ELEKTRİKLİ ARABA BATARYASI HAKKINDA BİLMEK İSTEDİĞİNİZ TÜM DETAYLAR

Elektrikli araçlar (Electric Vehicles - EV), çalışma prensipleri doğrultusunda akaryakıtlı ve oto gazlı arabalara göre daha basit bir mekanik sistem barındırıyor. Elektrikli araçların özellikleri, bu yönüyle bakım işlemlerinin maliyetini azaltırken gereklilik halinde batarya değişimini de hızlıca mümkün kılıyor. Öte yandan elektrikli araç batarya çeşitleri, uzun ömürlü kullanıma sahip tüm pil ile çalışan araçlarda (akıllı telefonlar da dahil) olduğu gibi belirli süreden sonra performans kaybı yaşayabiliyor. Bu noktada ise otomobil üreticilerinin EV kullanıcılarına sunduğu yenilikler öne çıkıyor. Batarya teknolojisinin getirdiği tüm yenilikler ve çözümler, rehberimizde!

1. Batarya Ne Demek? Sözlük Anlamı Nedir?

Elektrikli araba bataryası hakkında detaylara geçmeden önce ilk olarak batarya kelimesinin anlamına bakalım. İtalyanca kökenli bir sözcük olan batarya, savunma ve teknoloji alanlarında farklı anlamlara geliyor. Askeri bir terim olarak topçu birliklerini ve topların bulunduğu güverte parçalarını ifade eden bu kelime, elektronik dalında ise “pil” kelimesi yerine kullanılıyor. Bu anlamda batarya, teknoloji alanında aygıtların çalışmasını sağlayan ana güç kaynağını ifade ediyor.

2. Batarya ile Çalışan Aletler Nelerdir?

Bugün çevrenizde ve özellikle de elinizin altında bulunan tüm şarjlı elektronik araçlar, kablosuz bir şekilde çalışabilmeleri için batarya ile üretiliyor. Diğer bir deyişle telefonlardan tabletlere, bilgisayarlardan fotoğraf makinelerine, hoparlörlerden elektrikli matkaplara kadar sık kullanılan pek çok aygıt, ana güç kaynağı olarak içlerinde bulunan batarya sayesinde çalışıyor. Teknolojinin gelişmesiyle birlikte bu araçlar arasında artık elektrikli arabalar da önemli bir yer tutuyor.

3. Elektrikli Araçlarda Batarya Nedir? Ne İşe Yarar?

Elektrikli otomobiller, geleneksel araçlardan farklı olarak akaryakıt veya oto gaz yerine şarj ile çalışıyor. Elektrikli araç şarj işlemi ünite/istasyon veya ev prizi aracılığıyla gerçekleşiyor ve doldurulan şarj, elektrikli araç bataryasında depolanıyor. Araba bataryası içinde depolanan şarj, kullanım esnasında elektrik motoruna aktarılarak aracın çok daha basit bir sistem yoluyla hareket edebilmesini sağlıyor.
İçten yanmalı motorlu araçlarda ise kullanılan akaryakıt veya gaz, marşa basıldığında ateşlenerek önce ortaya yüksek bir ısı enerjisi çıkarıyor. Ardından bu ısı, yaklaşık yüzde 75 kayıpla elektrik enerjisine dönüştürülerek aracın elektronik aksamlarına iletiliyor. Buna karşılık elektrikli araçlardaki motor, direkt olarak alternatör görevi gördüğü için depolanan enerjinin kayıp olmaksızın verimli bir şekilde kullanılabilmesini sağlıyor.

