Hvorfor lading av elbiler går saktere etter 80 prosent

Hver DC-hurtigladning følger en lignende form. Strømmen stiger til det skapet og bilen er enige om, holder en stund, og faller så bort lenge før batteriet er fullt. Sjåfører har en tendens til å tolke det fallet som en feil, eller som at laderen med vilje struper dem.

Ingen av delene er vanligvis tilfelle. Laderen følger en grense satt inne i kjøretøyet, og denne grensen finnes for å beskytte cellene. Det nyttige spørsmålet er ikke hvorfor strømmen faller, men hvor hjørnet befinner seg en gitt dag, og hvorfor det beveger seg.

Hvordan ladekurven faktisk ser

En hurtigladning er ikke én kontinuerlig prosess. Den går i to regimer, og overgangen mellom dem er det folk kaller kurven.

I det første regimet holder kjøretøyet en fast strøm og lar spenningen stige etter hvert som pakken fylles. Fordi effekt er spenning multiplisert med strøm, og strømmen er konstant mens spenningen stiger, øker effekten med den. Dette er grunnen til at en sesjon ofte starter på et beskjedent beløp og bygger seg opp mot kabinettvurderingen i løpet av de første minuttene.

På et tidspunkt nærmer cellespenningen seg sin øvre grense. Derfra bytter kjøretøyet strategi: det holder spenningen stabil og lar strømmen avta i stedet. Spenningen stiger ikke lenger, så effekten følger strømmen. Dette andre regimet er der det synlige fallet skjer, og det kan se dramatisk ut fordi strømmen først faller raskt og så flater ut når feltet nærmer seg fullt.

Hjørnet mellom de to kalles ofte kneet. Det er en overgang, ikke en bryter, og det er sjelden et skarpt punkt på en graf.

Hvorfor batteriet ikke kan akseptere full strøm ved høy ladegrad

Lading fyller ikke en tank. Den flytter litiumioner inn i rommene mellom lagene i elektrodematerialet, og disse rommene er endelige. Når sekken nesten er full, blir de fleste tatt.

Trykk inn strøm raskere enn ionene kan stabilisere seg, og de køer ikke høflig. Noen av dem avsettes som litiummetall på overflaten i stedet for å gå inn i strukturen. Det depositumet er vanskelig å reversere. Den fjerner permanent kapasitet og, under feil forhold, skaper en vei for interne kortslutninger. Batteristyringssystemet eksisterer delvis for å forhindre dette, og det gjør det ved å senke strømmen det ber om når cellene fylles.

Det finnes en annen grunn som peker i samme retning: intern motstand øker nær full ladning. Den samme strømmen produserer mer varme i en nesten full pakke enn i en tom, og varme er det som forkorter cellens levetid. Så taperen beskytter to ting samtidig, kapasitet og temperatur.

Er 80 prosent en innstilling eller en tilfeldighet

Det ligner nærmere en tilfeldighet som har blitt en vane.

I de fleste offentlige ladeoppsett vet ikke laderen kjøretøyets ladetilstand. Kjøretøyet vet det, og kjøretøyet er den siden som bestemmer hvor mye strøm som skal bes. Laderen leverer det den etterspør, så langt den er i sin egen kapasitet. Så en fast avskjæring ved en bestemt ladningstilstand er ikke noe laderen pålegger; Det er ikke i stand til det.

Det som skjer er at for mange pakker havner kneet et sted i den øvre delen av området, og 80 prosent ble en forkortelse for det i førerråd og i kjøretøyinnstillinger som tilbyr en ladegrense. På en annen sekk, eller samme sekk på en annen dag, kan hjørnet ligge merkbart høyere eller lavere.

Fire ting påvirker den: pakketemperatur, ladetilstanden økten startet fra, hvor godt cellene er balansert, og kjemien mellom cellene. Et kjøretøy som ankommer 60 prosent ser ingen flat del av kurven, fordi det allerede starter forbi kneet. En kald pakke kan begynne å avta lenge før det antallet sjåførene forventer.

Kjemi betyr mer enn de fleste sjåfører innser. Pakker med en svært flat spenningskurve gir styringssystemet mindre å jobbe med når ladningen estimeres, så strategien for toppen av området kan se annerledes ut enn en pakke hvor spenningen stiger jevnere. Det er en av grunnene til at to biler på samme lader kan gi synlig forskjellige kurver.

De to tallene verdt å lese på nettstedet

Når en økt ser feil ut, er ett tall ikke nok til å avgjøre hvem som er ansvarlig. To er: strømmen kjøretøyet ber om, og strømmen laderen faktisk leverer.

