電気自動車の充電は、「ディーゼル」への「通常の」給油と同じくらい早くなるでしょうか?

電気自動車の人気は急速に高まっていますが、購入を検討している人の中には依然として躊躇している人もいます。その理由の1つは、古典的な「ディーゼル」の追加に比べて、EV（電気自動車）の充電が遅いことです。今日のドライバーは燃料タンクを 5 分以内に満タンにすることに慣れていますが、EV はバッテリーのサイズや仕様にもよりますが、最速の充電ステーションで 80% に達するまでに通常 20 ～ 30 分かかります。最速の充電ステーションでは、車の充電機能と組み合わせることで、わずか数分で 100 キロメートルの航続距離を延ばすことが可能です。 6分程度の時間を報告する人もいます。

非電気自動車の所有者は、走行中は常に電気自動車のバッテリーを 80 パーセント以上に充電すると信じています。実際のところ、電気自動車のドライバーは、急速充電ステーションで自宅の充電ステーションまで必要な距離だけエネルギーを「充電」しています。これは、例えば車の航続距離を超える長距離旅行の帰りに、充電器の上に立つのはわずか10分程度ということです。家庭の「コンセント」に必要な分だけ。また、その理由は、公共インフラである充電ステーションでの電気自動車の充電が非常に高価、または家庭での充電よりも数倍高価であるという事実にもあります。

ただし、5 ～ 10 年後には、さらに高速な充電が可能になるでしょう。これは理論的には、充電ステーションに数分間だけ停車することを意味します。つまり、各社はリチウムイオン電池用の新材料や、より速い充電速度でより安定した新しい「固体」電池を開発している。従来のバッテリーを「フル」充電する場合の 15 分以下の充電速度は、今日の技術的にはすでに実現可能です。

一方、科学者チームは最近、実験室条件下でわずか 3 分で容量の 50 パーセント以上を充電できるプロトタイプのリチウム電池を設計しました。また、容量を大幅に低下させることなく何千回も充電できます。研究者らはまた、わずか10分で完全に充電できるバッテリーへの道を開く可能性があると報告している。

しかし、超高速充電のEVバッテリーが技術的に実現可能になり、そして何よりも手頃な価格になるまでには、克服する必要のある科学的および工学的な課題がまだあります。専門家の中には、これほど急速に充電できる電気自動車が本当に私たちが望む未来なのかどうか、少なくとも現在の電力網では疑問を抱く人もいます。これは障害となる可能性があります。

充電の基本

今日のEVのバッテリーは、何千倍ものエネルギーを貯蔵および放出する能力を備えた数千のリチウムイオンセルで構成されています。これらのセルはそれぞれ、液体電解質で分離された 2 つの電極 (金属陰極とグラファイト陽極) で構成されています。バッテリーの充電中、リチウムイオンは液体中をカソードからアノードに流れ、グラファイト層の間の空間を満たします。リチウムイオンがカソードからアノードに移動する速度によって、バッテリーの充電速度が決まります。

高い充電率では、リチウム電池が過熱し、時間の経過とともに劣化する可能性があります。さらに問題なのは、リチウムがアノードに入らずにアノードの表面に蓄積し始める可能性があることです。これはリチウムメッキとして知られる現象です。これによりバッテリー容量が大幅に減少するだけでなく、リチウムの堆積物は最終的に樹枝状結晶として知られるフィラメント状の構造を形成します。これらの樹状突起が形成され始めると、電解質全体に成長してカソードに触れて短絡が生じ、バッテリーが発火または爆発する可能性があります。

急速充電の問題のため、すべての EV バッテリーには充電速度制限が組み込まれています。非常に強力な 350 キロワットの急速充電ステーションは、理論的には、アウディ E-tron のような SUV の 95 キロワット時のバッテリーを 16 分未満で充電できます。しかし、バッテリー自体は最大約 150 キロワットの充電電力しか処理できないため、実際のフル充電速度の制限は 40 分近くになります。

バッテリーの充電速度は、充電器とバッテリーが受け取ることができる電力の数キロワットだけでなく、バッテリーのサイズ、充電量、さらには天候、つまり外部環境によっても異なります。温度とバッテリーがエネルギーを受け取る準備ができているかどうか。それでも、最先端の急速充電ステーションでは、多くの場合、EV バッテリーを最大 80 パーセントまで充電でき、文字通り、わずか 30 分で数百マイルの航続距離が延びます（バッテリーが 80 パーセントフルになると、充電速度が遅くなります）バッテリーの損傷を避けるために下げてください)。テスラの所有者は「テスラ スーパーチャージャー」ステーションを訪れることができ、15 分で約 300 km の航続距離が追加されます。

超急速充電の将来はどうなるでしょうか?

わずか 15 分で 300 キロメートルを走行するのは非常に速い速度ですが、心理的には、これは今日私たちが 1,000 キロメートル走行する古典的な「ディーゼル」タンクを満タンにするのに必要な量にはまだ程遠いです。このようなEV充電体験を望む人は、すでに知られている技術が実際に実用化されるまでさらに10年ほど待たなければならないだろう。たとえEV用バッテリーが10分未満で充電できるとしても、超急速充電が可能かどうかは不明だ。今日の急速充電ステーションが電力網から供給する 400 ボルト以上では、インフラの持続可能性の問題がすぐに生じます。

しかし実際には、私たちは間違ったことを求めているのです。電気自動車のユーザーは、公共インフラや急速充電ステーションを非常口としてのみ使用します。最新の電気自動車のほとんどは、充電せずに実際に 300 キロメートル走行できます。実際には、これはリュブリャナから誰でも簡単にポルトロスに行き来できることを意味します。それで、中間停止なしで自宅の充電ステーションへ。安全にさらに 100 キロメートルの航続距離を確保したい場合は、高速道路沿いの急速充電ステーションで 10 分以内にエネルギーを得ることができます。これはガソリンスタンドでの通常の停車時間に匹敵します。クラシックカーと電気自動車のドライバーはどちらも最悪です。