka voivat testata ja sertifioida latausjärjestelmiä ja pistokkeita IEC-standardien mukaisesti.