4. Elektrikli Araç Batarya Özellikleri

Elektrikli araçların batarya özellikleri menzil, performans, maliyet ve batarya ömrü gibi noktalarda farklılık gösteriyor. İşte mutlaka bilmeniz gereken özellikler:

1. Elektrikli araçlarda batarya teknolojisi sayesinde EV’ler sıfır egzoz emisyonu üretiyor. Hava kirliliğini önleyen ve karbon ayak izini azaltan bu teknoloji, EV’leri geleneksel benzinli araçlardan çok daha temiz bir alternatif olarak öne çıkarıyor.
2. EV bataryaları, hızlanma ve tork konusunda yüksek performans sağlıyor. Ayrıca elektrikli araba pil teknolojisi, depolanan enerjinin daha yüksek bir yüzdesini harekete dönüştürebildiği için benzinle çalışan araçlardan daha verimli oluyor.
3. Elektrik genellikle mil başına benzinden çok daha ucuz olduğu için EV’lerin çalıştırılması geleneksel benzinle çalışan araçlara göre daha ucuz oluyor.
4. Elektrikli araç batarya türleri; güneş panelleri, rüzgar türbinleri ve şebeke elektriği gibi çeşitli kaynaklardan şarj edilebiliyor. Kullanıcılara daha fazla enerji bağımsızlığı sunan elektrikli araba pili, yabancı petrole bağımlılığı azaltıyor ve yerli enerji üretimini teşvik ediyor.
5. Elektrikli araçların batarya özellikleri arasında bakım maliyeti de önemli yer tutuyor. Daha az hareketli parçaya sahip elektrikli araçların bakım maliyeti azalıyor.
6. Birçok elektrikli araç şarj istasyonu farklı EV batarya tipleriyle uyumlu seçenekler sunuyor.

5. Elektrikli Araç Batarya Çeşitleri

Elektrikli araçlarda kullanılan batarya çeşitleri; performans, maliyet, güvenlik ve çevresel faktörlere göre değişiklik gösteriyor. İşte elektrikli araç batarya çeşitleri ve özellikleri:

1. Lityum-iyon bataryalar: Elektrikli araçlarda kullanılan bataryalar arasında en yaygın tür olan lityum-iyon bataryalar; yüksek enerji yoğunluğu, hızlı şarj özellikleri ve uzun çevrim ömrü sunuyor. Elektrikli araçlarda lityum iyon pil ayrıca hafif ve kompakt bir yapıya sahip olduğu için sıkça tercih ediliyor. Boyut ve ağırlığı sayesinde çok daha fazla enerji depolayan lityum iyon pil teknolojisi, araçlarda menzili uzatıyor ve verimliliği artırıyor.
2. Nikel metal hidrit bataryalar: Önceki EV modellerinde yaygın olarak kullanılan nikel-metal hibrit bataryalar, düşük enerji yoğunlukları ve daha kısa döngü ömürleri nedeniyle lityum-iyon bataryaların gerisinde kalıyor. Bilgisayar ve tıbbi ekipmanlarda da sıkça kullanılan bu elektrikli araç batarya tipi, düşük özgül enerji ve özgül güç kapasitesi sunuyor.
3. Kurşun-asit bataryalar: En eski şarj edilebilir pillerden biri olan kurşun-asit, hem içten yanmalı hem de elektrik motorlu birçok araçta bulunuyor. Düşük maliyetleri sebebiyle tercih edilen bu batarya türü, lityum pillerle oranla çok daha ağır ve kısa ömürlü oluyor.
4. Katı hal bataryaları: Lityum iyon bataryalardan bile daha yüksek enerji yoğunluğu sunan bu yeni batarya türü, kısa şarj süreleri ve güvenli yapısıyla dikkat çekiyor.
5. Akış bataryaları: Bu batarya tipi, pil hücrelerinin içinde yer almak yerine harici tanklarda depolanan sıvı bir elektrolit kullanıyor. Elektrolit değiştirilerek hızlı şarj edilebilen akış bataryaların gelecekte daha çok tercih edilmesi bekleniyor.

6. Elektrikli Araçlarda Batarya Teknolojisi

Görüldüğü gibi batarya sistemleri, elektrikli araçların temel bileşenlerinden biri olarak karşımıza çıkıyor. Bu sistemler, tekerlekleri çalıştıran bir veya daha fazla elektrik motoruna bağlanıyor. Böylece gaz pedalına basıldığında araç, bataryada depolanan enerjiyi kademeli olarak tüketen motora anında güç sağlıyor.
Elektrik motorları jeneratör görevi de görüyor. Gaz verme kesildiği zaman araba ileri hareketini tekrar elektriğe dönüştürerek yavaşlamaya başlıyor. Frene basınca bu yavaşlama daha da güçleniyor. Bu rejeneratif frenleme, boşa gidebilecek enerjiyi geri toplayarak bataryada depoluyor ve bu sayede aracın menzili artıyor.

