Poradíme vám, ako zlepšiť životnosť batérie elektromobilu

Jednoznačne najdôležitejším a zároveň najhodnotnejším technickým prvkom každého elektromobilu je trakčná batéria slúžiaca na samotný pohon vozidla. Výrobcovia neustále zdokonaľujú konštrukciu a chemické zloženie nových batérii a v kombinácii s teplotným manažmentom majú viac menej ošetrenú starostlivosť o batériu už priamo z výroby. Ak si však plánujete elektromobil ponechať dlhšie s cieľom zlepšiť životnosť batérie čo najdlhšie v najlepšej kondícii prinášame zopár tipov ako postupovať.

Z hľadiska použitých batérií dnešným moderným elektromobilom kraľujú Li-Ion batériové články, ktoré sú tu s nami už viac ako 30 rokov. Neustálym vývojom sa zlepšujú parametre nových Li-Ion batériových článkov, ktoré však stále vyžadujú pozornosť a starostlivosť. Vyššie kapacity batérií a s tým súvisiace zvyšovanie výkonov nabíjaní má vplyv na chemické procesy prebiehajúce v samotnej batérii, čo zároveň ovplyvňuje jej životnosť.

Zdroj: Škoda

Každá Li-Ion batéria nielen používaním ale zároveň časom degraduje, čo má za následok postupný pokles jej kapacity, ktorý vplýva na dojazd každého elektromobilu. Výhodou týchto batérií je, že nemajú pamäťový efekt nabíjania, zároveň je ich životnosť ovplyvnená počtom nabíjacích cyklov, ktoré batéria absolvuje.

Jeden nabíjací cyklus predstavuje nabitie batérie z 0 na 100 % jej kapacity. V reálnej prevádzke batéria elektromobilu počas nabíjaní absolvuje čiastkové nabíjania. Ak kapacitu batérie počas štyroch nabíjaní zvýšime vždy o 25 % znamená to, že batéria absolvovala 1 nabíjací cyklus. Výrobcovia elektromobilov najčastejšie uvádzajú, že batéria elektromobilu zvládne 1500 – 2000 nabíjacích cyklov. Po prekonaní tohto počtu je pokles kapacity batérie tak výrazný, že to má zásadný vplyv na komfort jazdy, keďže zásadne klesá dojazd elektromobilu.

Teoreticky možno povedať, že čím je vyššia kapacita batérie, tým viac rastie dojazd elektromobilu, čo sa prejavuje na kilometrovej životnosti batérie. Elektromobil vybavený batériou s kapacitou napr. 35 kWh, pri reálnom dojazde 200 km by mal zvládnuť viac ako 300 000 km do momentu, kým príde k zásadnému poklesu kapacity. A naopak rovnaký elektromobil, ktorý má batériu dvojnásobnej kapacity by mal zvládnuť dvojnásobnú porciu kilometrov.

Ide však o teóriu a na reálnu životnosť batérie majú vplyv aj ďalšie činitele. Najväčšími negatívnymi činiteľmi, ktoré vplývajú na životnosť batérie elektromobilu sú predovšetkým teplota článkov batérie, napätie samotných článkov a nabíjací prúd, ktorý prúdi do článkov. Nielen v živote, ale aj pri batériach elektromobilov platí, že každý extrém škodí.

Tip č. 1 – Správna teplota batérie elektromobilu

Optimálna teplota pre správne fungovanie a životnosť Li-Ion batériových článkov je v rozmedzí 20 – 35 °C. Moderný elektromobil vybavený aktívnym kvapalinovým teplotným manažmentom sa snaží v maximánej miere udržovať teplotu batériových článkov v takomto rozsahu. Nie vždy sa mu to však v optimálnej miere darí čoho príkladom sú extrémne nízke, alebo extrémne vysoké teploty. Aby nedošlo k chemickému poškodeniu batériových článkov riadiaca jednotka zníži výkon nabíjania, aby nedošlo k trvalému poškodeniu batérie.

