Żywotność baterii Leaf, PHEV, Tesla, EV

W literaturze naukowej spotykamy wiele analiz dotyczących wpływu sposobu użytkowania, prądów ładowania i rozładowywania czy poziomów ładowania na żywotność baterii. Warto zwrócić uwagę, że głównym czynnikiem, stojącym za pogarszaniem pojemności i zdolności do dostarczania dużych prądów w bateriach jest jej temperatura. Im cieplej – tym gorzej. Pozostałe czynniki są przeważnie wtórne i ich wpływ jest pośredni - są przyczyną wzrostu temperatury wewnątrz ogniw i ich stopniowego zużywania.
Bateria posiada parametr charakterystyczny, nazwany rezystancją wewnętrzną ogniwa. Nie jest on, jak się zwykło uważać, parametrem stałym – zależy on zarówno od temperatury ogniwa, jak i przede wszystkim – od stanu naładowania. Baterie rozładowane i w pełni naładowane mają większą rezystancję wewnętrzną, jak baterie w połowie rozładowane (zależy to też od użytej chemii ogniwa). W obwodach elektrycznych prądu stałego, w których odbiornikiem energii jest rezystancja moc elektryczną można wyznaczyć ze wzoru:

Jak widać, przy podwojeniu prądu ładowania lub rozładowywania moc ogrzewająca ogniwo wzrasta czterokrotnie. Jeżeli jeszcze na to nałoży się fakt, że ogniwo jest prawie puste lub pełne – to ilość wytwarzanego ciepła jeszcze dodatkowo wyraźnie wzrośnie.

Większe pobierane moce powodują szybsze przegrzewanie się baterii i jej niszczenie. Podobnie rzecz się ma z szybkim ładowaniem – samo z siebie nie jest przyczyną przyśpieszonego zużywania baterii, ale powodując ponadnormatywny wzrost jej temperatury uszkadza ją.

Ładowanie baterii do pełna, szybkie obciążanie baterii zaraz po naładowaniu (gdy jeszcze jest rozgrzana ładowaniem) lub ciągłe ładowanie i rozładowywanie bez okresów „odpoczynku” mają niebagatelny wpływ na żywotność baterii.

Stąd też samochody EV importowane z krajów o zimnym klimacie (np. Norwegia) będą miały baterie przeciętnie w lepszym stanie, jak np. z południa Stanów Zjednoczonych.

1. nie jeździć pełną mocą, a jeżeli już – to krótko
2. nie ładować baterii na szybkich ładowarkach do pełna
3. jak najwięcej pozwalać autu się toczyć (coast) – czyli w sprzyjających warunkach jechać bez regeneracji ale też bez pobierania mocy (część aut nie ma takiej możliwości fabrycznie, ale można użyć zewnętrznego boxa – http://evtun.com)

4. nie rozładowywać baterii do „zera”, przy niskim poziomie energii jeździć szczególnie delikatnie
5. stosować ładowarki domowe ładujące do 90-95% pojemności lub ładujące dwuetapowo – do 90% i po okresie oczekiwania na ochłodzenie baterii – dopełniające ją do 100%
6. nie pozostawiać auta na słońcu w lecie, w miarę możliwości garażować je (jeżeli w garażu jest chłodniej).
7. nie używać dużych mocy niezależnie od stanu naładowania, gdy bateria jest bardzo zimna (np. przy dużym mrozie).