Home > Rubriky a sekce > Technika > Článek
Tady je důvod, proč automobilky tají časy potřebné na plné dobití elektromobilů
13.4.2018 | Mirek Mazal | 1 příspěvek
Dokážete si představit, že byste se v technických parametrech dnešních aut dočetli čas potřebný na natankování čtyř pětin nádrže? U elektromobilů je obdobná praxe běžná, proč?
Baterie je klíčovou součástí každého elektrického auta. Svými limity, zejména pak energetickou hustotou, dobou nabíjení a cenou už po dekády představuje hlavní, prozatím ne zcela překonatelnou překážku bránící masovému rozšíření elektromobilů. Přesto elektrická auta prodávána jsou a díky štědrým podporám na všech úrovních se jim daří lépe než dříve. A díky tomu jsou také získávány zkušenosti s chováním baterií při dlouhodobém používání běžnými uživateli.
Pro ty je jedním z nejdůležitějších parametrů kapacita baterií a také rychlost, s jakou je mohou dobít. Řidiči jsou dnes zvyklí na velmi jednoduché a rychlé doplnění energie do konvenčního auta u čerpací stanice, které během pár minut znamená prodloužení dojezdu klidně o více než 1 000 kilometrů. Něco takového je u elektrických aut absolutně nemožné.
Automobilky se ale právě proto snaží stavit dobu dobíjení do co nejlepšího světla, aby zákazníky dlouhým dobíjením neodrazovaly. Obvykle se tak při prezentaci dočtete, jak rychle ten či onen vůz dokáže nabít své akumulátory na 80 % své kapacity. Například Jaguar se chlubí tím, že nový I-Pace k potřebuje dobití na tuto úroveň 40 minut. I to je sice věčnost oproti pár minutám u benzinky, ale zní to lépe než hodiny.
Pomiňme nyní, že to vyžaduje elektrický výkon, který je zejména u nás dostupný málokde, zajímavá je jiná věc - oněch 80 procent. To je jako by vám Jaguar u F-Typu v technických údajích napsal, že 80 procent palivové nádrže naplníte za 3 minuty - je to zdánlivě zbytečně neúplný údaj. A neuvádí jej jen Jaguar, naprostá většina automobilek se vyhýbá přesnému údaji o nabití akumulátorů do plného stavu a je skutečně obtížné najít údaje o čase pro doplnění energie na 100 procent. Proč tom tak je?
Klíčové je, že to lépe vypadá, není to ale tak, že si dobití zbylých 20 procent můžete snadno dopočítat jako dolití poslední pětiny palivové nádrže. Nabíjení akumulátorů je nelineární proces a poslední pětina celkové kapacity se dobíjí nesrovnatelně déle, než ty předchozí čtyři. A i to má své důvody.
Jsou jimi chemické a fyzikální procesy, které v bateriích při nabíjení a vybíjení probíhají. Nejčastěji se dnes v automobilovém průmyslu využívají lithium-iontové (zkráceně Li-ion). Název vznikl podle iontů lithia, které během vybíjení baterie putují elektrolytem ze záporné elektrody (anoda) na kladnou (katoda), během nabíjení opačně. Během pohybu ionty Li+ přenášejí elektrický náboj.
Cesta iontů mezi elektrodami s opačnými póly vede přes porózní membránu zvanou separátor, který udržuje katodu a anodu odděleně, aby nedošlo k elektrickému zkratu. Separátor propouští jen zmíněné ionty lithia a nutí elektrony cestovat jinou cestou, tedy přes k baterii připojený elektrický obvod.
Během nabíjecího cyklu posílá zdroj do baterie větší proud o stejné polaritě, než je baterie schopná vyrobit sama, a tím jsou ionty lithia nuceny přejít na zápornou elektrodu vytvořenou z porózního uhlíku. Na první pohled jednoduchý proces se se zvyšujícím se nabitím a tím i napětím baterie komplikuje. Pro bateriové články Jaguaru I-Pace je přirozené napětí rovné přibližně třem voltům, maximální nabíjecí napětí je 4,2 voltu. Britové do svého prvního plně elektrického crossoveru vložili 90 kWh baterii složenou ze 432 článků, které společně dávají hodnotu cca 450 voltů. Většina veřejných rychlých nabíjecích stanic poskytují okolo 480 až 500 voltů.