Les sammen, skiller de de tre tilfellene som betyr noe:

• Begge faller sammen. Kjøretøyet reduserer sin forespørsel. Laderen leverer det den ble bedt om, og grensen ligger i pakken.
• <strong style="farge: #2f3b38;">Forespørselen forblir høy mens leveringen faller. Laderen er den begrensende siden. Det peker på skapets temperatur, modulstatus, kabeltemperatur eller en tildeling på stednivå, og det er en samtale for leverandøren snarere enn driveren.
• Begge er lave fra første minutt. Ingenting avtar; Sesjonen nådde ikke et høyt tall. Det er et annet problem — kontakt, håndtrykk eller et sted som deler kapasitet mellom kontakter.

En advarsel om det første tallet. Forespørselen er kun synlig når kjøretøyet og laderen utveksler den som en del av en kommunikasjonsøkt på høyt nivå. Ved et enkelt håndtrykk vet laderen hvor mye strøm kjøretøyet er villig til å ta imot, men ikke hvorfor den endres. I så fall, sammenlign ladeloggen med kjøretøyets egne rapporterte tall for de samme minuttene.

Et enkelt skjermbilde viser svært lite i begge retninger. Tjue minutter med begge verdiene, plottet sammen, viser hvor de to linjene skilles, og det er i det øyeblikket svaret dukker opp.

Hvorfor noen kjøretøy smalner tidligere enn andre

To biler på samme kabinett med samme startladning kan produsere kurver som knapt ligner hverandre. Årsakene er for det meste egenskapene til kjøretøyet.

Pakkestørrelse i forhold til ladekraft. En liten pakke som trekker stor strøm jobber hardere med hver celle enn en stor pakke som trekker samme strøm. Den lille pakken når sin grense per celle tidligere, så kneet kommer tidligere i økten.

Termisk bane. Pakker med aktiv kjøling kan holde en høyere strøm lenger, fordi de kan fjerne varmen strømmen produserer. Sekker som er avhengige av luft, eller som kommer varme etter en lang kjøretur, har en tendens til å avta raskere.

Ledelsespolicy. To produsenter kan bruke samme celle og sette forskjellige grenser. Den ene tillater mer strøm og tåler mer slitasje; Den andre er konservativ og beskytter levetiden. Begge er ingeniørvalg, og ingen av dem er synlige på spesifikasjonsarket.

Cellebalanse og alder. Den svakeste cellen i pakken setter grensen for hele pakken. En pakke med drivende celler når sin øvre spenning på én celle, mens resten fortsatt har plass, og strømmen faller tidlig av en grunn som ikke har noe med laderen å gjøre.

Hva dette betyr for sitedesign

Peak Power er en navneplatefigur. Det et nettsted faktisk selger, er energi levert innenfor et tidsvindu, og kurven er det som forbinder de to.

To steder med samme effekt kan levere merkbart forskjellige mengder energi på tjue minutter, fordi den ene holder figuren lenger før kneet og den andre ikke gjør det. Hvis et sted planlegges rundt navneskiltet alene, viser den forskjellen seg senere som køer på det travleste tidspunktet, med skapene som rapporterer at de ikke var på full produksjon.

De praktiske spørsmålene for et nettsted handler derfor om kjøretøyene det forventer å se, ikke om kabinettet: hvilken ladningsstatus ankommer sjåførene vanligvis med, hvor lenge de blir værende, og hvor mye energi som passer inn i det oppholdet. En motorveisplass hvor sjåfører blir i femten til tjue minutter er et annet problem enn en arbeidsplass hvor biler står i seks timer, og svingene som er involvert har ikke samme form.

På utstyrssiden er én spesifikasjonslinje verdt å lese nøye: konstant-strøm-vinduet. Den beskriver spenningsbåndet som laderen kan holde sin nominelle utgang over. Et bredt vindu betyr at laderen er mindre sannsynlig å bli den begrensende siden etter hvert som pakkespenningen øker mellom ulike kjøretøy. Avsmalningen over kneet tilhører fortsatt kjøretøyet uansett. Som et eksempel på hvordan dette oppgis, 120 kW og 180 kW likestrømsmodeller oppgir et konstant effekt-vindu som spenner over DC 300–1000 V.

Ingenting av dette gjør fallet etter kneet til et problem som må løses. Det er formen på batteriets aksept, og utstyret følger den. Det som er verdt å løse, er misforholdet som oppstår når et område er designet for en topp som ingen bil foran kan bruke lenge.

Hvis begrepene i denne artikkelen er nye, dekkes definisjonene av ladekraft, hastighet og kommersiell bruk separat i hva en DC-hurtiglader er.