V zimných mesiacoch pri negatívnych vonkajších teplotách kondícii batérie pomôže ak je elektromobil parkovaný v garáži, ideálne vo vykurovanej. Ak ale iná možnosť nie je a elektromobil parkuje v mrazoch odporúčame premrznutú batériu pred jazdou zohriať. Existuje viacero možností realizácie takéhoto postupu. 

Zdroj: Škoda

Prvým je pripojenie elektromobilu k nabíjačke. Nabijánie zvyšuje teplotu samotných článkov batérie. Pozor však na použitý spôsob nabíjania, v takomto prípade je vhodné používať len pomalé AC nabíjanie striedavým prúdom. Druhým je použitie vzdialeného spustenia vykurovania kabíny vozidla prostredníctvom aplikácie výrobcu elektromobilu. Vykurovnie síce odčerpáva z batérie energiu, dokáže však opäť zvýšiť teplotu článkov batérie a zároveň zlepší komfort v kabíne.

Opačným extrémom sú vysoké letné teploty. Niektoré štúdie dokonca potvrdzujú, že vyššie teploty majú omnoho vačší vplyv na životnosť batérie ako chlad. Počas horúcich letných dní, kedy vonkajšia teplota stúpa nad 30 °C je vhodné elektromobil parkovať v tieni, ideálne v klimatizovanej garáži. Ak však nie je iná možnosť a elektromobil parkujete na priamom slnku nenabíjajte jeho batériu. Využite plánovač nabíjania a snažte sa nabíjanie realizovať v ranných hodinách, kedy sú vonkajšie teploty nižšie.

Tip č. 2 – Nastavenie vhodnej úrovne nabitia

Pokračujeme v extrémoch, v tomto prípade sa pozrieme na elektrické napätie jednotlivých článkov batérie. Nielen nízke, ale aj vysoké napätie článkov samotnej batérii škodí. Čím je vyššia úroveň nabitia batérie v percentách, tým vyššie je napätie článkov batérie a naopak  s nízkou úrovňou nabitia klesá napätie článkov. 

Výrobcovia elektromobilov vo všeobecnosti odporúčajú úroveň nabitia udržiavať v rozmedzí 20 – 80 %. Časté nabíjanie do maximálnej úrovne 100 % neprospieva životnosti batérie, neplatí to však pre batériové články chémie LFP, ktoré by mali byť odolnejšie voči takémuto zaobchádzaniu. Ak už je potrebný maximálny dojazd, je vhodné elektromobil po nabití na 100 % odpojiť od nabíjačky a ideálne absolvovať dlhšiu jazdu.

Zdroj: Volkswagen

A čo opačný extrém v podobe nízkeho napätia súvisiaceho s vybitím batérie? Vo všeobecnosti príležitostné vybitie batérie hlboko pod 10 % nepredstavuje problém pokiaľ sa batéria ihneď začne nabíjať. Odparkovanie elektromobilu s batériou vybitou na 5 % v zimných mesiacoch, čo predstavuje kombináciu nízkeho napätia s nízkou teplotou článkov má negatívny dopad na jej životnosť. Postačí však nabitie aspoň na 20 % kapacity batérie.

Existuje ale ideálna úroveň nabitia batérie elektromobilu? Odpoveď znie áno, odborníci odporúčajú batériu elektromobilu nabíjať v rozpätí 40 – 60 %. V tomto rozsahu dosahujú články batérie najlepšiu úroveň napätia. Pravdou však je, že z praktickej stránky nie vždy je možné elektromobil takýmto spôsobom používať.

