Uzlādes līkne: kāpēc 150 kW nav 150 kW

Ja ražotājs norāda 150 kilovatus, tas nozīmē: labvēlīgos apstākļos automašīna kādā uzlādes brīdī uz īsu laiku sasniedz šo vērtību. Tas nenozīmē, ka tā šo vērtību notur, un vēl jo mazāk, ka notur to no desmit līdz astoņdesmit procentiem. Jauda visā uzlādes līmeņa diapazonā nav konstanta, bet seko līknei, kas agri sasniedz maksimumu un pēc tam krītas.

Tāpēc divām automašīnām ar identisku maksimālās jaudas norādi stāvēšanas laiks var atšķirties par pusi. Viena sasniedz 150 kilovatus pie piecpadsmit procentiem un notur tos līdz piecdesmit; otra tiem pieskaras pie divdesmit procentiem uz divām minūtēm, un pie četrdesmit procentiem tās jauda jau ir uz pusi mazāka. Brošūras norāde abām ir viens un tas pats skaitlis, un tas apraksta divas pilnīgi atšķirīgas automašīnas.

Ja vēlaties redzēt kādas automašīnas līkni, to atradīsiet nozares mediju mērījumos un datubāzēs, ko uztur paši vadītāji. Tur norādītais ir mērījums noteiktos apstākļos, nevis solījums — taču tas ir par kārtām informatīvāks nekā viens atsevišķs skaitlis.

C koeficients (C-rate) ir uzlādes jaudas attiecība pret akumulatora ietilpību. 50 kilovatstundu akumulatoram, kas uzlādējas ar 100 kilovatiem, C koeficients ir 2 — ar šo jaudu tas būtu pilnībā uzlādēts pusstundā, ja jauda paliktu konstanta. Tam pašam akumulatoram ar 50 kilovatiem tas ir 1 C, 100 kilovatstundu akumulatoram ar 100 kilovatiem — arī 1 C.

Tieši šis skaitlis ir patiesi interesants, jo elementa noslodze nav atkarīga no kilovatu skaita, bet no strāvas uz vienu elementu. Liels akumulators to pašu jaudu sadala uz vairāk elementiem; katrs atsevišķais strādā mierīgāk, mazāk sakarst un noveco lēnāk. Tāpēc liels akumulators ar to pašu kilovatu skaitu ne tikai ilgāk uztur augstu jaudu, bet arī uzlādējas saudzīgāk.

Praktiskas sekas salīdzināšanai: izdaliet maksimālo jaudu ar ietilpību. Ja iznāk skaitlis ap 1, tā ir mēreni projektēta automašīna. Ja iznāk skaitlis krietni virs 2, akumulators ir paredzēts ātrai uzlādei — kas var būt labi, taču prasa efektīvu dzesēšanu.

Uzlādes jaudas kritumu, pieaugot uzlādes līmenim, sauc par taper, un tas nav ražotāja taupības režīms, bet ķīmija. Uzlādes laikā litija joni pārvietojas no katoda uz anodu un tur iestarpinās starp grafīta slāņiem. Jo pilnāks ir anods, jo mazāk brīvu vietu ir virsmas tuvumā un jo ilgāk joniem vajag, lai nokļūtu dziļākos slāņos.

Ja tomēr iespiež vairāk strāvas, nekā anods spēj uzņemt, litijs nogulsnējas uz virsmas metāliskā veidā, nevis iestarpinās. Šis litija pārklājums (lithium plating) lielā mērā ir neatgriezenisks: materiāls vairs nav pieejams enerģijas uzkrāšanai, ietilpība paliekoši samazinās, un sliktākajā gadījumā caur separatoru izaug dendrīti. Akumulatora vadības sistēma to novērš, samazinot strāvu.

Klāt nāk elektrisks iemesls. Pieaugot uzlādes līmenim, pieaug elementa spriegums. Uzlādes elektronika sākumā strādā ar konstantu strāvu un, tiklīdz sasniegts pieļaujamais spriegums, pāriet fāzē ar konstantu spriegumu, kurā strāva krītas pati no sevis. Jauda ir spriegums reiz strāva — ja krītas strāva, krītas jauda. Tāpēc pēdējie divdesmit procenti vienmēr ir lēnākie — katram litija jonu akumulatoram, katrā automašīnā.

Publicētā uzlādes līkne attiecas uz elementiem to darba diapazonā. Zem un virs tā līkne izskatās citādi. Aukstiem elementiem ir liela iekšējā pretestība, un tie uzņem maz strāvas, jo citādi draud tieši tas litija pārklājums, ko jaudas kritums ir paredzēts novērst. Karsti elementi noveco ātrāk, tāpēc akumulatora vadības sistēma ierobežo jaudu arī augstās temperatūrās.

Starp šīm abām robežām ir logs, kas atkarībā no elementu ķīmijas ir aptuveni no divdesmit līdz četrdesmit grādiem. Automašīnas ar aktīvu šķidruma dzesēšanu notur elementus šajā logā, pat ja vairākas reizes pēc kārtas izmanto ātro uzlādi. Automašīnas ar tikai gaisa dzesēšanu karstā dienā pēc otrās uzlādes pieturas to vairs nespēj — jauda krītas, turklāt nevis uzlādes līmeņa, bet temperatūras dēļ.

Tāpēc priekškondicionēšana ir tik efektīva. Ja staciju ievada navigācijas sistēmā, automašīna brauciena laikā iepriekš uzsilda akumulatoru līdz šim logam. Automašīna, kas pie stacijas ierodas ar piecu grādu elementu temperatūru, pirmo ceturtdaļstundu pavada, sildot pati sevi, — un stacijā, kas norēķinās pēc laika, par to maksājat arī jūs.

