Крива зарядки електромобілів: чому 80%

Основні висновки

Швидкість заряджання зменшується, коли акумулятор заповнюється. Максимальна потужність доступна при рівні заряду нижче приблизно 30-40% і різко знижується після 60%.
10-80% — це корисний діапазон. Вище 80% зазвичай ви чекаєте довше на кожен кілометр, ніж потрібно для того, щоб доїхати до наступної зарядної станції.
Дві короткі зупинки зазвичай переважають одну довгу під час подорожі будь-якої довжини, оскільки обидві зупинки відбуваються в швидкій частині кривої.
Попереднє кондиціювання важливіше, ніж люди думають. Холодний акумулятор приймає набагато менше потужності, і більшість автомобілів нагріває його, якщо ви прокладаєте маршрут до зарядної станції в навігації автомобіля.
Прибуття з 10-15% — це ефективний крок, а не ризик, якого слід уникати — за умови, що зарядна станція, до якої ви прямуєте, працює.

Чому ніхто не заряджає до 100% під час подорожі. Спад — це не дефект, а хімія елемента, що захищає себе, коли анод заповнюється. Останні 20% зазвичай займають стільки ж часу, скільки перші 50%, тому дві зупинки на 80% переважають одну зупинку на 100%. Ілюстративна форма, типова для сучасних CCS акумуляторів; максимальна потужність і точки зменшення відрізняються залежно від автомобіля.

Що таке зменшення потужності насправді

Літій-іонний акумулятор заряджається шляхом переміщення літієвих іонів в анод. Коли анод в основному порожній, вони легко інтегруються, і акумулятор може приймати дуже високий струм. Коли він заповнюється, процес сповільнюється, і подача струму ризикує викликати осад металевого літію на поверхні анода — що є як постійною втратою ємності, так і проблемою безпеки. Тому система управління акумулятором зменшує струм, коли рівень заряду зростає. Це і є зменшення потужності ^[1].

Це не обмеження зарядної станції. Зарядна станція потужністю 350 кВт і зарядна станція потужністю 150 кВт постачають однакову потужність автомобілю при 75% рівні заряду, оскільки в обох випадках автомобіль запитує набагато менше, ніж будь-яка з них може постачати. Саме тому загальна потужність зарядної станції є набагато слабшим сигналом швидкості подорожі, ніж люди вважають, і чому черга на станції 350 кВт може бути повільнішою, ніж на порожній станції 150 кВт.

Що це означає для планування

Практичний наслідок є контрінтуїтивним: ви повинні планувати прибуття до зарядних станцій з низьким рівнем заряду. Автомобіль, що прибуває з 10% і виїжджає з 80%, провів всю свою зупинку в ефективній частині кривої. Автомобіль, що прибуває з 45% і заряджається до 95%, проводить більшу частину своєї зупинки в повільній частині, і йому знадобиться більше часу, щоб додати менше кілометрів.

Це також означає, що на довгому маршруті більше зупинок може бути швидше, ніж менше. Дві двадцятихвилинні зупинки в діапазоні 10-80% часто додають більше дальності, ніж одна сорокап’ятихвилинна зупинка, що триває до 95%. Виняток становить випадок, коли зарядні станції настільки рідкісні, що наступна є справжнім ризиком, що є проблемою покриття, а не заряджання.

Попереднє кондиціювання

Температура елемента визначає, скільки струму акумулятор прийме, і акумулятор, який залишався на вулиці вночі взимку, може бути обмежений до частини своєї максимальної потужності в теплу погоду. Більшість сучасних електромобілів нагрівають акумулятор в очікуванні швидкої зарядки, але зазвичай лише якщо зарядна станція встановлена як пункт призначення в навігації автомобіля — а не в додатку на телефоні, що працює паралельно. Це найпоширеніша причина, чому автомобіль заряджається набагато повільніше, ніж його специфікація вказує.

Три-смугова британська автомагістраль з рухом у обох напрямках під сірим небом — Klaus with K · CC BY-SA 3.0 · Wikimedia Commons

Чи пошкоджує швидка зарядка акумулятор?

Менше, ніж вважається в народі, і менше, ніж старіння за календарем. Аналізи великих флотів зазвичай показують, що інтенсивне використання швидкої зарядки пов'язане з вимірювальним, але помірним додатковим зниженням ємності, і що час і середній рівень заряду мають більше значення ^[2]. Ефект реальний, і він більший, коли заряджається гарячий або дуже холодний акумулятор, але це не причина уникати швидкої зарядки під час подорожей, для яких вона призначена.

