Nabíjení baterie:plné versus částečné

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.

Již víme, že TMS (Thermal Management Systems) jsou důležité pro udržení baterií při doporučených teplotách, ale co chování při nabíjení? Co můžeme udělat pro snížení snížení kapacity baterie?

Je lepší cyklovat baterie s částečným nebo úplným nabitím/vybitím? A při nižším nebo vyšším SOC (State-of-Charge)?

Pojďme to zjistit!

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. Není zde nic překvapivého.

Test baterie Samsung ICR18650-26F od BMZ 2/2

Druhý graf je nejzajímavější. Zde vidíme, kolik cyklů nabití/vybití může akumulátorový článek zvládnout, než dosáhne EOL (End-of-Life) – 70 % původní kapacity baterie – v různých scénářích.

• Při cyklování od 100 do 0 % získáme 500 cyklů
• Při cyklování ze 100 na 10 % získáme 500 cyklů
• Při cyklování od 100 do 20 % získáme 1 000 cyklů

• Při cyklování z 90 na 0 % získáme 1 500 cyklů
• Při cyklování z 90 na 10 % získáme 1 500 cyklů
• Při cyklování z 90 na 20 % získáme 2 000 cyklů

• Při cyklování z 80 na 0 % získáme 3 000 cyklů
• Při cyklování z 80 na 10 % získáme 3 000 cyklů
• Při cyklování z 80 na 20 % získáme 3 500 cyklů

• Při cyklování ze 70 na 0 % získáme 5 000 cyklů
• Při cyklování ze 70 na 10 % získáme 5 500 cyklů
• Při cyklování ze 70 na 20 % získáme 6 000 cyklů

Jak vidíte, je lepší cyklovat články baterie při nižší SOC. Pokud se například rozhodnete neustále plně nabíjet článek baterie (100 %) a vybíjet jej na 20 %, můžete očekávat 1 000 cyklů, než dosáhnete EOL. Pokud jej však nabijete na 80 % a zcela vybijete (do 0 %), můžete očekávat ztrojnásobení cyklů (3 000) před dosažením EOL. V obou případech využíváte pouze 80 % 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. Ale co nám 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.

Navíc neexistence možnosti omezit nabití na 80 % je jedním z důvodů, proč některé baterie Nissan Leaf 30 kWh vykazují známky rychlé degradace.

Shrnuto a podtrženo, 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, pokud jsou jejich baterie odolné.

Díky Rodrigo Melo za upozornění.