Co se děje s baterií v létě? Tuto zkušenost měla většina řidičů: Sednou do auta, otočí klíčkem a nestane se nic. Diagnóza: vybitá baterie. Ale na rozdíl od všeobecného přesvědčení to nebyly zimní mrazy, které zničily baterii, ale horká letní období v předchozích letech.
Hlavní příčiny selhání baterie
Selhání baterie má dvě hlavní příčiny: opotřebení a proces stárnutí. Opotřebení je snadno pochopitelné při pohledu na pneumatiky automobilu: čím více jezdíte a čím razantnější je váš styl jízdy, tím rychleji dochází k opotřebení. Podobně je tomu u baterie: Čím častěji a hlouběji se autobaterie vybíjí, a čím více elektrických spotřebičů napájí, tím vyšší je opotřebení. Také pokud používáte auto jen zřídka nebo většinou na krátké vzdálenosti, nemůže alternátor baterii plně dobít, když ji současně vybíjejí elektrické spotřebiče.
Tomu lze čelit výběrem správné technologie baterie. Pokud máte například vozidlo s funkcí start-stop, je určitě vyžadována technologie AGM nebo EFB. Konvenční baterie SLI (standardní) není určena pro tyto aplikace, a proto se poměrně rychle opotřebovává. Výkon baterie AGM může být přínosem i pro automobily bez systému start-stop: Technologie AGM nabízí vyšší rezervy výkonu, z nichž konvenční vozidla bez systému start-stop těží v podobě delší životnosti baterie. Baterie AGM se také dokáže vyrovnat s extrémními vnějšími teplotami, zatímco konvenční startovací baterie reaguje na extrémní chlad a teplo rychlým poklesem kapacity a rychlejším vybíjením. To bylo prokázáno v terénní studii v Dubaji, kde všechna vozidla se systémem start-stop, vybavená konvenčními bateriemi, selhala po 5 až 6 měsících, zatímco srovnávací vozový park vybavený bateriemi AGM zůstal mobilní až do konce testu po 12 měsících.
Není možné vydat paušální prohlášení o životnosti a procesu stárnutí, protože životnost závisí na faktorech jako je typ baterie, okolní teplota, počet cyklů, hloubka vybití nebo četnost použití. Nicméně opotřebení v konečném důsledku ovlivňuje proces stárnutí a tím i životnost baterie.
Letní teplo urychluje proces stárnutí
Řidiči se domnívají, že baterii poškozuje chlad, ale ve skutečnosti je to teplo, které způsobuje selhání. Optimální venkovní teplota pro autobaterii je +20 °C. V létě se však teplota často vyšplhá nad +30 °C (75 °F). Vysoké teploty vedou k samovybíjení baterie, které způsobuje rychlejší stárnutí baterie. Tento proces probíhá v létě a na podzim bez povšimnutí, ale když motor potřebuje více energie pro startování v zimě, často dochází k potížím.
Podle jednoduchého pravidla se chemická reaktivita zpravidla zdvojnásobuje na každých 10 °C zvýšení teploty. To způsobuje exponenciální nárůst chemické reaktivity a tím i více škodlivých faktorů, jako je koroze mřížky. Stejně jako rez u plechu karoserie, také koroze mřížky vede k rozkladu slitiny olova v baterii. Vzhledem k tomu, že mřížka usnadňuje vedení proudu v elektrodě a tvoří mechanickou kostru pro aktivní hmotu, zvládá mřížka tyto dva úkoly stále hůře, což je důvod, proč vysoké teploty v létě urychlují stárnutí a poškozují baterii.
Proč se většina baterií mění v zimě
Dozvěděli jsme se, že letní teplo způsobuje poškození baterie a že vyšší teploty urychlují chemické reakce. To platí pro teploty nad 20 °C. Pokud teploty klesnou pod 20 °C, chemické procesy v baterii se zpomalí. Vezmeme-li jako optimum 20 °C, zpomalí se chemická reakce při 10 °C na 50 % a na bodu mrazu klesá až na 25 %. To znamená, že výkon baterie může být v létě při teplotě 20 °C vynikající, zatímco v zimě se při 0 °C neděje nic a baterie musí být vyměněna.
Buďte připraveni na zimu - nechte si zkontrolovat baterii
Testy baterií pomáhají v předstihu odhalit selhání baterie. V ideálním případě by si proto řidiči měli nechat zkontrolovat baterii v servisu alespoň jednou ročně před zimou. To zajistí vaši mobilitu a ochrání vás před dodatečnými náklady a neočekávanými poruchami. Koneckonců nic nezpůsobuje větší potíže než baterie, která stále ještě poskytuje dostatek energie pro světla, ale je příliš slabá k nastartování motoru.