Більш обґрунтована обережність стосується звичок, а не поведінки під час подорожі: автомобіль, який постійно перебуває на 100% рівні заряду в теплом кліматі, обслуговується гірше, ніж той, що швидко заряджається під час довгої поїздки раз на місяць. Наш сестринський сайт детальніше висвітлює докази флоту на <a href="https://chargingcompared.com/battery-health/">Charging Compared</a>.

Чому мій автомобіль заряджався на 50 кВт на зарядній станції потужністю 350 кВт?

Практично завжди це пов'язано з рівнем заряду або температурою акумулятора. Вище приблизно 70% автомобіль запитує набагато менше, ніж станція може постачати; холодний акумулятор робить те ж саме при будь-якому рівні заряду. Жодне з цих явищ не є дефектом зарядної станції.

Чи слід чекати, поки акумулятор досягне 100%?

Під час подорожі — ні. Останні 20% зазвичай займають приблизно стільки ж часу, скільки перші 50%, тому зазвичай краще продовжити рух і зупинитися знову.

Чи погано прибувати до зарядної станції майже порожнім?

Ні — це ефективний спосіб використання, оскільки вся сесія відбувається в швидкій частині кривої. Приїжджайте з низьким рівнем заряду до зарядних станцій, яким ви довіряєте.

Чи відрізняється зменшення потужності між автомобілями?

Максимальна потужність і точні точки зменшення значно відрізняються. Форма не змінюється: висока на початку, різко падає після 60%, незначна при повному заряді.

Посилання

Кожне посилання нижче веде до оригінального рецензованого запису на PubMed або через DOI. Нічого з цього не є заміною медичної поради.

Electric Vehicle (EV) Review: Bibliometric Analysis of Electric Vehicle Trend, Policy, Lithium-Ion Battery, Battery Management, Charging Infrastructure, Smart Charging, and Electric Vehicle-to-Everything (V2X) Veza I, Syaifuddin M, Idris M, et al. · Energies · 2024 · Journal article DOI
Dynamic User Equilibrium for Electric Vehicle Departure Time and Path–Charging Choices with Wireless and Fast Charging Services Zhang X, Ren H · World Electric Vehicle Journal · 2026 · Journal article DOI
Model Predictive Control Using an Artificial Neural Network for Fast-Charging Lithium-Ion Batteries Jaguemont J, Darwiche A, Bardé F · World Electric Vehicle Journal · 2025 · Journal article DOI
Fast-Charging Model of Lithium Polymer Cells Jaguemont J, Bardé F · World Electric Vehicle Journal · 2025 · Journal article DOI
Comparison of EV Fast Charging Protocols and Impact of Sinusoidal Half-Wave Fast Charging Methods on Lithium-Ion Cells Althurthi S, Rajashekara K, Debnath T · World Electric Vehicle Journal · 2024 · Journal article DOI
An Implementation of Quasi-Newton Algorithm for Fast-charging Lithium-Ion Battery (LIB) Optimization in Electric Vehicle Application Anjarani M, Raharya N · International Journal of Electrical, Computer, and Biomedical Engineering · 2024 · Journal article DOI
End-to-End Direct-Current-Based Extreme Fast Electric Vehicle Charging Infrastructure Using Lithium-Ion Battery Storage Powar V, Singh R · Batteries · 2023 · Journal article DOI
Advancements in Electric Vehicle Charging Infrastructure: Fast Charging, Wireless Charging, and Smart Grid Integration Jordan Y. Arpilleda · International Journal of Advanced Research in Science, Communication and Technology · 2023 · Journal article DOI
Novel Hybrid Thermal Management System for High-Power Lithium-Ion Module for Electric Vehicles: Fast Charging Applications Karimi D, Behi H, Van Mierlo J, et al. · World Electric Vehicle Journal · 2022 · Journal article DOI
TEKNIK FAST CHARGING BATERAI LITHIUM-ION MENGGUNAKAN LOGIKA FUZZY Anshori A, Siswojo B, Hasanah R · Jurnal Ecotipe (Electronic, Control, Telecommunication, Information, and Power Engineering) · 2020 · Journal article DOI
Bottlenecks to Fast Charging of Lithium-Ion-Insertion Cells for Electric Vehicles Chandrasekaran R · ECS Transactions · 2014 · Journal article DOI
Bottlenecks to Fast Charging of Lithium-Ion-Insertion Cells for Electric Vehicles Chandrasekaran R · ECS Meeting Abstracts · 2013 · Journal article DOI
Fast Charging Method Based on Estimation of Ion Concentrations using a Reduced Order of Electrochemical Thermal Model for Lithium Ion Polymer Battery Choe S, Li X, Xiao M · World Electric Vehicle Journal · 2013 · Journal article DOI