Ve chvíli, kdy se napětí článku začne blížit k 4,2 voltům, zvyšuje se vnitřní elektrický odpor článku a tím i rostou tepelné ztráty. Proud, který prochází baterií, musí být snížen, aby nedošlo k překročení maximální teploty a zničení baterie. Toto nezbytné preventivní opatření zpomaluje dobu nabíjení posledních 20 procent kapacity baterie, proto poslední část trvá nejdéle.
Jedním z důvodů rostoucího odporu je postupné zaplnění volných pórů na uhlíkové anodě. Je to jako s prázdným stadionem, kam jsou vpuštěni diváci - první ve frontě si vyberou místa k sezení hned a ještě dlouho mohou lidé bez komplikaci volně přicházet. Poslední zájemci ale musí dlouze shánět volné sedačky po celém areálu.
Technologie zatím nedovolují proces nabíjení zrychlit. Urychlení zvyšuje teplotu, která má negativní účinky na články a chemické reakce uvnitř. Pokud by bylo překročeno maximální nabíjecí napětí, ionty by se mohly na anodě usadit tak pevně, že by se při vybíjení už nedokázaly uvolnit a článku by se tak snížila kapacita. Proto je nutné nabíjení ke konci zpomalit, čímž se prodlouží i doba připojení elektromobilu do zásuvky.
Jak moc? Klidně na dvojnásobek, bude to záležet jen na konstrukci toho kterého akumulátoru. Například Jaguar tvrdí, že závěr dobíjení zvládají jeho baterky lépe než ty starší Tesly, konkrétní data ale neuvádí. Pokud máte s elektromobily větší zkušenosti, podělte se o tyto časy s námi - docela by nás zajímalo, kolik dobití oněch posledních 20 procent zabere u různých elektrických aut, která si dnes můžete koupit. Samozřejmě s použitím rychlého dobíjení...
Technologie jdou prudce kupředu, ale stále nejsou tak dokonalé, aby si poradily s odhadem trvání nabíjecího cyklu Li-Ion baterií
Zdroj: Jalopnik
Diskuze 1 příspěvek
Bleskovky
- Cristiano Ronaldo protáhl své nové Ferrari za 47 milionů. Už ani neví, kolik jich má, i na takové si vydělá za pár dnů
včera - V Moskvě nafotili nové obrněné auto ruské policie. Ze zbraně proti „zlobivým” jde strach, i když stojí
včera - 50letý Čech musel Američanům ukázat, jak se bourá s Mustangem. Žasnou, auto nevinného řidiče trefil jako řízená střela
27.3.2024
Nové na MotoForum.cz
- Nicolò Bulega operován kvůli «arm pump» včera 23:18
- Místo Balaton Ringu se pojede v Estorilu? 27.3.2024
- Indian Riders Fest 2024: Back In Time 27.3.2024
- Vostatkovo zklamání v Barceloně 26.3.2024
- Úspěšné operace předloktí pro Ayumu Sasakiho 26.3.2024
Nejnovější články
- Lamborghini dalo po dekádách sbohem svému ikonickému logu, náhrada je nenápaditá a laciná
před 52 minutami - Němci vyzkoušeli ojetý Mercedes C s 406 tisíci najetými km, stav auta po takovém zápřahu je dostal do kolen
včera - Legendární Mercedes G dostal další facelift. Teď má průhlednou kapotu, zpod té ale začínají mizet velké motory
včera - Cristiano Ronaldo protáhl své nové Ferrari za 47 milionů. Už ani neví, kolik jich má, i na takové si vydělá za pár dnů
včera - Nové levné SUV Citroënu vypadá velmi lákavě, stát má jen 225 tisíc Kč. EU se už proto vyhne obloukem
včera
Živá témata na fóru
- Sleva na ověření historie přes Cebia.cz 03.29. 01:42 - brnenska.odchytova
- Dříve M135i, nyní ///M2 03.28. 22:53 - Předseda
- Zapojení rádia s reversing kabelem. 03.28. 21:35 - Čičo
- Lampárna (stěžovatelna) 03.28. 19:02 - HondaMan
- Řidiči, co to mají v ruce... 03.28. 16:36 - abgx1
- BMW Divize 03.28. 16:16 - pavproch
- Onboard videa 03.28. 13:17 - GeneHawkins
- Elektromobily a vse kolem nich 03.28. 10:11 - jerry