Загуби на вампирите Само-празнење на батерии со електричен автомобил - генерација на електрична енергија
Батеријата на Audi e-tron исто така е предмет на одредено само-празнење. Но, зошто е тоа така?
Од извештаи за искуство од возачи на електрични автомобили и од соодветни форуми, се слуша и чита од време на време за т.н. "Загуби на вампирите„Од батеријата - тоа е пад на нивото на полнење на батеријата во возило, иако не е поместено. Корисникот не го очекува ова и брзо се поставува прашањето каде „исчезнува“ енергијата. Кои се причините за овие ефекти? Генерирање на електрична енергија просветлува.
Пред да ги разгледаме подетално различните причини, прво мора да го разгледаме срцето на батеријата, индивидуалната ќелија. Намалувањето на состојбата на полнење на електрохемиската ќелија обично се нарекува "само-празнење". Овој ефект се јавува практично кај сите вообичаени клетки и затоа не е невообичаен. Сепак, само-празнењето се разликува во зависност од користената хемија на клетките. Оловно-киселински или никел-метал-хидридски батерии (NiMH) покажуваат поголемо само-празнење отколку литиум-јонските ќелии, кои се вградени во батериските пакувања на повеќето современи електрични автомобили и хибридни возила.
Иако NiMH батериите имаат поголемо само-празнење од литиум-јонските батерии, тие се поцврсти во однос на ефектите од можното длабоко празнење. NiMH батерија со низок напон може да се наполни релативно лесно. Ако литиум-јонската ќелија е премногу длабоко испразнета, таа повеќе не може да се користи, бидејќи може да покаже непоправлива штета, што може да доведе до пожар ако товарот е преголем. За да се спречи ова, литиум-јонските батерии (и секако нивните NiMH колеги) имаат систем за управување со батерии (BMS) кој го следи напонот на ќелијата континуирано за време на работата и спорадично за време на мирување.
Бидејќи состојбата на полнење на ќелијата е во корелација со напонот на ќелијата, само-празнењето на ќелијата може да се изрази во (мили-) волти на ден. „Мили“ веќе укажува на тоа дека само-празнењето е релативно мало во споредба со напонот на ќелијата (со јони на литиум до 4,2 волти). Сепак, треба да се забележи дека напонот не кажува ништо за реалната загуба на енергија, но секогаш мора да се гледа во контекст на капацитетот на ќелијата. Само-празнење од 10 mV во ќелија со капацитет од 20 Ah значи помала загуба на енергија отколку во ќелија со капацитет од 50 Ah.
Само-празнењето е сосема нормално
Но, сега да дојдеме до можните причини за овие „загуби на вампирите“. Како што веќе споменавме, литиум-јонските клетки се испуштаат природно сами по себе, меѓутоа, само-празнењето во висококвалитетна ќелија е многу ниско. Во зависност од литературата, се даваат вредности помеѓу 1% и 4% од состојбата на полнење (= СПЦ, состојба на полнење) месечно. Целосно наполнетата ќелија ќе биде длабоко испразнета само по 2 до 8 години.
Сепак, мора да се земе предвид дека само-празнењето не е константно, туку меѓу другото зависи и од температурата на околината, влажноста или самата моментална состојба на полнење. Големата амбиентална температура, висока влажност или висока состојба на полнење го зголемуваат само-празнењето и затоа треба да се избегнуваат - особено за долгорочно складирање.
Се разбира, литиум-јонска ќелија сè уште може да има зголемено само-празнење, на пример, ако компонентите на ќелијата (анода, катода, сепаратор) биле контаминирани од дефекти во производството или клетката едноставно старее. Првиот може да се спречи со различни мерки за квалитет при производството.
Значи, гледаме дека само-празнењето на клетката е пред сè и нешто „природно“. Сепак, само ова не ја објаснува понекогаш високата состојба на загуби на полнеж кога возилото е во застој, што е-мобилистите го набудуваат и критикуваат.
