Článek
Elektromobily už nejsou aparátem podivínů ani předmětem vášnivých debat v anarchistických kroužcích – „auta na baterky“ se stávají běžnou součástí koloritu silnic (i těch českých). Zatím stále zůstávají v segmentu „přepych horních deseti tisíc“, ale rychle se rozšiřují i mezi běžnou populaci, třeba ve formě služebních vozů.
Proto pokračujeme v osvětě a přibližujeme vám specifika, výhody i nástrahy nového pohonu, abyste pak, až přijde váš čas na posun k nové technologii, věděli, do čeho jdete. Hodně věcí je sice stejných jako u běžného auta (volant, pedály atd.), najdou se však zásadní odlišnosti – v první řadě nabíjení. A na něj se v naší další minisérii zaměříme víc. Tento úvodní díl věnujeme obecným informacím o konstrukci baterií a druzích jejich nabíjení, v tom příštím se zaměříme na to, jak se k nim chovat pro co nejdelší životnost a jak to je se servisem.
Konstrukce baterie
Konkrétní technické řešení (a počty součástí) se liší výrobce od výrobce, ale základní recept je vždy stejný: Baterie elektromobilů se skládají z několika (jednotek až nízkých desítek) modulů, v nichž jsou uloženy jednotlivé bateriové články (cca deset až dvacet) propojené do jednoho funkčního celku. Vše je propojeno chytrou řídicí elektronikou, obvykle doplněno systémem chlazení/vyhřívání a uloženo v mimořádně pevném ochranném rámu, který je strukturální součástí podlahy elektromobilu (aby byl chráněn v případě nárazu).
Platformy elektromobilů si jsou podobné jako vejce vejci: Velký bateriový balík v podlaze a elektromotory přímo na nápravách. Výhodou této koncepce je dlouhý rozvor (a tedy spousta prostoru pro posádku) a nízké těžiště.
Nominální (celková) kapacita modulů se dnes pohybuje nejčastěji od 50 kWh do 100 kWh (menším městským autům stačí i menší baterky, větší monstra naopak vyžadují větší baterie), využitelná kapacita je však o něco nižší, protože část kapacity (jednotky kWh) je dedikována jako ochranný buffer – aby nebylo možné baterie vybít do nuly nebo naopak nabít do 100 %, což jim z fyzikálních a chemických důvodů nedělá dobře.
Nabíjení baterií
Energii do baterií doplňujete nabíjením z elektrické sítě, přičemž jsou dva základní způsoby: pomalejší (nižší výkon, vyšší ztráty) a šetrnější nabíjení střídavým proudem (AC) a rychlejší (vyšší výkon) nabíjení stejnosměrným proudem (DC).
Evropa se shodla na jednotném nabíjecím konektoru – součástí koncovky CCS (DC) je i konektor pro pomalejší AC nabíjení, takže vás nečeká hledání nabíječky se správnou zástrčkou.
AC nabíjení
Pomalejší nabíjení střídavým proudem je užitečné hlavně pro nabíjení doma / v práci, kde vás netlačí čas – nabíjení totiž trvá několik hodin. Výkony se pohybují od 2,3 kW (běžná domácí 230V zásuvka) až do 22 kW (veřejné nabíječky). Rychlost nabíjení neovlivňuje pouze výkon dostupný na konektoru, limitem je také výkon palubní nabíječky instalované ve voze (obvykle 7, 11 nebo 22 kW) – baterie samotné totiž pracují se stejnosměrným proudem, na který je střídavý nutné přetransformovat.
Nabíjení doma je nejlevnější a nejpohodlnější. Potřebujete však wallbox s výkonem alespoň 7 kW, abyste auto pohodlně dobili přes noc – a ráno můžete nastupovat do vychlazeného/vyhřátého interiéru.
AC nabíjení je tedy sice pomalejší, ale také šetrnější – a to nejen k baterii jako takové, ale také k vaší peněžence (i ve veřejném prostoru patří k těm nejlacinějším způsobům nabíjení, doma je nejlacinější a díky solárům ho můžete mít „zadarmo“). Zároveň je také stabilnější, což znamená, že na rychlost nabíjení (nabíjecí výkon) má menší vliv teplota (baterie i okolí) a stav nabití baterie.
