Môže utrpieť batéria elektromobilu (staršieho) ak sa použije nabíjačka DC s vysokým výkonom, tzv. supercharger? Ste na portáli Nabito.sk kde v našom blogu preberáme najrôznejšie témy súvisiace s elektromobilitou a fotovoltikou.

Vzťah medzi nabíjačkami elektromobilov a samotnými elektrobatériami je dnes jedným z najdiskutovanejších tém v oblasti dopravy aj energetiky. Elektromobil poháňa veľká lítium-iónová batéria, ktorá ukladá elektrickú energiu a mení ju na výkon pre motor. Táto batéria nie je len „veľká batéria“ ako v mobilnom telefóne či notebooku, ale komplexný systém, ktorý potrebuje mať svoju elektrickú, tepelnú aj softvérovú starostlivosť. Bez výraznej koordinácie by rýchle nabíjanie mohlo viesť k problémom s životnosťou či bezpečnosťou batérie, čo je dôvod, prečo moderné vozidlá používajú pokročilé systémy manažmentu batérií (BMS). BMS monitoruje teplotu, napätie, prúd a stav nabitia batérie počas nabíjania a vybíjania, aby chránil články a maximalizoval ich životnosť, pričom komunikuje aj s nabíjacím zariadením samotným².

O nabíjaní

Pri bežnom nabíjaní sa energia prenáša zo siete do batérie prostredníctvom nabíjacej stanice. Existujú dva hlavné typy nabíjania: nabíjanie striedavým prúdom (AC), ktoré využíva palubnú nabíjačku v aute a je pomalšie, a nabíjanie jednosmerným prúdom (DC), známe ako rýchlonabíjanie, ktoré dodáva DC priamo do batérie a je podstatne rýchlejšie³.

Po pripojení vozidla nabíjacia stanica a BMS začnú komunikovať cez definované protokoly, aby sa dohodli na optimálnom prúde a napätí, ktorý môže batéria bezpečne prijať. Toto je kľúčové pre bezpečnosť a efektivitu procesu, pretože batérie majú obmedzenia, ktoré nesmú byť prekročené bez rizika poškodenia⁴.

Rozhoduje auto

V bežnom osobnom elektrickom vozidle nabíjacie stanice „nerobia“ rozhodnutia samy o sebe tak, ako to často myslíme. Väčšinu rozhodnutí o tom, ako rýchlo a akou krivkou sa batéria nabíja, robí práve BMS v samotnom aute. Nabíjačka poskytuje elektrickú energiu podľa svojich výkonových schopností, ale systém batérie určuje, koľko energie a akou rýchlosťou sa môže bezpečne prevziať. To znamená, že nabíjacia stanica nemusí „reflektovať“ požiadavky batérie explicitne – skôr sa s ňou dohodne prostredníctvom komunikačných a riadiacich signálov⁵.

Otázka, či moderné nabíjacie stanice reagujú na najnovšie elektrobatérie z pohľadu bezpečnosti, rýchlosti nabíjania či dodávania energie, teda vedie k rozlíšeniu medzi hardvérovým výkonom a softvérovou koordináciou. Technicky dokáže vysokovýkonná nabíjačka (napr. supercharger) dodať obrovské množstvo energie rýchlo, ale len vtedy, ak batéria a jej manažment sú na to pripravené. Ak batéria signalizuje vyššiu teplotu alebo iné limitujúce faktory, systém to zohľadní a zníži nabíjací výkon, aby sa predišlo poškodeniu⁵.

Foto: Pavel Ondera, Hypercharger. Ilustračné¹.

O starších elektromobiloch

Ďalšou veľmi diskutovanou otázkou je, či sa batéria staršieho elektromobilu môže poškodiť pri použití vysokovýkonných nabíjačiek, ako sú superchargery. V skutočnosti moderné elektromobily majú robustné bezpečnostné systémy, ktoré zabraňujú tomu, aby batéria bola nabitá rýchlejšie, než je pre ňu bezpečné – či už ide o teplotu článkov, aktuálny stav nabitia, alebo o celkovú „zdravotnú“ kondíciu batérie. Preto aj staršie vozidlá dokážu na supercharger-type stanici nabíjať bez priameho rizika poškodenia batérie, aj keď rýchle nabíjanie by sa nemalo používať neprimerane často ako jediný spôsob nabíjania⁶.