Odborníci radí, jak předejít problémům. Je dobře známo, že elektromobilům příliš nesvědčí zima, neboť jejich dojezd pak může rapidně klesnout. Rok 2023 byl rokem, kdy v létě opět padaly teplotní rekordy. Zejména potom červenec byl letos obzvlášť teplotně nadprůměrný - a takové počasí dá zabrat nejen nám lidem, ale i autům, a to hlavně těm elektrickým. Termomanagement neboli systém řízení teploty vozu je v poslední době velkým tématem.
V minulých letech se v souvislosti s elektromobily řešil hlavně dojezd, od této problematiky se už však upouští, neboť ten se podařilo výrobcům zčásti vyřešit usazením větších baterií, případně zvýšením jejich efektivity. Ilustrační obrázek „Rozpětí optimálních provozních teplot je u lithium-iontových baterií poměrně malé,“ přiznává Brian Palmieri, předseda společnosti Power Ahead Group, která se zabývá vývojem a výrobou bateriových soustav všech možných druhů. Hlavním cílem je tedy tepelná efektivita. Vhodná provozní teplota akumulátorů se pohybuje v rozmezí 10 až 43 stupňů Celsia, optimum je však pouze 15 až 35 stupňů. „Baterie jsou zdaleka nejdražším komponentem elektromobilu,“ říká Karl Brauer, analytik americké společnosti iSee Cars, která eviduje především ojetá vozidla včetně elektromobilů.
Během vysokých teplot v bateriích dochází z rychlým a hlavně nekontrolovaným chemickým reakcím, jejichž vedlejším produktem je pochopitelně teplo. Velké množství nahromaděného tepla v okolí akumulátoru může vést i k požáru baterie, v horším případě dokonce k výbuchu. „S rostoucí teplotou se urychluje proces samovolného vybíjení baterie,“ dodává Palmieri s tím, že vysoká teplota značně urychluje chemické reakce uvnitř akumulátorů. Právě proto výrobci v poslední době pracují na takzvaném termomanagementu baterií. Nejčastějším receptem na tuto problematiku je vlastně poměrně jednoduchá odpověď - systém chlazení.
- Výrobci udávají, že při překročení teploty cca 37 °C baterie běžně ztrácejí zhruba 20 procent svého dojezdu.
- „Baterie operující v mírném klimatu je schopna udržet většinu své původní kapacity až 10 let, ovšem baterie, která pravidelně funguje v extrémním horku, vykazuje citelnou ztrátu výkonu i dojezdu už za pouhých 5 let,“ podotýká Brauer z iSeeCars.
- Odborníci doporučují nevystavovat vozidlo přímému slunečnímu svitu a neponechávat je dlouhodobě v prostředí s vysokou teplotou.
Palmieri ještě upozorňuje na další faktor, který by neměl být brán na lehkou váhu. Palmieri jedním dechem dodává, že nic nezkazíme ani zaparkováním vozu do stínu, třeba pod strom nebo výklenek budovy. „Pokud se nám tedy podaří i během horkého letního dne elektrický vůz udržet v relativně stabilním prostředí po zaparkování nebo během dobíjení, dá se předejít řadě problémů a tomu, že baterie s věkem začne rapidně ztrácet svoji výkonnost a výdrž,“ uzavírá Palmieri.
Další tipy pro prodloužení životnosti baterie
Čím více baterii nabíjíme, tedy čím vyšší je stav nabití baterie v %, tím kratší životnost baterie bude mít. Eliminovat vliv teploty lze částečně pravidelným využíváním pomalého nabíjení, což ve většině případů není problém. Takoví uživatelé pak mohou významně prodloužit životnost baterie tím, že nebudou nabíjet baterie do plného stavu nabití.
Většina výrobců zpracuje do svých trakčních baterií určité rezervy, a to jak pro nabíjení, tak pro vybíjení. Ty nejsou ale nikterak veliké, většinou několik % navíc. Doporučujeme tedy nabíjet trakční baterie pro denní provoz do stavu 80 % a méně. Pro ty uživatele, kteří naopak denně jezdí dálkové trasy, máme následující doporučení: Při vhodném plánování cest lze využívat rychlých nabíječek, ale vždy tak, aby stav nabití nepřekračoval 60 % až 70 % a baterie byla jízdou vybita do stavu, kdy v ní zbývá něco mezi 10 % a 20 %. V tomto stavu je baterie schopna absorbovat vyšší rychlost nabíjení a zároveň neprodukuje tolik ztrátového tepla ve srovnání s tím, pokud bychom stejným výkonem nabíjeli baterii ve stavu nabití např. 60 %.
Jako uživatelé elektrických aut si musíme zvyknout na určité odlišnosti proti automobilům se spalovacím motorem, zejména pak v plánování delších cest.
tags: #starnuti #baterie #elektromobilu