Krivulja punjenja

Krivulja punjenja graf je koji prikazuje kako se snaga punjenja električnog vozila mijenja tijekom sesije brzog punjenja, ucrtana u odnosu na stanje napunjenosti baterije. Umjesto da zadrži stalnu razinu od prazne do pune, baterija prima snagu po karakterističnom obrascu: snaga obično rano u sesiji raste do vrhunca, a zatim se u koracima spušta kako se sklop puni. Taj je oblik ključan za razumijevanje koliko će stvarno brzo punjenje uistinu trajati, jer se najavljena vršna brojka koju proizvođač navodi održava tek nakratko.

Razlog opadanju leži u kemiji baterije. Kako se litij-ionske ćelije približavaju visokom stanju napunjenosti, napon raste, a brzina kojom se ioni mogu sigurno ugraditi u elektrodu pada. Tjeranje visoke struje u gotovo punu ćeliju riskira taloženje litija i ubrzano propadanje te stvara višak topline, pa sustav za upravljanje baterijom postupno smanjuje snagu kako bi zaštitio ćelije. Krivulja stoga nije ograničenje koje treba inženjerski ukloniti, nego namjerna zaštita, a dobro projektiran sklop pametno upravlja tim spuštanjem, a ne naglo.

To ponašanje objašnjava uobičajeni savjet da se na duljem putovanju puni od otprilike 10 do 80 posto. Donji i srednji dio krivulje područje je u kojem je snaga najveća i energija najbrže utječe, dok posljednja dionica od oko 80 posto do pune može trajati gotovo jednako dugo koliko i sve prije nje zajedno. Pri planiranju putovanja obično je sveukupno brže stati na 80 posto i nastaviti vožnju nego čekati posljednji djelić kapaciteta, zbog čega se velik dio uputa za punjenje i mnogi ugrađeni planeri optimiziraju oko tog raspona.

Nisu sve krivulje jednake, a oblik je važniji od vrhunca. Automobil koji nakratko dosegne vrlo visoku brojku, ali zatim naglo padne, može u deset minuta dodati manje energije od suparnika čija je snaga niža u vrhuncu, ali ravna i postojana kroz širok pojas kapaciteta baterije. Zato je ravna, održiva krivulja u pravilu vrednija od visokog, uskog šiljka, i zato se usporedbe među vozilima sve više usredotočuju na prosječnu snagu tijekom punjenja od 10 do 80 posto, a ne na najveću.

Nekoliko čimbenika oblikuje krivulju svakoga dana, uključujući temperaturu baterije, stanje napunjenosti pri kojem sesija započinje te sposobnost samog punjača. Hladan sklop stajat će znatno ispod svojeg potencijala, što je upravo razlog zašto se predgrijavanje baterije koristi da je se unaprijed zagrije i podigne rani dio krivulje. Krivulja punjenja tako je usko povezana s istosmjernim brzim punjenjem, vršnom snagom punjenja, stanjem napunjenosti i predgrijavanjem, a njezino ispravno čitanje jedna je od najkorisnijih vještina za vlasnika električnog vozila koji planira dulje vožnje.