Degradace baterie po sto tisících kilometrech

Degradace baterie po sto tisících kilometrech bývá u vozů s kapalinovým temperováním článků mírná a na běžné použitelnosti auta se projeví jen o něco kratším dojezdem. Samotný nájezd přitom vypovídá málo. Rozhoduje, kolik let baterie má, v jakých teplotách žila, na jaké úrovni nabití stála a jakou chemii článků vůz používá.

Kalendářní a cyklické stárnutí článků

Lithium-iontový článek stárne dvěma způsoby. Kalendářní stárnutí běží neustále, i když auto stojí: na povrchu záporné elektrody roste pasivační vrstva označovaná SEI, která na sebe trvale váže část lithia. Urychluje ji vysoká teplota a vysoký stav nabití. Cyklické stárnutí vzniká používáním – elektrody se při nabíjení a vybíjení nepatrně rozpínají a smršťují, materiál se mechanicky unavuje a roste vnitřní odpor.

Typický průběh není přímka. V prvním období provozu kapacita klesne rychleji, potom se pokles zpomalí a dlouho pokračuje pozvolna. Mladý vůz proto může ukázat úbytek, který vypadá znepokojivě, přestože jde o očekávanou počáteční fázi.

Považuji kalendářní složku za podceňovanou, protože inzeráty lákají hlavně na nízký nájezd. Málo jeté auto, které trávilo léta plně nabité na rozpáleném parkovišti, na tom může být hůř než vůz s dvojnásobným nájezdem, který denně jezdil a dobíjel se doma střídavým proudem.

Co znamená údaj SoH

Stav baterie se vyjadřuje zkratkou SoH, tedy State of Health. Je to poměr aktuální využitelné kapacity k původní, uváděný v procentech. Hodnotu průběžně odhaduje řídicí jednotka baterie (BMS) z napětí, proudů a teplot jednotlivých článků.

Slovo odhaduje je na místě. BMS kapacitu neměří přímo, počítá ji, a přesnost závisí na tom, jak dlouho auto neprošlo širokým rozsahem nabití. Dvě měření téhož vozu se proto mohou o něco lišit. Úbytek kapacity navíc není jediný projev stárnutí: s rostoucím vnitřním odporem baterie hůř přijímá vysoký výkon, takže starší vůz na rychlé stanici nabíjí pomaleji, než uvádí katalog.

Chemie NMC a LFP stárnou odlišně

V současných elektromobilech převažují dvě chemie katody. NMC (nikl, mangan, kobalt) nabízí vyšší hustotu energie, tedy delší dojezd při stejné hmotnosti. Hůř ale snáší dlouhé stání na plném nabití, proto výrobci pro každodenní provoz obvykle doporučují nastavit nižší cílovou hranici a do plna nabíjet jen před delší cestou.

LFP (lithium-železo-fosfát) má hustotu energie nižší, zato vydrží víc cyklů a plné nabití jí vadí méně. Její napěťová křivka je velmi plochá, takže řídicí jednotka obtížněji určuje stav nabití; výrobci proto u těchto vozů zpravidla předepisují pravidelné nabití do plna, aby se měření zkalibrovalo. Nevýhodou je citlivější chování v chladu, kdy LFP přijímá nabíjecí proud neochotně.

Radím zjistit si chemii konkrétního vozu ještě před prvním nabíjením, protože správný režim je u obou typů téměř opačný. Informaci najdete v návodu k obsluze a často ji napoví i samotné auto tím, jakou cílovou hranici nabití doporučuje.

Návyky, které baterii šetří nebo ničí

Nejvíc škodí kombinace tepla a plného nabití. Následuje časté vybíjení téměř do nuly a nabíjení vysokým výkonem do studené baterie, při kterém se může lithium vylučovat na povrchu elektrody v kovové podobě. Moderní vozy tomu brání omezením výkonu, dokud se články neprohřejí. Jak je to se stejnosměrnými stanicemi obecně, rozvádí článek o tom, jak rychlonabíjení působí na životnost článků.

Sám bych auto s NMC baterií držel v běžném týdnu ve středním pásmu nabití a plnou kapacitu si nechával na dny, kdy ji opravdu využiji. Nestojí to žádné úsilí, stačí jednou nastavit limit v nabíjecím menu.

Roli hraje i konstrukce. Baterie s aktivním kapalinovým okruhem si teplotu udržuje sama, pasivně chlazené sady starších modelů jsou na horké počasí a opakované rychlé nabíjení citlivější. Výrobci na trakční baterie poskytují samostatné krytí vázané na stáří a nájezd, jehož podmínky se liší a je třeba je hledat přímo u dané značky.

Jak si stav baterie ověřit u ojetiny

Nespoléhal bych na ukazatel dojezdu na displeji; vychází z nedávné spotřeby a o kapacitě neříká téměř nic. Proč tomu tak je, vysvětluje text o tom, jak se počítá skutečný dojezd elektromobilu. Použitelný je protokol o SoH ze značkového servisu nebo od nezávislé zkušebny, která baterii změří během jízdy či nabíjení.

K protokolu patří otázky na způsob používání: kde auto parkovalo, jak často se nabíjelo stejnosměrně a na jakou hranici. Odpovědi pomohou výsledek zařadit. Užitečné je také přijet na rychlou stanici s vybitější a zahřátou baterií a sledovat, jakého výkonu vůz dosáhne – výrazný odstup od katalogové hodnoty je důvod chtít podrobnější diagnostiku. V zimě ovšem takový test klame, jak popisuje článek o tom, jak se elektromobil chová v mrazu.

Zdroje

• EHK OSN, Globální technický předpis č. 22 – životnost baterií elektrifikovaných vozidel
• ISO 12405-4 – Electrically propelled road vehicles: Test specification for lithium-ion traction battery packs and systems
• Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze, studijní materiály k elektrochemickým zdrojům energie
• TÜV SÜD, informace k testování stavu trakčních baterií