Baterie jsou součástí našich životů. Jsou přítomny v každodenních zařízeních, jako jsou elektromobily, chytré telefony, tablety nebo notebooky. Z tohoto důvodu je důležité vědět, jak s nimi správně zacházet.
Už víme, že TMS (Thermal Management Systems) jsou důležité pro udržení baterií při doporučených teplotách, ale co chování při nabíjení? Co můžeme udělat pro snížení degradace kapacity baterie?
Je lepší cyklovat baterie s částečným nebo úplným nabitím? A při nižším nebo vyšším SoC (State-of-Charge)?
Mějte na paměti, že jeden cyklus je dokončen až poté, co vybijete ekvivalent 100 % celkové kapacity baterie, ale ne nutně všechny na jedno nabití.
Pokud máte například baterii na 70 % SoC a vybijete ji na 50 %, pak ji znovu nabijte na 70 %, spotřebovali jste 20 % kapacity baterie, což znamená, že až po 5x (5 x 20 % = 100 %) jste dokončili jeden cyklus nabití/vybití. Někteří lidé zaměňují nabíjecí/vybíjecí cykly s nabíjecími relacemi…
Společnost BMZ GmbH – známá dodáváním baterií do elektrických dodávek StreetScooter – provedla několik zajímavých testů na bateriových článcích Samsung ICR18650-26F, které odpovídají na výše uvedené otázky.
Test baterie Samsung ICR18650-26F od BMZ 1/2
První graf nám ukazuje, že výrazně snížíme degradaci kapacity baterie, pokud omezíme maximální nabíjecí napětí. Tady nic překvapivého.
Test baterie Samsung ICR18650-26F od BMZ 2/2
Druhý graf je nejzajímavější. Zde vidíme, kolik cyklů nabití/vybití může článek baterie zvládnout, než dosáhne EOL (End-of-Life) – 70 % původní kapacity baterie – v různých scénářích.
- Cyklováním ze 100 na 0 % získáme 500 cyklů (25.000 50 kWh z XNUMX kWh baterie)
- Cyklováním ze 100 na 10 % získáme 500 cyklů (25.000 50 kWh z XNUMX kWh baterie)
- Cyklováním ze 100 na 20 % získáme 1.000 cyklů (50.000 50 kWh z XNUMX kWh baterie)
- Cyklováním ze 90 na 0 % získáme 1.500 cyklů (75.000 50 kWh z XNUMX kWh baterie)
- Cyklováním ze 90 na 10 % získáme 1.500 cyklů (75.000 50 kWh z XNUMX kWh baterie)
- Cyklováním ze 90 na 20 % získáme 2.000 cyklů (100.000 50 kWh z XNUMX kWh baterie)
- Cyklováním ze 80 na 0 % získáme 3.000 cyklů (150.000 50 kWh z XNUMX kWh baterie)
- Cyklováním ze 80 na 10 % získáme 3.000 cyklů (150.000 50 kWh z XNUMX kWh baterie)
- Cyklováním ze 80 na 20 % získáme 3.500 cyklů (175.000 50 kWh z XNUMX kWh baterie)
- Cyklováním ze 70 na 0 % získáme 5.000 cyklů (250.000 50 kWh z XNUMX kWh baterie)
- Cyklováním ze 70 na 10 % získáme 5.500 cyklů (275.000 50 kWh z XNUMX kWh baterie)
- Cyklováním ze 70 na 20 % získáme 6.000 cyklů (300.000 50 kWh z XNUMX kWh baterie)
Jak vidíte, je lepší cyklovat články baterie při nižším SoC. Pokud se například rozhodnete neustále plně nabíjet článek baterie (100 %) a vybíjet jej na 20 %, můžete očekávat 1.000 80 cyklů, než dosáhnete EOL. Pokud jej však nabijete na 0 % a zcela vybijete (do 3.000 %), můžete očekávat ztrojnásobení cyklů (80 XNUMX) před dosažením EOL. V obou případech využíváte pouze XNUMX % celkové kapacity baterie.
Tyto testy článků baterie byly každopádně provedeny při ideální teplotě (25 °C) a střední rychlosti C (0,5 C) pro nabíjení i vybíjení. Co nám ale říkají o bateriových sadách pro elektromobily?
Elektromobily již mají BMS (Battery Management Systems), které zabraňují úplnému nabití nebo vybití baterií, nicméně BMS nejsou stejné, některé jsou více chráněné než jiné.
Většina elektromobilů má BMS, které jim umožňuje využít zhruba 90 % celkové kapacity baterie (od 95 do 5 %), ale v případě Chevroletu Volt je využitelných pouze 60 % (Gen 1) nebo 75 % (Gen 2), a proto Chevrolet Volt je jasným příkladem toho, že omezení využitelné kapacity baterie je skvělé pro snížení degradace.
Neexistence možnosti omezit nabíjení na 80 % je navíc jedním z důvodů, proč některé baterie Nissan Leaf 30 kWh vykazují známky rychlé degradace.
Suma sumárum, pokud se chcete o svou baterii opravdu starat, zkuste omezit nabíjení na 70–80 % její kapacity, i když to někdy znamená, že ji budete muset vybít téměř do vybití. To je samozřejmě vhodné pouze v případě, že již znáte limity dojezdu svého elektromobilu a netrpíte úzkostí z dojezdu.
Každopádně doufám, že vám tento článek bude užitečný. Pamatujte, že elektromobily jsou šetrné k životnímu prostředí pouze tehdy, jsou-li jejich baterie odolné.
Díky Rodrigo Melo za upozornění.