„Вампирски загуби“ на надзор над клетките
Постојат низа други ефекти што треба да се разгледаат овде. Како што веќе објаснивме, ќелиите во батеријата се следат од БМС. За таа цел, ќелиите се поврзани со мерната електроника, системот за следење на ќелиите, кој ги мери напоните и температурите на ќелиите.
За да работи мерната електроника, потребна им е електрична енергија. Ова го добива директно од ќелиите што ги следи во модерните литиум-јонски батерии. Бидејќи ова доведува до постојано празнење на ќелиите, мерната електроника на мониторингот на клетката е скратена на многу мала потрошувачка на енергија. Ако батеријата работи, ќелиите мора постојано да се следат за да се спречи длабоко празнење, на пример. Кога возилото е паркирано, мерната електроника треба да се „разбуди“ што е можно поретко за да се провери состојбата на полнење, така што тоа не е непотребно намалено од активната електроника. Ако мерната електроника не е дизајнирана ефикасно или се буди премногу често, ова може да доведе до поголемо само-празнење на ќелиите.
Но, не е важно дали мерната електроника е активна или не. Самиот факт дека плоча или мониторинг линија треба да биде поврзана со ќелиите осигурува дека клетките се испуштаат преку таканаречени растојанија на паразитски лази. Паразитски, бидејќи ова празнење е непожелно и се оддалечени од далечина, бидејќи струјата може да „лази“ над патеките што всушност не се електрично поврзани.
Балансирање на клетки: балансирање на полнеж за оптимални перформанси
Екранот на SOC исто така никогаш не е точен
Состојбата на полнење што му се прикажува на клиентот зависи од различни фактори како што се температурата, историјата на полнење или стареењето. За да може да му се понуди на клиентот сигурен приказ на состојбата на полнење, сеуште расположливиот капацитет на ќелијата одвреме навреме се рекалибрира со употреба на софтверска функција. Можно е, по процесот на рекалибрација, прикажаниот SOC да биде одеднаш понизок од порано, без да се менуваат клетките всушност.
Овие различни причини многу зависат од возилото и од специфичниот дизајн на производителот на БМС и затоа многу се разликуваат од возило до возило.
Сепак, постојат и други, многу едноставни причини што можат да доведат до пад на состојбата на полнење на батеријата. Современ автомобил е практично тркалачки компјутер со многу десетици контролни единици. Повеќето производители сега нудат можност за повикување информации за состојбата на автомобилот преку апликација за мобилни телефони за нивните возила. Секој пат кога ќе се постави такво барање, соодветното барање мора да го прими, обработи и одговори возилото. Се подразбира дека неколку контролни единици треба брзо да се активираат и затоа да трошат електрична енергија.
Во повеќето случаи, овие контролни единици се снабдуваат од мрежната батерија од 12V. Особено кај електричните автомобили, ова се полни од високонапонска батерија преку конвертор DC/DC, бидејќи нема V-појас со поврзан генератор („алтернатор“) што може да ја наполни 12V батеријата. Значи, енергијата треба да се земе од литиум-јонските ќелии на високонапонската батерија - што ја намалува состојбата на полнење.
Понатаму, не треба да се игнорира дека производителите на возила, како што се Тесла или БМВ (особено со i3), постојано пренесуваат кориснички податоци до серверот или преземаат ажурирања од мрежата, доколку не се направени различни поставки од страна на корисникот. За сето ова е потребна енергија, која на крајот се зема од високонапонската батерија со литиум-јонските ќелии. Функциите за удобност, како што е пред-климатизацијата во внатрешноста, исто така, брзо го намалуваат нивото на полнење на батеријата.
Значи, во крајна линија има разнобоен потпури од причини и можности за загубите на вампирите. Едно е сигурно, сепак: Дракула и Ко имаат најмалку врска со тоа.
Поврзани врски:
Одрекување:
Оваа статија се појави во својата оригинална верзија во списанието Електричен автомобил (Издание 04/2019, www.elektroautomobil.com). Списанието Електричен автомобил се појавува на секои два месеци во новински весници и може да се претплатите тука.