Как да боравите правилно с акумулатора на електрическата си кола

Електрическите коли се нуждаят от електричество, за да ги карат и трябва да преместват тази енергия в батерия. Следователно предизвикателството за автомобилните разработчици е да проектират акумулаторни системи, които могат да абсорбират възможно най-много енергия и в същото време да се справят с възможно най-ниското тегло.

Настоящото техническо решение на този проблем е използването на литиево-йонни батерии. В електрическите автомобили тези батерии се състоят от голям брой отделни акумулаторни клетки, които са комбинирани с управление на батерията и климатик, за да образуват акумулаторна система.

Батериите губят капацитета си само чрез стареене

Литиево-йонните батерии предлагат много предимства по отношение на енергийната плътност или възможната скорост на зареждане. Компонентите обаче също се износват поради физически процеси. Литиево-йонните батерии не могат да се зареждат и разреждат безкрайно. В даден момент запасимият токов капацитет спада, защото материалите, които са вградени в батериите, променят своите физически свойства отрицателно. Този процес на загуба, който вече се задейства от стареенето, се нарича деградация.

Крайностите излагат акумулатора на електрическата кола под стрес

Значителен фактор в процеса на стареене е текущата сила, с която батерията се зарежда или разрежда. Освен това има и други фактори, които могат да изложат на батерията стрес, например пълно разреждане или постоянно зареждане до 100% ниво на зареждане. Ето защо поведението на потребителя е толкова важно за поддържане на експлоатационния живот на батерията.

Има няколко мита за акумулатора на електрическата кола

В обществената дискусия за електромобилността, твърдяната кратка експлоатационна продължителност на батерийните системи играе важна роля. В този контекст многократно се изразяват митове, че тези батерии имат обхват само 100 000 км. Също така често се твърди, че експлоатационният живот на батериите е ограничен до 1000 или 2000 процеса на зареждане.

Като цяло може да се каже, че такива твърдения твърде опростяват сложните физически процеси в батерията. Например какви точно трябва да бъдат 1000 процеса на зареждане? Тогава батерията зарежда ли се 1000 пъти от 0 до 100%? Това обаче не е реалистичен сценарий, защото само в много малко случаи електрическите автомобили се зареждат, докато не са напълно празни. Накратко: такива общи изявления предлагат малко информация за реалните обстоятелства.

C-стойността

Физическите свойства на батерията се запазват най-дълго, когато е заредена с ниски токове. Това означава както процеса на зареждане, така и процеса на разреждане. Така наречената стойност C не трябва да бъде по-голяма от 1 и за двата процеса. Инженерите използват стойността C, за да изчислят максималния разряден ток. Той описва връзката между размера на батерията и тока, с който батерията се зарежда в момента.

Пример за изчисляване на C-стойността

Да приемем, че батерията има капацитет от 50 kWh.

Ако тази батерия се зарежда с мощност 50 kW, C-стойността = 1.
Ако превозното средство се ускори с такава батерия, от него може да се изведе мощност от 100 kW. Тогава C-стойността е 2.
В случай на натоварване от 11 kW, стойността C е 0,22.
Когато се зарежда с ток от 100 kW, стойността C също е 2.

Прилага се следното правило: Изгодно е за експлоатационния живот на батерията, ако стойността C е по-малка от 1 при разреждане и зареждане.

Акумулаторите на електрически автомобили не понасят екстремни температури

На първо място, добрата новина: В електрическите автомобили автоматичният климатик гарантира, че батериите не са претоварени от екстремни температури. Това има смисъл, тъй като температурите между -10 и +40 градуса по Целзий обикновено са абсолютните минимални и максимални граници, на които батерията трябва да бъде изложена по време на работа. Стойности отдолу или отгоре могат сериозно да го повредят. Ето защо батерийните системи в електрическите автомобили имат съответно регулиране на температурата. Това гарантира, че батерията винаги е правилно загрята или охладена.

Но каква е оптималната температура? Оптималната работна температура за батерията е тази, при която хората също се чувстват най-комфортно - малко под 20 градуса. 10 градуса по Целзий обаче са още по-добри за чисто съхранение, когато не се използват.