Tip č. 3 – Ideálny výkon nabíjania

Ako sme už spomínali v tipe číslo jeden, najvhodnejším spôsobom nabíjania z hľadiska životnosti batérie je pomalé AC nabíjanie striedavým prúdom. Lenže elektromobily sú vybavené rýchlym DC nabíjaním, ktoré umožňuje skrátiť čas nabíjania, čo je veľmi dôležité z hľadiska komfortu jazdy na diaľnici. Elektrická sústava súčasných elektromobilov najčastejšie využíva 400-voltovú architektúru, ktorá má svoje limity súvisiace s výkonom nabíjania.

Vyššia kapacita batérie umožňuje aplikovať vyšší nabíjací výkon. Súčasné maximum, ktoré zvláda 400-voltová architektúra je 250 kW, dosahuje ho napríklad Tesla Model Y Long Range. Pri rýchlych diaľničných presunoch aj s ohľadom na množstvo ultra rýchlych nabíjacích staníc nemá zmysel nabíjať batériu na viac ako 80 % kapacity. Za touto hodnotou výrazne klesá výkon nabíjania a čas nabíjania sa zbytočne predlžuje.

Zdroj: Opel

Čas nemusí vždy hrať hlavnú rolu a preto ak je k dispozícii DC nabíjanie s nižším výkonom, napr. 50 kW použite ho. Nabíjanie bude trvať o niekoľko desiatok minút dlhšie, ale batériové články budú menej zaťažované. Rokmi sa zaužívalo, že rýchle DC nabíjanie má zásadnejší vplyv na životnosť batérie ako pomalé AC nabíjanie. Z celkového počtu nabíjaní elektromobilu by malo pomalé AC nabíjanie výraznejšie prevažovať nad rýchlym DC nabíjaním.

Pre dosiahnutie čo najvyššieho výkonu nabíjania je dôležité, aby teplota batériových článkov mala optimálnu hodnotu. Stará sa o to teplotný manažment, ktorý tento proces riadi a podľa potreby batériu chladí alebo zohrieva. Pri nižších vonkajších teplotách veľkú úlohu zohráva predohrev batérie, ktorý sa najčastejšie aktivuje prostredníctvom plánovania trasy v navigácii. Niektoré elektromobily ponúkajú aj manuálne spustenie predohrevu prostredníctvom infotainmentu.

Okrem DC nabíjania jednosmerným prúdom z hľadiska výkonu nabíjania veľkú úlohu zohráva aj systém rekuperácie energie. Moderné elektromobily sú vybavené výkonným systémom rekuperácie, ktorého výkon mnohokrát je vyšší ako výkon niektorých DC nabíjacích stojanov. Batérii elektromobilu neprospieva využívanie maximálneho výkonu rekuperácie pri podchladených článkoch batérie a už vôbec nie v kombinácii s veľmi nízkou úrovňou nabitia batérie.

Zdroj: BMW

Súčasné moderné elektromobily disponujú sofistikovanými riadiacimi jednotkami, ktoré v maximálnej miere zabezpečujú aby batériové články boli vždy v najlepšej kondícii. V ideálnom svete s cieľom poskytnúť batérii čo najlepšiu starostlivosť by majiteľ mal svoj elektromobil nabíjať nižším výkon prostredníctvom pomalého AC nabíjania a udržiavať úroveň nabitia batérie v rozmedzí 40 – 60 %. Elektromobil je v prvom rade dopravný prostriedok, ktorý má slúžiť svojmu majiteľovi a nie vždy je možné sa držať spomínaných tipov.

Predchádzajúce tipy vám majú predovšetkým ukázať, ktoré extrémy najviac škodia batérii elektromobilu. Ich dodržiavaním pravdepodobne poskytnete batérii elektromobilu maximálnu starostlivosť. V dnešnej uponáhľanej dobe nie je ľahké dodržiavať všetky tieto tipy, dôležité je si však uvedomiť, že tak ako v bežnom živote aj pri používaní elektromobilu platí, že najviac batérii škodia extrémy či už príliš nízka, alebo naopak vysoká teplota článkov, úroveň nabitia alebo príliš vysoký výkon nabíjania.

Pridaj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Vyžadované polia sú označené *