Nabíjacia krivka

Nabíjacia krivka je graf, ktorý zobrazuje, ako sa nabíjací výkon elektromobilu mení v priebehu relácie rýchleho nabíjania, vynesený oproti stavu nabitia batérie. Namiesto toho, aby batéria od prázdnej po plnú udržiavala konštantnú rýchlosť, prijíma výkon v charakteristickom vzorci: výkon zvyčajne na začiatku relácie vystúpi na vrchol a potom postupne klesá v stupňoch, ako sa batéria napĺňa. Tento tvar je základom pochopenia, ako dlho v skutočnosti potrvá rýchle nabitie v reálnych podmienkach, pretože hlavná špičková hodnota uvádzaná výrobcom sa udrží len krátko.

Dôvod poklesu spočíva v chémii batérie. Ako sa lítium-iónové články blížia k vysokému stavu nabitia, napätie stúpa a rýchlosť, akou možno ióny bezpečne vsunúť do elektródy, klesá. Vtláčanie vysokého prúdu do takmer plného článku hrozí vylučovaním lítia a zrýchlenou degradáciou a vytvára nadbytočné teplo, takže systém riadenia batérie postupne znižuje výkon kvôli ochrane článkov. Krivka teda nie je obmedzením, ktoré by bolo treba odstrániť konštrukčne, ale zámerným bezpečnostným opatrením, a dobre navrhnutá batéria riadi pokles inteligentne, nie prudko.

Toto správanie vysvetľuje bežnú radu nabíjať na dlhej ceste zhruba od 10 do 80 percent. Dolná a stredná časť krivky je miesto, kde je výkon najvyšší a energia prúdi dnu najrýchlejšie, kým posledný úsek od približne 80 percent po plno môže trvať takmer tak dlho ako všetko predtým dokopy. Pri plánovaní cesty je celkovo zvyčajne rýchlejšie zastaviť na 80 percentách a pokračovať v jazde, než čakať na posledný plátok kapacity, a práve preto sa toľko návodov na nabíjanie a toľko palubných plánovačov optimalizuje okolo tohto okna.

Nie všetky krivky sú rovnaké a tvar je dôležitejší než vrchol. Vozidlo, ktoré nakrátko dosiahne veľmi vysokú hodnotu, ale potom prudko klesne, môže za desať minút pridať menej energie než súper, ktorého výkon je vo vrchole nižší, no udržiavaný plochý a stály naprieč širokým pásmom kapacity batérie. Práve preto je plochá, udržiavaná krivka vo všeobecnosti cennejšia než vysoký, úzky špic, a preto sa porovnania medzi vozidlami čoraz viac sústreďujú na priemerný výkon počas nabitia z 10 na 80 percent, a nie na maximum.

Krivku v ktorýkoľvek deň formuje viacero faktorov vrátane teploty batérie, stavu nabitia, pri ktorom sa relácia začína, a schopnosti samotnej nabíjačky. Chladná batéria zostane výrazne pod svojím potenciálom, čo je presne dôvod, prečo sa na zohriatie batérie vopred a pozdvihnutie skorej časti krivky používa predkondicionovanie batérie. Nabíjacia krivka je tak tesne prepojená s rýchlym nabíjaním jednosmerným prúdom, špičkovým nabíjacím výkonom, stavom nabitia a predkondicionovaním, a jej správne čítanie je jednou z najužitočnejších zručností pre majiteľa elektromobilu plánujúceho dlhšie jazdy.