Dabar, kai Lietuvoje statoma daugiau greito įkrovimo stotelių elektromobiliams ir jų vairuotojams tenka derinti spartaus bei optimalaus įkrovimo režimus, verta atkreipti dėmesį į pačią baterijos sandarą.
Elektromobilių baterijos susideda iš gana didelio kiekio celių, dažniausiai nuo 96 vienetų iki 10 tūkstančių. Dėl ne idealaus gamybos procesų tikslumo ir medžiagų grynumo, nėra įmanoma pagaminti dviejų visiškai identiškų celių (kaip ir bet kokių kitų gaminių), todėl jų charakteristikos ir įkrovimo galimybės šiek tiek skiriasi.
Dėl to, įkrovimo metu yra būtina energiją tolygiai paskirstyti visoms celėms, o tai atlieka baterijoje esanti akumuliatorių valdymo sistema. Šis baterijos celių balansavimas yra gana lėtas procesas ir vyksta nuolat, kai kuriais atvejais net kai elektromobilis stovi nenaudojamas.
Naudojantis greitu įkrovimu, kurio galia gali būti apie 120 kW ir trukmė skaičiuojama minutėmis, akumuliatoriaus valdymo sistema yra nepajėgi balansavimą atlikti laiku. Dėl šios priežasties dažnai greito įkrovimo laikas yra reklamuojamas iki tam tikro įkrovos lygio, pavyzdžiui „30 minučių iki 80 proc. įkrovos“, bet ne iki 100 procentų.
Elektromobilį daug kartų iš eilės kraunant vien greituoju būdu, baterija gali išsibalansuoti ir sumažėti jos panaudojama talpa
Elektromobilį daug kartų iš eilės kraunant vien greituoju būdu, baterija gali išsibalansuoti ir sumažėti jos panaudojama talpa.
Taip pat gali sutrikti nuvažiuojamo atstumo prognozė, kadangi tiksliam baterijos nusidėvėjimo įvertinimui yra reikalingas įkrovimas iki 100 proc. Būtina paminėti, kad ekrane matomas energijos likutis procentais tėra įvairiais algoritmais apskaičiuota prognozė, o ne realus skaičius. Šie algoritmai gali labai skirtis, nuo gana tikslių iki visai primityvių, dažniausiai naudojamų elektriniuose prietaisuose.
Geras pavyzdys yra mobilieji telefonai ir kompiuteriai: jei daug kartų iškrausite ir vėl įkrausite ne iki 100 proc., prognozuojamas energijos likutis, išreiškiamas procentais, gali stipriai skirtis nuo realybės ir, vieną dieną, dirbant kaip įprasta, įkrovos prognozei pakritus iki 30 proc., procentai gali imti tirpti tiesiog akyse ir kompiuteris greitai išsijungs, nors dar prieš kelias minutes rodė, kad liko dvi valandos darbo.
Kaip derinti įkrovimo režimus?
Bendruoju atveju, reikėtų nesigilinti į technines smulkmenas, kadangi visu tuo jau pasirūpino jūsų elektromobilio gamintojas, ir rinktis sau patogų būdą. Tačiau vis tik rekomenduočiau bent kartais pasinaudoti „lėtuoju“ įkrovimo būdu, kadangi tai gali būti būtina dalies gamintojų akumuliatoriams. Daugiau informacijos, kaip elgtis – konkretaus elektromobilio modelio valdytojo instrukcijoje.
Optimalus būdas keliauti elektromobiliu
Jei atstumas ilgas, greito įkrovimo taškų aplankymo greičiausiai neišvengsite. Tačiau, jei yra galimybė rinktis, geriau jų vengti: sutaupysite laiko ir energijos, kadangi net ir „greitas“ įkrovimas užtrunka bent 30 minučių, o didelės galios perdavimo metu atsiranda daugiau šiluminių nuostolių, taigi tam pačiam atstumui įveikti yra sunaudojama daugiau elektros energijos. Jei energijos panaudojimo efektyvinimas yra aktualus, šio sprendimo siūlyčiau vengti. Ypač tiems, kas svarsto ar jau įsirengė greito įkrovimo tašką namie ar darbe.
Trys svarbiausi dėsniai:
1. Greičiau įkraunamos ir iškraunamos baterijos atlaiko daugiau ciklų
Yra nusistovėjusi vieša nuomonė, kad greitas ir dažnas įkrovimas trumpina ličio akumuliatoriaus ilgaamžiškumą. Iš dalies tai yra tiesa, tačiau naujausi tyrimai tiksliau aiškina šią situaciją. Vienas žymesnių šios srities tyrimų buvo Kanados Dalhauso universiteto profesoriaus Jeffo Dahno pristatytas 2013 metais.