Как правилно да зареждате батерията на електрически автомобил?

Силните токове натоварват батерията главно защото могат да я нагреят. Това е особено в случая при зареждане, тъй като токът действа върху батерията за по-дълъг период от време. Въпреки това, електрическата мрежа предлага различни амперажи, с които може да се черпи електричество.

В обобщение може да се каже: колкото по-бавно се зарежда батерията, толкова по-добре. Поради това не се препоръчва постоянно зареждане в станции за бързо зареждане със силен ток със стойност C> 1. Зареждането в станциите за бързо зареждане може да бъде неизбежно при пътуване на дълги разстояния и такъв процес на зареждане не води веднага до пълна загуба на батерията. Но в ежедневието трябва да го избягвате, ако е възможно.

Оптимално състояние на зареждане: не напълно празно и не напълно пълно

Легендата обича да циркулира публично, че е добре за батерията, ако тя е напълно разредена отново и отново. Само тогава той може напълно да запази възприемчивостта си. По отношение на литиево-йонните батерии, често използвани в електрическите автомобили, това мнение е фундаментално погрешно и обратното е вярно.

Много по-добре е батерията да запази работата си, ако е презаредена, преди да е напълно разредена. Системата се стресира, когато последните няколко йона трябва да бъдат натиснати. Ето защо никога не трябва да разреждате автомобила си под ниво на зареждане от 20%. И ако вече сте достигнали толкова ниско ниво на батерията, тогава е важно да избягвате разреждането възможно най-много. Защото това наистина означава стрес за ценния компонент.

В другия край на скалата също можете да се държите по-нежно по отношение на физиката на батерията. Би било идеално да приключите процеса на зареждане, когато нивото на зареждане е 90% или по-добро от 80%. Така че, ако винаги работите с батерията между 20 и 80% ниво на зареждане, спестявате батерията и помагате да я поддържате. Следователно зареждането до 100% е възможно само в изключителни случаи, например преди пътуване на дълги разстояния.

В този смисъл не е подходящо просто да се публикува максимален брой цикли на зареждане, след което капацитетът на батерията неизбежно ще намалее. Такива опростени изчисления pi-times-thumb не показват надеждни инструкции.

Правилно управление на батерията

За физиката на батерията е без значение дали натоварванията са причинени от силни токове по време на зареждане или от разреждане. Следователно, освен внимателното зареждане, решаващо е и предпазливото поведение на шофьора на електрическия автомобил.

Добре известно е, че електрическите автомобили имат значително по-добри стойности на ускорение от конвенционално задвижваните автомобили. Това изкушава много потребители да ускорят колата до максимум, тъй като в крайна сметка често сте най-бързият, когато запалите светофара. Силно ускорение означава използване на висока мощност. Постоянно и винаги „пълната газ” е вредно за „здравето на батерията”.

Това явление се основава от своя страна на температурата. Когато газът е натиснат, се извиква силен ток, който батерията също доставя. В резултат на това се загрява за кратко време, тъй като климатикът не може да осигури съответното намаляване на температурата за същия период. Просто е твърде бавно. Дори тук няма пълна загуба, само защото веднъж сте извикали пълно ускорение. Управлението на батерията предотвратява наистина фундаментално увреждащо поведение. Извличането на висока мощност просто се предотвратява чрез подходяща ключалка. Следователно електрическите автомобили не трябва да се карат с пълно натоварване в продължение на часове.

Заключение: Ето как се справяте правилно с акумулатора на електрическата кола

Ако зареждате батерията си с ниски токове, поддържате нивото на зареждане между 20 и 80% и не ускорявате постоянно с натиснат педал на газта, избягвате напрежението на батерията и поддържате нейния капацитет.

Автор: Дирк Баранек е управляващ директор на агенция за дигитални комуникации в Щутгарт. Работил е като онлайн редактор и журналист на свободна практика (DJV), блогър е, PR консултант, лектор и шофьор на Tesla.