DC nabíjení
Výkon rychlonabíjení se pohybuje od 50 kW až ke 400 kW (dle konkrétní nabíječky), limitem je znovu schopnost auta „pojmout“ daný výkon (záleží na elektronické architektuře 400 V / 800 V a dalších specifikách) – úzkým hrdlem nádoby můžete také lít jen omezené množství kapaliny.
Nabíječky Ionity nabízejí nabíjecí výkon 350 kW, Hyundai Ioniq 6 z nich dokáže vymáčknout maximálně 239 kW – přitom patří k těm nejvýkonnějším vozům (z hlediska nabíjecího výkonu).
To však neznamená, že třeba Ioniq 6 s baterií o kapacitě 77 kWh nabijete maximálním výkonem 239 kW za 20 minut. Výkon DC nabíjení je totiž v průběhu nabíjení proměnlivý – nejvyšší výkon blížící se maximu je při nabíjení z nízké kapacity, s rostoucí úrovní nabití však z fyzikálních důvodů postupně klesá (nejvíce se zpomaluje nad úrovní 80 %). Proto se nejčastěji udává čas „efektivního nabíjení“ (obvykle 10-80 %), protože k nabíječce nikdy nepřijíždíte s absolutní nulou a nad 80 % už nemá smysl se u nabíječky zdržovat. Například zmíněný Hyundai Ioniq 6 nabijete efektivně (10-80 %) za pouhých 18 minut, nabití do 100 % by vyžadovalo další (nízké) desítky minut navíc.
Na nabíjecí křivce Hyundai Ioniq 6 jasně vidíte, že nejvyšší nabíjecí výkon je u EV obvykle dostupný zhruba do 50 % stavu nabití, následně trochu poklesne a největší pokles je nad úrovní 80 %.
Na rychlost nabíjení má kromě stavu nabití velký vliv také teplota (baterie i okolí), proto je u většiny aut možné baterii před návštěvou nabíječky předehřát nebo ochladit (obvykle automaticky, když zadáte nabíječku jako cíl do navigace, nebo někdy i manuálně prostřednictvím tlačítka, resp. volby v infotainmentu).
Jedna karta vládne všem
Život elektromobilistům trochu komplikuje roztříštěnost sítě – ve hře je hned několik provozovatelů s vlastními smlouvami a vlastním ceníkem. Dnes už je sice možný roaming (platí i v zahraničí), tedy že například s kartou od ČEZu můžete i k nabíječce PRE a E.ON (a mnoha dalším provozovatelům i za hranicemi ČR), jenže ceny nabíjení mimo síť ČEZ jsou o dost vyšší. Chytrým řešením tak je mít smlouvu s více společnostmi (ČEZ a PRE a máte pokrytou většinu sítě v ČR).
Jenže ne každý to chce řešit a ne každý chce pak složitě porovnávat ceny (zvlášť když jezdí do zahraničí). Každá automobilka proto nabízí svým zákazníkům vlastní kartu (jako je například Charge myHyundai), kterou se identifikují ve velmi široké síti smluvních partnerů, dopředu jasně znají cenu nabíjení a vždy na konci měsíce musí platit jen jednu fakturu. Není to vždy nejvýhodnější, ale je to rozhodně transparentnější a především pohodlnější.
Pokud nechcete mít více smluv, aplikací a karet k nabíjení, stačí si pořídit jednu přímo od automobilky, jako je třeba Charge myHyundai.
DC nabíjení je k bateriím méně šetrné a také je dražší – to druhé platí zvláště v případě HPC nabíječek (Hyper Charging), jak jsou označovány stojany nabízející výkon od 100 nebo 150 kW výš. Rychlonabíjení vysokým výkonem tedy dává největší smysl na cestách, abyste dobyli dalších pár stovek kilometrů na dojetí do cílové destinace (Hyundai Ioniq 6 umí nabít 100 kilometrů dojezdu za pouhých 5 minut), kde zase můžete nabíjet pomalu a šetrně AC nabíječkou, případně slabší DC nabíječkou (50 nebo 75 kW).
V našich starších článcích si můžete nastudovat, jaké jsou způsoby domácího nabíjení a jaké možnosti přináší veřejné nabíjení.
Za týden se podíváme na to, jak baterie nabíjet pro co nejdelší životnost a jak to je s jejich servisem.