Jauda ir spriegums reiz strāva. Lai pārnestu lielu jaudu, var palielināt strāvu vai spriegumu. Strāva ir dārgais variants: zudumi kabelī, spraudnī un elementu savienotājos pieaug proporcionāli strāvas kvadrātam, un tas pats siltums pēc tam atkal jāaizvada. Tāpēc uzlādes kabeļi lielām strāvām ir ar šķidruma dzesēšanu un tomēr smagi.

Automašīnas arhitektūra ar aptuveni 800 voltiem aptuveni 400 voltu vietā to pašu jaudu pārnes ar uz pusi mazāku strāvu un ceturtdaļu omisko zudumu. Tas ir patiesais iemesls dažu jaunāku automašīnu lielajām uzlādes jaudām — nevis labāki elementi, bet augstāks sprieguma līmenis. Blakusefekts: stacijai šis spriegums arī jāspēj nodrošināt, un vecākas stacijas to ne vienmēr spēj.

Otrā pusē ir stacija ar savu strāvas robežu. Daudzas ātrās uzlādes stacijas ierobežo strāvu pie dažiem simtiem ampēru. Automašīna ar 400 voltu arhitektūru pie šīs robežas sasniedz griestus pie noteiktas jaudas neatkarīgi no tā, ko spētu akumulators. Tāpēc, ja vēlaties uzlādēt automašīnu ar maksimāli iespējamo jaudu, vajadzīga stacija, kas atbilst sprieguma līmenim, — tas ir norādīts uz stacijas.

Diviem uzlādes punktiem vienā korpusā bieži ir kopīga jaudas daļa. Ja tur stāv otra automašīna, katra saņem pusi, vai arī pirmā pieslēgtā saņem prioritāti, bet otrā — atlikumu. Kurš noteikums ir spēkā, uz iekārtas norādīts reti; to var atpazīt pēc tā, ka jauda strauji krītas, tiklīdz tiek aizņemta blakus vieta.

Otrs punkts ir vietas tīkla pieslēgums. Uzlādes parkam ar daudziem punktiem reti ir tik liela pieslēguma jauda, lai visus vienlaikus apkalpotu ar pilnu jaudu. Dažas vietas izmanto stacionāru akumulatoru kā buferi, daudzas vienkārši sadala jaudu. Pārpildītā atpūtas vietā pie automaģistrāles brīvdienu sākumā automašīnas līkne nav galvenais jautājums.

Un visbeidzot kabelis: nedzesēts kabelis ierobežo strāvu līdz tam, ko tas spēj izturēt termiski. Tāpēc vienā un tajā pašā korpusā dzesēts kabelis var nodrošināt vairāk nekā blakus esošais. Ja ir izvēle, ņemiet resnāko, īsāko, dzesēto.

Ikdienā noderīgākais rādītājs nav maksimālā jauda, bet enerģija, kas noteiktā laikā nonāk akumulatorā. Divdesmit minūtes ir reālistiska pauze; tas, cik kilovatstundu šajās divdesmit minūtēs ienāk, nosaka brauciena laiku. Šis skaitlis ietver visu: maksimumu, jaudas kritumu, temperatūru un sprieguma līmeni.

Izplatīta ir arī norāde par uzlādes laiku no desmit līdz astoņdesmit procentiem. Tā ir labāka par maksimālo jaudu, taču tai ir āķis: tā dod priekšroku maziem akumulatoriem. Mazs akumulators ātrāk sasniedz astoņdesmit procentus, taču tad tajā tik un tā ir mazāk enerģijas. Tāpēc, salīdzinot divas automašīnas, labāk rēķināt kilovatstundās laika vienībā vai uzreiz uzlādētajos kilometros laika vienībā.

No jaudas krituma izriet noteikums, kas garos braucienos dod vislielāko laika ietaupījumu: divas īsas pieturas ir labākas par vienu garu. Līkne apakšējā diapazonā ir visstāvākā, tāpēc lādējiet tur, kur tas notiek ātri, un brauciet tālāk, pirms jauda strauji samazinās. Divreiz no desmit līdz sešdesmit procentiem aizņem ievērojami mazāk laika nekā vienreiz no desmit līdz deviņdesmit — ar to pašu uzlādētās enerģijas daudzumu.

Izņēmums ir pēdējais posms. Ja pēc pieturas vairs nebūs nevienas stacijas, uzlādējiet tik daudz, cik nepieciešams, un samierinieties ar lēnajiem procentiem. Otrs izņēmums ir ziema: tad papildu pietura nozīmē, ka akumulators atkal atdziest, ja posms starp pieturām ir īss.

Lai to plānotu, nav vajadzīga lietotne, bet divi skaitļi: jūsu automašīnas līkne vispārējos vilcienos un patēriņš pie jūsu braukšanas ātruma. Viss pārējais izriet no tā.

Automašīnai, ko pārsvarā uzlādē mājās, uzlādes līknei gandrīz nav nozīmes. Automašīnai, ar kuru regulāri brauc garus attālumus, tā ir svarīgāka par darbības rādiusu. Šos punktus noskaidrojiet pirms izmēģinājuma brauciena:

Atbildes sludinājumā ir reti, taču tās var iegūt: pirmās trīs — no modeļa gada tehniskajiem datiem, ceturto — no publicētajiem mērījumiem, piekto — no konkrētās automašīnas akumulatora stāvokļa atskaites.