7. Elektrikli Araba Batarya Fiyatları Nedir?

Batarya maliyeti birçok yeni kullanıcının en çok merak ettiği konuların başında yer alıyor. Modern EV’lerin ilk kez piyasaya sürüldüğü 2010’ların başında birim (kW/s) başına yaklaşık bin dolar olan batarya fiyatlarının, 2020 yılında 150 dolara kadar düştüğü biliniyor.
Batarya teknolojilerinin gelişmesi, ham madde üretiminin artması ve piyasadaki rekabet ele alındığında, fiyatların 2025’te kW/s başına 99 dolara, 2030’a kadar ise kW/s başına 73 dolara kadar ineceği bekleniyor. Bu doğrultuda 2024 için söz etmek gerekirse, 60 kW/s kapasiteli bir EV bataryasına 7-8 bin dolar veya daha az fiyatla sahip olmak mümkün olabiliyor.

7.1. Elektrikli Araç Bataryası Fiyatı Neye Göre Değişir?

Elektrikli araba bataryasının maliyetini, üretimde kullanılan ham madde ve kapasite (kilovatsaat - kW/s) belirliyor. Modern elektrikli araçlarda kullanılan pillerin en yaygını olan lityum-iyon bataryalar, kW/s değerine göre yukarıda bahsedilen fiyatlarla (2024: 130-140 dolar) alıcılarına ulaşıyor.
Bu bağlamda 17 kW/s bir batarya ile 80 kW/s kapasiteye sahip batarya arasındaki fiyat farkı, yıldan yıla doğru orantılı olacak şekilde değişebiliyor. Ancak bazı firmaların sunduğu batarya kiralama olanağı sayesinde, satın alım maliyeti yerine düzenli olarak daha düşük ücretler de ödenebiliyor.

7.2. Elektrikli Araçlarda Batarya Kirası Hangi Durumlarda Geçerlidir?

Elektrikli araba akü fiyatları tek seferde ödeme bakımından pek çok kullanıcıya zorluk yaşatabiliyor. Bu yüzden Renault gibi bazı markalar bataryaları araçla birlikte satmak yerine eş zamanlı kiralama hizmeti sunuyor. Bataryanın değiştirme hizmeti ve sigortası da kira tutarına dahil ediliyor. Böylece bataryanın performansı düştüğünde veya zarar görmesi halinde, ilgili firma ek masraf olmaksızın yenileme işlemini gerçekleştiriyor.
BMW gibi bazı otomobil üreticileri ise bataryalarına garanti desteği sunarak yapılacak tüm işlemleri peşinen araç satış tutarına yansıtabiliyor. Bakım gerekmesi durumunda yapılacak işlemlerin hayli basit ve uygun fiyatlı olması, potansiyel EV alıcıları için cazip bir seçenek oluşturuyor. Özetle, elektrikli araç batarya kirası veya satış uygulamaları markaların hizmet politikasına göre farklılaşıyor.

8. Elektrikli Araç Bataryası (Pil) Hangi Maddeden Yapılır?

Peki elektrikli araba bataryası nasıl yapılır? Elektrikli araçlarda batarya teknolojisi deyince belirli başlı maddeler öne çıkıyor. EV bataryaları genellikle lityum (lityum karbonat) bazlı olmakla birlikte; ağırlıklı olarak kobalt, manganez, nikel, alüminyum ve grafit gibi birincil bileşenlerin karışımından oluşuyor.
Elektrikli araçlarda kullanılan bataryalar marka modele göre de değişiklik gösteriyor. Örneğin; Tesla bataryası (S modeli özelinde) lityumun dışında kobalt, nikel ve alüminyumdan oluşurken, dünyanın en çok satan elektrikli aracı Nissan Leaf’in bataryası ise lityum-manganez alaşımlı olarak üretiliyor. Bu bileşenlerden bazıları nadir olarak bulunan maddeler iken, bir kısmına göreli olarak daha kolay ulaşılabiliyor.

