З апознатите с темата електрическа мобилност знаят защо скоростта на зареждане пада рязко в един момент, но това все още не са чак толкова много хора у нас. Затова разнищваме един феномен, свързан със зареждането на батерията. Той е свързан с първоначалната много висока мощност на зареждане, но в един момент този процес рязко се забавя, колкото батерията се приближава по-близо до 100% заряд.
Независимо дали DC зарядната станция е с капацитет 150, 250 или дори 350 киловата, към края на зареждането автомобилът ви може да приема само малка част от тази мощност. Това не означава, че има проблем със зарядното устройство. В голяма степен това е заложено умишлено.
Батериите на електромобилите са проектирани така, че да намаляват мощността на зареждане с повишаване на нивото на заряд, като най-същественото забавяне обикновено настъпва към горната граница на използваемия капацитет на батерията.
Електромобилът не се зарежда с еднаква скорост през цялото време
Според Министерството на енергетиката на САЩ (DOE) повечето батерии намаляват мощността на зареждане, когато нивото на заряд е между 80 и 100% по време на бързо зареждане. Следователно стойността, посочена върху зарядната станция, представлява максималния възможен капацитет на мощността, а не гаранция, че автомобилът ви ще я получава през целия процес на зареждане. Когато нивото на заряд на батерията е сравнително ниско, колата обикновено може да приема голяма мощност. С добавяне на заряда системата за управление на батерията постепенно намалява количеството електроенергия, постъпващо в клетките.
Моделите за зареждане на DOE ясно показват това: мощността на зареждане може да остане висока през по-голямата част от процеса, преди рязко да спадне при по-високи нива на заряд. Ето защо електромобилът може да премине от 20% до 50% заряд изненадващо бързо, но да се нуждае от значително повече време, за да достигне от 80% до 100%.
Националната лаборатория за възобновяема енергия (NREL) също отбелязва, че мощността при бързо зареждане с постоянен ток може значително да спадне при високо ниво на заряд; това означава, че добавянето на 1% заряд, когато батерията е на 95%, може да отнеме много повече време, отколкото добавянето на 1% при ниво от 60%.
Батерията се защитава сама
Забавянето на скоростта на зареждане не е просто произволно софтуерно ограничение. Литиево-йонните батерии имат електрохимични ограничения, които стават все по-съществени, когато клетките достигнат висока степен на зареденост.
По време на зареждане литиевите йони навлизат в електродната структура на батерията. Вкарването на електричество в почти напълно заредена клетка става по-трудно, а твърде интензивното зареждане може да повиши температурата и да доведе до нежелани химични и механични промени вътре в батерията.
Учените са установили как движението на лития и механичните напрежения в електродите могат да повлияят на производителността и дълготрайността на батерията. Поради това системата за управление на батерията в автомобила непрекъснато следи показатели като степен на зареденост, температура и други параметри на батерията. Тя може да намали мощността на зареждане, когато е необходимо, вместо просто да изисква максимално възможната мощност от зарядното устройство.
Ето защо зареждането на последните 20% отнема толкова време
Кривата на зареждане варира в зависимост от автомобила, химическия състав на батерията, температурата и зарядното устройство, но основният модел е сходен:
• Ниско ниво на заряд: Батерията обикновено може да приема сравнително висока мощност на зареждане.
• Средно ниво на заряд: Високата мощност на зареждане може да се запази, в зависимост от автомобила и условията.
• Около 70–80%: Много електромобили започват по-осезаемо да намаляват мощността на зареждане.
• 80–90%: Намаляването на мощността може да стане много по-изразено.
• 90–100%: Зареждането може драстично да се забави, докато батерията наближава горната си граница.
• 100%: Автомобилът спира нормалното зареждане, след като батерията достигне целевото ниво на заряд.
Ето защо обявените времена за зареждане често се фокусират върху диапазона от 10 до 80%, а не върху 0 до 100.
Съществуват и разлики между отделните електромобили. Някои могат да поддържат висока мощност на зареждане до по-високо ниво на заряд, докато при други намаляването на мощността започва по-рано. Температурата на батерията също е от значение: студената или прекомерно горещата батерия може да ограничи мощността на зареждане, още преди да се достигне диапазонът на високо ниво на заряд. Защото възможно най-бързото зареждане невинаги е най-добрият начин за пълно зареждане на литиево-йонна батерия.
Колкото по-близо е батерията до пълния си капацитет, толкова по-внимателно автомобилът трябва да управлява процеса на зареждане. Намаляването на мощността помага за контролиране на отделяната топлина и електрическото натоварване, като позволява на системата за управление на батерията да доведе клетките до целевото им напрежение, без просто да подава максимален ток към тях. Има и практическа причина за намаляването на мощността: повечето шофьори всъщност нямат нужда от 100% заряд по време на спиране за зареждане при дълго пътуване.
Ако пътувате на дълго разстояние, прекарването на още 20 или 30 минути в чакане за последните няколко процента може да осигури по-малко полезен пробег за всяка минута престой, отколкото ако изключите зарядното по-рано и продължите пътуването си.