Elektromobilis šaltyje kraunasi dvigubai ilgiau? Priežastis dažnai slypi pačioje baterijoje

Privažiuojate prie greitojo įkrovimo stotelės, prijungiate laidą ir vietoj įprastų 80 kW ekrane pamatote vos 25 kW. Lauke nedidelis šaltukas, automobilis apynaujis, o suplanuota trumpa pertrauka pradeda ilgėti. Tokia situacija dar nereiškia gedimo: atšalusi baterija negali saugiai priimti tokios pat įkrovimo galios kaip tinkamai pašildyta. Tačiau visų lėto įkrovimo atvejų nurašyti žiemai taip pat nereikėtų.

Įkrovimo trukmė šaltyje gali pailgėti dvigubai ar dar daugiau, bet vieno visiems elektromobiliams galiojančio koeficiento nėra. Rezultatas priklauso nuo baterijos temperatūros, jos įkrovos, automobilio šildymo sistemos ir pačios stotelės galimybių. Lietuvos vairuotojams tai ypač aktualu po nakties lauke, kai iki artimiausios greitojo įkrovimo stotelės nuvažiuojami vos keli kilometrai. Įkrovimo operatorius IONITY būtent trumpą kelionę su dar neįšilusia baterija įvardija kaip vieną mažos galios priežasčių.

Kodėl šalta baterija negali krautis taip pat greitai?

Daugelyje elektromobilių naudojamuose ličio jonų elementuose įkrovimo metu ličio jonai juda į neigiamą elektrodą ir įsiterpia į grafito struktūrą. Žemoje temperatūroje šie procesai sulėtėja. Jeigu tokiomis sąlygomis būtų tiekiama pernelyg didelė srovė, metalinis litis galėtų pradėti nusėsti elektrodo paviršiuje.

Šis reiškinys vadinamas metalinio ličio nusodinimu, angliškai – lithium plating. Jis gali mažinti baterijos talpą, o tam tikromis sąlygomis susidarantys dariniai didina vidinio trumpojo jungimo riziką. Todėl šaltos baterijos greitojo įkrovimo ribojimas turi aiškų techninį pagrindą.

Vairuotojas šių procesų nemato. Jis mato tik mažesnį kilovatų skaičių ir lėčiau didėjantį įkrovos procentą. Automobilio elektronika tuo metu turi suderinti norimą greitį su baterijai tinkamomis darbo sąlygomis.

BMS gali sumažinti galią, tačiau vienos temperatūros ribos nėra

Baterijos valdymo sistema, vadinama BMS, stebi jos būklę ir nustato leistinas įkrovimo ribas. Kai baterija per šalta arba per karšta, sistema gali sumažinti įkrovimo galią. Galia taip pat keičiasi didėjant įkrovai – tai įprasta automobilio įkrovimo kreivės dalis.

Todėl teiginys, kad visi elektromobiliai ties +5 ar +10 °C vienodai apriboja srovę, būtų netikslus. Skirtingi modeliai naudoja skirtingus elementus, šilumos valdymo sistemas ir valdymo algoritmus. Kai kurių automobilių instrukcijose įspėjama apie ilgesnį greitąjį įkrovimą jau aplinkos temperatūrai nukritus žemiau +10 °C, tačiau tai nėra universali visų baterijų veikimo riba.

Svarbi ir ankstesnė automobilio būklė. Po nakties šaltyje baterija gali būti gerokai atvėsusi, nors dieną oras jau sušilo. Šiltas salonas taip pat savaime neparodo, kad baterija pasiekė greitajam įkrovimui tinkamą temperatūrą.

Greitas elektromobilio įkrovimas

Ką praktiškai reiškia sumažėjimas nuo 80 iki 30 kW?

Skirtumą geriausiai parodo paprastas skaičiavimas. Tarkime, elektromobilio naudingoji baterijos talpa yra 60 kWh, o įkrovą norima padidinti nuo 10 iki 80 proc. Į bateriją reikėtų papildomai sukaupti apie 42 kWh energijos.

Tai iliustracinis skaičiavimas, o ne konkretaus automobilio bandymas. Jame neįvertinti nuostoliai ir šildymui sunaudojama energija. Be to, realios sesijos metu galia kinta, todėl vienas ekrane trumpam parodytas skaičius dar neatskleidžia visos įkrovimo trukmės.

Vis dėlto mastas aiškus: vidutinei galiai sumažėjus perpus, tam pačiam energijos kiekiui perduoti teoriškai reikia dvigubai daugiau laiko. Todėl reklaminiame aprašyme nurodytas įkrovimo laikas neturėtų būti suprantamas kaip pažadas bet kokiomis žiemos sąlygomis.