Samozrejme, časté rýchle nabíjanie môže prispieť k miernemu zrýchleniu degradácie batérie v porovnaní s pomalým domovým nabíjaním. Vyššie prúdy a súvisiace tepelné nároky môžu postupne zvyšovať opotrebenie článkov, aj keď sú moderné batérie navrhnuté tak, aby to zvládali v rámci normálneho používania. V praxi sa preto odporúča pre každodenné nabíjanie radšej využívať pomalšie nabíjačky (napríklad AC wallbox doma alebo v práci) a rýchle DC stanice používať prednostne pri dlhších cestách alebo v prípade potreby⁶.

Z hľadiska bezpečnosti batérií je dôležité spomenúť, že lítium-iónové batérie obsahujú horľavý elektrolyt a pri nesprávnom zachádzaní môžu vzniknúť rizikové situácie, ako je tzv. tepelný únik. Výrobcovia preto vyvinuli viaceré vrstvy ochrany vrátane chladiacich systémov a ochranných krytov, ktoré pracujú spolu s BMS systémom, aby minimalizovali riziko nehôd počas nabíjania aj počas jazdy.

Zvyk je železná košela

Odporúčania pre vodičov sa preto zvyčajne točia okolo správnych nabíjacích návykov, ktoré pomáhajú batérii dlhšie udržať kapacitu a zdravie. Medzi bežné odporúčania patrí udržiavať batériu v rozmedzí približne 20–80 % nabitia väčšinu času a vyhýbať sa extrémnym teplotám pri nabíjaní, ktoré môžu spôsobiť tepelný stres⁷.

Tieto tipy znižujú chemické a tepelné namáhanie článkov a prispievajú k dlhšej životnosti batérie, ktorá je jedným z najdrahších komponentov elektromobilu.

Vzťah medzi nabíjačkami a batériami elektromobilov nie je otázkou jedného jednoduchého faktora, ale komplexnej spolupráce medzi nabíjacou infraštruktúrou, batériovým riadením v aute a samotnou technológiou batérií. Nabíjacie stanice poskytujú výkon, ale to, akým spôsobom je energia prijatá a spravovaná, určuje batériový systém vozidla v reálnom čase. S modernými systémami, ktoré zahŕňajú pokročilý BMS, termálne riadenie aj komunikačné rozhrania, sa vodiči nemusia obávať poškodenia batérie pri bežnom použití superchargerov, pokiaľ sú dodržané odporúčania výrobcu a zdravý rozum pri nabíjaní.

Súvisiace Supercharger, výkonná trafostanica nabíjanie III.

Zdroje
1 Foto: Pavel Ondera, Hypercharger, OC Mlynské Nivy Bratislava [2024]
2 Sparkion, BMS systém správy batérií EV
https://sparkion.io/glossary/ev-battery-management-system/
3 Elektromobilita & Slovensko, Všetko o nabíjaní
https://e-mobility.sk/vsetko-o-nabijani/
4 Teison, Ako interagujú nabíjačky so systémom správy batérie vozidla
https://www.evs-cn.com/blog/how-do-ac-ev-chargers-interact-with-the-vehicle-s-battery-management-system-70710.html
5 Setec Power, Čo je systém správy batérií a ako funguje?
https://www.setecpower.com/blogs/battery-management-system-bms-guide.html
6 Lectron, Je rýchle nabíjanie škodlivé pre batériu elektromobilu?
https://ev-lectron.com/blogs/blog/is-fast-charging-bad-for-ev-battery
7 Licb Charge, Nabíjanie elektromobilu, Tipy pre výkon a dlhú životnosť
https://www.li-charger.com/news/ev-battery-charging-tips-for-performance-longevity.html

Údaje použité v článku sú verejne dostupné v rámci informácií z médií, pre dohľadanie zadávajte autorom použité kľúčové slová. Autor pri vyhľadávaní okrem iného používa aj ChatGPT.