Tyrimo rezultatai parodė, kad baterijos ilgaamžiškumas nepriklauso nuo vis dar standartiniu parametru laikomo ciklų skaičiaus.
Bandymų metu baterijos buvo cikluojamos (daug kartų pilnai įkraunamos ir iškraunamos) skirtingais greičiais, tačiau buvo gautas priešingai, negu buvo galima tikėtis, rezultatas: – kuo greitesnis įkrovimas ir iškrovimas buvo taikomas, tuo daugiau ciklų baterijos atlaikė. Taigi, atrodytų, kad elektromobilio akumuliatorius apsimoka įkrauti sparčiu režimu ir tuoj pat jį maksimaliai iškrauti, o tai reiškia – intensyviai keliauti elektromobiliu.
Kita vertus, pažiūrėjus į bandymo laiką tapo aišku, kad šiuo atveju ilgaamžiškumas buvo ribojamas ne ciklų skaičiaus, o laiko, kadangi visais atvejais nusidėvėjimas buvo proporcingas eksperimento trukmei.
2. Baterijų ilgaamžiškumui didžiausią įtaką turi ne įkrovimo greitis, o šalutiniai veiksniai: temperatūra, įkrovos lygis ir laikas, kurį baterija būna veikiama šių veiksnių.
Būtent todėl, siekiant maksimalaus ilgaamžiškumo, yra būtina suvaldyti šiuos veiksnius. Natūralu, kad greičiau įkraunamas akumuliatorius labiau šyla, todėl yra veikiamas aukštesnės temperatūros ir greičiau nusidėvi. Dėl šios priežasties didieji gamintojai savo produkcijoje vykdo temperatūrinę kontrolę, kuri palaiko vienodą temperatūrą ir įprasto, ir greito įkrovimo metu. Tokiu atveju ilgaamžiškumas skiriasi labai nežymiai. Tai įrodo ir „Tesla“ elektromobilio „Model S“ naudojimo statistika: nors ir šiame elektromobilyje naudojamų ličio celių specifikacijoje nurodyta, kad jų garantuotas ciklų skaičius yra vos 300, tačiau šių metų statistika rodo, kad nuvažiavus 100 tūkstančių kilometrų baterijos talpa sumažėja tik 5 procentų.
Atsakymas į klausimą, ar greitas įkrovimas turi neigiamos įtakos akumuliatoriaus ilgaamžiškumui, būtų teigiamas.
Tačiau vienoms sistemoms įtaka minimali, kitoms – gana didelė. Viskas priklauso nuo panaudotų medžiagų, baterijos konstrukcijos ir kokiu būdu yra valdomi procesai. Galutinis vartotojas vis tik turėtų pasiskaityti savo transporto priemonės valdytojo instrukciją ir nuspręsti, kurį būdą rinktis, kadangi kiekvienas modelis turi savą specifiką.
3. Baterijos ilgaamžiškumą trumpina ilgalaikė aukšta akumuliatoriaus įkrova
Pasinaudojus įrankiu ar parvažiavus elektromobiliu, nereikėtų skubėti jo įkrauti. Optimali ličio baterijos „sandėliavimo“ įkrova, priklausomai nuo modelio, yra maždaug 20 – 60 proc. Kaskart pilnai įkraunant ir paliekant, baterija gali visiškai nusidėvėti ir per pusmetį. Manau tai gerai žino senesnės laidos nešiojamųjų kompiuterių naudotojai, kurie jų vis tik niekur nesinešiojo ir nuolat laikė prijungtus prie įkroviklio. Taip naudojamas akumuliatorius visiškai nusidėvi per 6 – 18 mėnesių. Naujesniuose kompiuteriuose vis tik atsirado galimybė riboti įkrovimą iki, pavyzdžiui, 80 proc., tokiu būdu ilgaamžiškumą prailginant kelis kartus. Būtent tokią strategiją taiko ir dauguma naujų elektromobilių gamintojų, tačiau kiekvienu atveju reikėtų domėtis atskirai.
Išvada: optimalus variantas – pilnai įkrauti akumuliatorių įprastu „lėtuoju“ būdu prieš pat kelionę.
Baterija mažiau amortizuosis dėl lėtesnio įkrovimo ir trumpo laiko pilno įkrovimo būsenoje, taip pat iki kelių procentų sutaupysite elektros energijos. Dėl šios priežasties dalis gamintojų į savo elektromobilius diegia įkrovimo planavimo funkcijas, su kuriomis galima nustatyti laiką, kada pradėti įkrovimą ar kada įkrovimas turi būti baigtas. Tai aktualu ir dvigubą elektros tiekimo tarifą turintiems vartotojams.
Šarūnas Šutavičius yra vienas įmonės elektromobilių valdymo sistemų kūrimo įmonės „Elektromotus“ įkūrėjų.