8.1. Lityum Nedir?

Lityum, yumuşak dokulu ve açık gümüş renkli bir metal elementi türünü ifade ediyor. Doğada diğer elementlerle birlikte bulunan lityum, pil teknolojisinde iyon alaşımlı şekilde kullanılıyor. Elektrikli araçların geleceği için alternatif ham maddeler bulma yönünde çalışmalar gün geçtikçe artsa da lityum iyon (Li-Ion) teknolojisinin günümüzde sektörü domine ettiği söylenebilir.
En iyi lityum iyon batarya, 250 kwh/kg özgül enerji üretiyor. Bu, benzinin enerji yoğunluğunun yüzde 2’si, hidrojenin ise yalnızca yüzde 1’ne denk düşüyor. Dolayısıyla bu bataryalar her ne kadar EV’lerde kullanılsa da yakın vadede uçak ve tren gibi araçlarda kullanılmayacakları öngörülüyor.

8.2. Kobalt Nedir?

Kobalt, doğada diğer minerallerle birlikte bulunan gümüş-beyaz renkli bir geçiş metali elementi. Pek çok sektörde geniş bir kullanım alanına sahip olan kobalta, demir gibi manyetik özellik kazandırılabiliyor. Bu nedenle kobalt, elektrikli araba pili üretiminde manyetik etki için alüminyum ve nikel ile alaşımlı olarak kullanılıyor.

8.3. Manganez Nedir?

Manganez, geçiş metali sınıfında yer alan griye dönük görünüme sahip bir elementi tanımlıyor. Batarya üretimi için iletken bir katkı maddesi olarak kullanılan manganez, pil hücrelerinin katot (pozitif kutup) kutbu için diğer elementlerle (lityum-nikel-kobalt) alaşımlı hale getiriliyor.

8.4. Lityum Karbonat Nedir?

Lityum karbonat, lityum tuzu olarak da bilinen ve beyaz toz görünümüne sahip olan inorganik bir bileşik türü. Diğer lityum ürünlerinin üretiminde kullanılan bu bileşik, ilaç ve elektronik endüstrilerinde geniş bir yer tutuyor. Lityum karbonat, elektrikli araçlarda batarya teknolojisi alanında ise lityum kobalt oksit elde etmek için kullanılıyor.
Çok uluslu yatırım bankası Goldman Sachs’ın yaptığı araştırmaya göre; 70 kwh bataryaya sahip olan Tesla S modelinde, 63 kilogram lityum karbonat eş değeri (lithium carbonate equivalent) ham madde kullanılıyor. Bu da 10 bin telefonun içeriğindeki lityum pil ham maddesine eş değer bir miktar anlamına geliyor. Dolayısıyla elektrikli araçların pazar payında yüzde 1’lik artış olması, lityum karbonata olan talebin yıllık bazda 70 bin ton artacağını gösteriyor.

8.5. Grafit Nedir?

Grimsi-siyah renkli, yağlı ve esnek karbon mineral çeşidine grafit deniyor. İyi elektrik iletkenliğinden dolayı pil teknolojisinde de kullanılan grafit, yardımcı malzeme olarak bataryadan en iyi verimin alınabilmesini sağlıyor. Yapılan yeni çalışmalarla, grafit tabakaları ayrılarak süper iletken bir malzeme olan grafen elde edilebiliyor.
Elektrikli araçlarda batarya teknolojisi için gelecekte oldukça önemli görülen grafen piller, lityum pillere göre 7,5 kat daha fazla şarj edebilme kapasitesine sahip. Ayrıca lityumdan daha ucuz bir malzeme olmasıyla, batarya maliyetlerini büyük oranda düşüreceği de öngörülüyor.

