Poprawne ładowanie auta elektrycznego - dlaczego to taka ważna sprawa?
Samochód elektryczny to urządzenie napędzane baterią trakcyjną. Baterie montowane w dzisiejszych EV, to swego rodzaju banki energii, działające w dwóch systemach. Pierwszy z nich mający już kilka ładnych lat, to baterie wykonane w architekturze 400V.
Mogą one ładować się nawet mocą 250 kW, co bardzo przyśpiesza ładowanie się naszego elektryka, ale ma jeden minus. Wyzwala dużo ciepła, co było i jest problemem każdego rodzaju baterii używanych do napędu aut.
Architektura 400V pozwala na przykład Tesli Model 3 naładować się od 10 do 80% stanu baterii w około 27 minut. To spokojnie pozwala na kontynuowanie podróży. Jednak jest coś szybszego...
Drugi rodzaj baterii to prawdziwi mistrzowie prędkości, czyli architektura 800V (lub więcej nawet 900V, choć tego rozwiązania jest na rynku bardzo mało), ma ją zaledwie kilka aut na rynku (Porsche, Hyundai, Kia). Te baterie są naprawdę szybkie, jeśli chodzi o ładowanie, jednak wymagają odpowiedniej stacji ładowania DC-prądu stałego. Stacja musi również działać z napięciami 800V i wyższymi.
Takim przykładem może być sieć IONITY i ich stacje o mocy 350 kW, które to mając właśnie odpowiednio wysokie napięcie mogą naładować baterie Hyundaia IONIQ 6 w technologii 800V, od 10-80% w niespełna 18 minut.
Czy to jest zdrowe dla baterii?
Właśnie. Minusem szybkiego ładowania DC (Direct Current) czyli prądem stałym, jest ogromne obciążenie baterii trakcyjnej. Mamy więc z jednej strony szybkość ładowania która nas cieszy, z drugiej zaś bateria dostaje porządnego „kopa”, szczególnie jeśli chodzi o temperaturę, która to zdecydowanie źle wpływa na żywotność baterii. Jak dowodzą ostatnie badania przeprowadzone w USA, samo ładowanie prądem DC nie szkodzi baterii. Zgubne dla niej są tak zwane ekstrema.
O co chodzi?
O zbyt wysokie lub zbyt niskie stany naładowania baterii trakcyjnej i utrzymywanie takiego stanu, przez dłuższy czas w niesprzyjających warunkach atmosferycznych. Chodzi o upały lub bardzo niskie temperatury.
Proces, w którym bateria ulega stopniowemu pomniejszeniu swojej pierwotnej pojemności energetycznej nazywamy degradacją baterii.
Nie bójmy się jednak tego, bo degradacja to, po pierwsze normalne zjawisko. Po drugie jest ona w bateriach litowo-jonowych zjawiskiem powolnym. Największą znaną mi degradację baterii miał pewien kurier z Kanady w swoim Modelu 3 Long Range, chodzi o auto marki Tesla.
Osiągnął on degradację na poziomie 20% pierwotnej pojemności, jednak nastąpiło to dopiero po osiągnięciu przez auto przebiegu ponad 500 000 km. Zaznaczam, że ładował auto na szybkich ładowarkach DC, zapewne zawsze do 100% pojemności, co walnie przyczyniło się do niepożądanego zjawiska.
Jednak my jeżdżąc EV, aby osiągnąć przebieg 500 000 km, zakładając, że jeździmy średnio rocznie około 25 000 km musielibyśmy używać naszego elektryka przez 20 lat aby powtórzyć wyczyn kierowcy z Kanady. Nie ma więc powodów do zmartwienia.
Zbawienie dla baterii, czyli ładowanie prądem przemiennym AC.
Jak się okazuje nie każdy rodzaj ładowania jest tak obciążający dla baterii naszych elektryków.
Ładując auto prądem AC (przemiennym lub zmiennym) dajemy jej możliwość stosunkowo powolnego uzupełniania energii. Ładowanie takie odbywa się w domu, albo ze zwykłego gniazdka 230V, albo z tak zwanej siły, która podaje prąd o nieco innych parametrach niż jednofazowe gniazdko w ścianie.
Taki prąd określany właśnie mianem siły to zasilanie 3-fazowe, o napięciu 400V i natężeniu 16 amper. Jeśli ze zwykłego gniazdka otrzymamy moc około 2,3-3,2 kW, o tyle „siła” zapewni nam moc rzędu 11 kW, co bardzo przyśpiesza ładowanie naszego EV w zaciszu domowym i skraca czas ładowania do kilku nocnych najczęściej godzin. Podczas których mamy zazwyczaj niższe stawki za energię u naszego dostawcy, co przekłada się na tańszą jazdę naszym EV.
Ładowanie AC nie ma aż tak dużego wpływu na degradację baterii, ponieważ podaje prąd w niskim napięciu i natężeniu, oraz o niskim amperażu. To wszystko sprawia, że bateria nie nagrzewa się aż tak mocno jak w przypadku ładowania DC, nawet w trakcie upalnego lata. A to właśnie temperatura jest wrogiem długowieczności baterii litowo-jonowych.
Podsumowując, bateriom litowo-jonowym szkodzą najbardziej:
- Naładowanie auta do 100% podczas upałów lub dużych mrozów i pozostawienie go w takim stanie na wiele godzin.
- Nadmierne rozładowanie akumulatora i utrzymywanie go przez długi czas w takim stanie.
- Ładowanie na stacjach o bardzo dużej mocy, szczególnie podczas letnich upałów, do poziomy maksimum, czyli 100%.
Jeśli będziemy przestrzegać pewnych zasad, co do ładowania naszego auta, bateria wytrzyma wiele lat, bez większych problemów z jej degradacją. Po naszych drogach jeżdżą auta elektryczne mające setki tysięcy przejechanych kilometrów a degradacja ich baterii nie przekracza 10-12%. Co jest rewelacyjnym wynikiem.