Daugiausia padeda pasiruošimas dar prieš atvykstant

Jeigu automobilis turi baterijos paruošimo greitajam įkrovimui funkciją, ją verta naudoti pagal gamintojo instrukciją. Kai kuriuose modeliuose pašildymas įjungiamas automatiškai, automobilio navigacijoje pasirinkus suderinamą įkrovimo stotelę. Kituose numatytas atskiras valdymas.

Pavyzdžiui, „Tesla“ savo „Model 3“ instrukcijoje rekomenduoja navigaciją į įkrovimo vietą naudoti bent 30–45 minutes prieš atvykstant, kad sistema turėtų laiko paruošti bateriją. Jei kelionė trumpesnė, gamintojas siūlo apsvarstyti pašildymą dar prieš išvažiuojant. Tai konkretaus gamintojo rekomendacija, o ne visiems elektromobiliams vienodas laukimo laikas.

Todėl stotelę automobilio navigacijoje naudinga pasirinkti iš anksto. Jei ji nustatoma tik įvažiavus į aikštelę, baterijai paruošti laiko gali nebeužtekti. Taip pat verta patikrinti, ar konkrečiame modelyje baterijos pašildymą iš tiesų įjungia naudojama navigacijos sistema.

Kodėl namuose įkrovimas irgi gali sulėtėti?

Kraunant kintamąja srove namuose, galia paprastai mažesnė nei greitojoje stotelėje, tačiau žema temperatūra išlieka svarbi. Dalis iš tinklo gaunamos energijos gali būti naudojama baterijos temperatūrai palaikyti ar jai šildyti. Kai kuriomis sąlygomis tai reiškia lėtesnį įkrovos didėjimą.

JAV Energetikos departamentas rekomenduoja, jei automobilis turi tokią funkciją, saloną ir bateriją paruošti išvykimui dar prijungus automobilį prie įkrovimo. Tai leidžia pasiruošimui naudoti išorinį energijos šaltinį.

Uždaras garažas taip pat gali padėti išlaikyti palankesnę temperatūrą. Tačiau vien stogelis nuo kritulių nereiškia, kad per naktį baterija liks šilta. Konkrečiam automobiliui tinkamą įkrovimo ir išvykimo grafiką geriausia nustatyti pagal jo instrukciją bei kasdienį naudojimą.

Maža galia gali būti susijusi ir su stotele

Prieš nusprendžiant, kad kaltas šaltis, verta pažiūrėti į baterijos įkrovos lygį. Jei ji jau beveik pilna, sumažėjusi galia gali būti visiškai įprasta net vasarą. „Ignitis ON“ primena, kad pirmieji 70–80 proc. paprastai pasiekiami greičiau nei paskutinė įkrovos dalis.

Svarbios ir stotelės sąlygos. Jos nurodyta didžiausia galia nėra pažadas, kad tiek gaus kiekvienas prijungtas automobilis. Riboti gali pats elektromobilis, o kai kuriose stotelėse galia dalijama kelioms tuo pačiu metu naudojamoms jungtims.

Jeigu įkrovimas neįprastai lėtas, pirmiausia patikrinkite automobilio pranešimus, įkrovos procentą ir stotelės informaciją. Nuolat atjunginėti ir vėl jungti laidą vien dėl mažo galios skaičiaus nėra prasminga. Jei rodoma klaida arba sesija nutrūksta, vadovaukitės stotelės instrukcija ir kreipkitės į operatorių.

Kada jau verta ieškoti gedimo?

Vien šaltą rytą pastebėta maža galia dar nėra pakankamas pagrindas įtarti baterijos gedimą. Tačiau papildomo patikrinimo verta neatidėlioti, jei automobilis pateikia įspėjimus, įkrovimas nuolat nutrūksta arba neįprastai maža galia kartojasi skirtingose tinkamose stotelėse ir palankiomis sąlygomis.

Lyginti reikėtų panašias sesijas: esant panašiam įkrovos lygiui, paruošus bateriją ir naudojant tinkamos galios prieigą. Šiltas salonas ar ilgesnė kelionė savaime dar nepatvirtina optimalios baterijos temperatūros.

Žiemą kelionei verta palikti daugiau laiko ir energijos atsargos. Tačiau pažadas, kad užteks palaukti penkias ar dešimt minučių ir įkrovimas būtinai paspartės, būtų pernelyg drąsus. Daugiau naudos duos laiku įjungtas baterijos paruošimas ir žinojimas, kokios galios konkrečiomis sąlygomis galima tikėtis iš savo automobilio.