arama

Elektrikli Araç Akü Sistemleri

  • paylaş
  • Oyla
    Loading...

Akü, temel anlamda elektrik enerjisini kimyasal enerji olarak depo eden ve ihtiyaç halinde bunu elektrik enerjisi olarak geri veren cihazlardır. Akü 5 ana bileşenden oluşur;

  1. Anot ve Katot Kutupları
  2. Ayırıcılar
  3. Terminaller
  4. Elektrolitik
  5. Muhafaza Kabı

Her bateri pozitif ve negatif olmak üzere iki terminalden oluşur. Bateri içindeki elektrolit ise sıvı, jel veya katı maddelerden oluşabilir. Elektrolit, lityum-iyon, lityum polimer gibi katı veya jelimsi maddelerden oluşur.

Akü içerisindeki elektrokimyasal hücreler elektriksel olarak belli oranda potansiyel fark oluşturur. Bu fark pozitif (anot) ve negatif (katot) kutuplar meydana getirir. Kutuplara bir motor bağlandığı düşünülürse devre tamamlanmış olur. Sonuç olarak pilden motora akım akmaya başlar ve akım motoru tahrik ederek tork oluşturur.

Akü Çeşitleri

Pb-Asit Akü

Kurşun-Asit akülerin negatif tabakaları kurşundan yapılır. Kurşuna ek olarak kalsiyum ve antimon kullanılarak üretilmiş pozitif tabakaların arasına sıkıştırılmıştır. Kurşun oksit, PbO2 veya PbSO4 kullanılarak pozitif ve negatif tabakaları birbirine yapıştırılır. Kullanılan bu aktif maddeler enerji depolanması için geniş bir yüzey oluşturur. Mikro gözenekli ayırıcılar kimyasal reaksiyonun gerçekleşmesini sağlar ve elektrotların kısa devre olmasını önler.
Bu bloklu yapıda her pozitif kutup tek bir pozitif kutuba, her negatif kutup tek bir negatif kutuba ulaşacak şekilde tasarlanarak iki kutup başı elde edilmiş olur.
Ortalama ömürleri 20 yıldır. Düzenli bakımları yaptırıldığında bu süre daha da uzar. Verimlilikleri ise %95~%99 arasında değişir.

NiMH Akü

Pazara, nikel-kadminyum (Ni-Cd) pillerin yerine girmiştir. Ni-Cd akülerden %35 daha fazla depolama yapabilen NiMH aküler, yüksek kapasitelerinden dolayı daha çok tercih edilir. NiMH aküler AB5 (LaNi5)ve AB2 (TiN2) bileşiklerinden oluşur. Birbirine eş değer hidrojen depolama kapasiteleri vardır.

Li-ion Aküler

Akü tipleri arasında üçüncü nesil olarak bilinen Li-ion bateriler, eletrikli araçlarda sıkça tercih edilen akü modelidir. Yüksek negatif potansiyele ve minimum atomik ağırlığa sahip olan lityum, yüksek performans karakteristiği ile elektrikli araçlarda kullanılan aküler için çok ideal bir madde olmuştur. Ancak lityum, tek başına hava ve diğer sıvı elektrolitlerle tepkime vermemektedir. Bu da başlangıçta akülerin tasarımını zorlaştırmıştır. Bu sorun, lityum metaline karbon eklenmesi ile oluşan Lityum Grafit(LixC) maddesi ile çözülmüş oldu.

Li-ion pillerin deşarjı sırasında lityum iyonları (Li+) serbest bırakılır ve Li+ anottan katoda doğru hareket eder. Organik elektrolitler lityum tarafından indirgenmeye karşı direçlidir. Lityum su ile reaksiyona girer ve katod oksidasyonunu oluşturur. Bu durum kolayca terse çevrilebilir. Neticede, kutup başlarında potansiyel fark oluşturularak gerilim elde edilir. Li-ion pillerde şarj ve deşarj süreleri Pb-Asit, NiMH pillere göre çok çok kısadır. Ayrıca aynı miktarda enerji elde etmek için NiMH akülere kıyasla %40 daha az yer kaplar. Hem hızlı şarj süresi, hem de daha az yer kaplaması nedeni ile kompakt elektrikli araçlarda kullanımı gittikçe yayılmaktadır.