8.6. Nikel Nedir?

Korozyona karşı dayanıklı bir madde olarak genellikle diğer elementlerle alaşımlı kullanılan bir metal türüne nikel deniyor. Ayrıca diğer metalleri korumak amaçlı kaplama olarak da tercih edilen bu madde paslanmaz çelik, mıknatıs, para vb. gereçlerin üretiminde kullanılıyor. Nikelin bu özelliği, pil teknolojisinde de etkili oluyor ve elektrikli araç batarya çeşitleri üretiminde önemli rol oynuyor.

8.7. Alüminyum Nedir?

Alüminyum, yumuşak bir metal türü olup doğada çoğunlukla boksit cevheri olarak bulunuyor. Oksitlenmeye karşı oldukça dirençli bir element olan alüminyum, hafif yapılı olması sayesinde uzay ve havacılık gibi önemli sektörlerde kritik bir yer tutuyor. Bu metal, modern EV bataryalarında nikel ve kobalt ile birlikte kullanılıyor. Ni-Co alkalin adıyla da bilinen bu şarj edilebilir piller, hızlı dolum ve yüksek performans özellikleriyle öne çıkıyor.

9. Elektrikli Araba Batarya Ömrü Ne Kadardır?

Elektrikli araçların batarya özellikleri deyince birçok kullanıcının aklına doğal olarak batarya ömrü geliyor. EV’lerin batarya ömrü, tıpkı akıllı telefonlarda olduğu gibi bataryanın malzemesine ve kullanım yoğunluğuna bağlı olarak değişkenlik gösteriyor.

Yapılan bazı araştırmalar EV bataryalarının değişim gerekmeden 20 yıla kadar kullanılabileceğini gösterse de pek çok otomobil üreticisi bataryanın öngörülen ömrü doğrultusunda 8 ila 10 yıl garanti sunuyor. Bir Li-Ion batarya, ortalama olarak 500 ila 1000 kez şarj edilebilme özelliğine sahip olup, ömrü boyunca 100-160 bin kilometre arası menzil katedebiliyor.

9.1. Elektrikli Araba Batarya Değişimi Nasıl Yapılır?

Elektrikli araç batarya tipleri, aracın markasına göre modüler veya görece daha kompakt bir sisteme sahip olabiliyor. Tam modüler tasarıma sahip olan elektrikli araç batarya çeşitleri, yüzde 5 veya daha fazla performans kaybı yaşadığında belirli hücrelerin değişimine olanak tanıyor. Böylece komple değişime gerek olmaksızın bataryanın ömrü uzatılabiliyor.
Kompakt yapıda tasarlanan bataryalar ise yine birden fazla parçaya sahip olup modül değişimine imkân sağlıyor. Ancak bu türlerde genellikle, üretici tarafından garanti edilen kilometre veya kullanım süresi sonunda servis noktalarında değişim yapılıyor. Kimi batarya üreticileri ise kurdukları istasyonlarla, dönüşümlü batarya kullandırma hizmeti veriyor. Böylece mevcut bataryanın şarjı bittiğinde, kullanıcılar abonmanlık üzerinden hızlıca batarya değişimini yaptırarak yola devam edebiliyor.

Özetle…

Elektrikli araçlarda batarya teknolojisi günden güne gelişerek kullanıcılarına yeni ve kolaylaştırıcı hizmetler sunmaya devam ediyor. Son beş yıl içerisinde piyasadaki dönüşüm göz önünde bulundurulduğunda, EV’lerin yakın zamanda geleneksel otomobillere kıyasla hizmet ve kullanım açısından çok daha fazla fırsat sunacağı öngörülüyor.

Elektrikli araç bataryaları gibi birçok konu hakkında detaylı bilgiler ve EV dünyasından en güncel haberler için EV Hedef Filo’yu takipte kalabilirsiniz. Elektrikli araç şarj istasyonu haritası üzerinden size en yakın istasyonları keşfedebilir ya da elektrikli araç kiralama deneyimiyle EV keyfinizi kesintisiz yaşayabilirsiniz!