Výkon vs. rychlost nabíjení: Na jakých faktorech závisí vysoké nabíjecí výkony?

Elektromobilita v podání modelů Audi e-tron a e-tron Sportback je využitelná i pro cestování na dlouhé vzdálenosti – mimo jiné i díky nabíjecí křivce, která je v porovnání s konkurencí jedinečná.

Řidiči elektromobilů Audi přitom profitují z vysoké rychlosti nabíjení, protože nabíjecí výkon až 150 kW je využíván v širokém rozsahu nabíjecího procesu, a to díky sofistikovanému systému řízení provozní teploty lithium-iontových akumulátorů. Zákazníci by při posuzování vhodnosti elektromobilu pro každodenní provoz měli brát v potaz především rychlost nabíjení, nikoli pouze maximální nabíjecí výkon.

Elektromobily jsou většinou nabíjeny doma nebo u zaměstnavatele. V těchto případech nehraje doba nabíjení většinou zásadní roli. Naproti tomu při cestování na dlouhé vzdálenosti se počítá každá minuta a rychlé nabíjení je nezbytné. Po krátké přestávce k odpočinku by měl být automobil připraven na další etapu. Mnoho zákazníků proto při výběru elektromobilu zohledňuje při posuzování nabíjecích vlastností maximální nabíjecí výkon – tento ukazatel má však jen omezenou vypovídací hodnotu, pokud chce uživatel rychle prodloužit dojezd z rychlonabíjecího stojanu. Pro krátkou dobu nabíjení je nezbytná vysoká rychlost nabíjení (tedy kolik kWh lze nabít za minutu) v rámci celého nabíjecího procesu. To znamená, že vysoký nabíjecí výkon musí být využitelný po co nejdelší dobu. A právě touto vlastností dokážou modely e-tron přesvědčit, protože disponují vysokým trvalým výkonem.

Rychlost nabíjení je důležitější než pouhý nabíjecí výkon

Audi e-tron vyniká mezi současnými konkurenty vysokým nabíjecím výkonem, přestože jsou na trhu už i modely s nominálně vyšším výkonem. Rozdíly však spočívají v detailech. Schopnost využívat funkci rychlého nabíjení vysokým výkonem (HPC – High Power Charging) je sice nezbytným předpokladem, nikoli však rozhodujícím faktorem, který by zkracoval dobu strávenou u nabíjecího stojanu.

Minimálně stejně důležitá je schopnost sady akumulátoru odebírat vysoké elektrické proudy v širokém rozsahu nabíjecího procesu. Pokud je elektromobil nabíjen nejvyšším výkonem jen po relativně krátkou dobu a nabíjecí výkon musí poté výrazně klesat, snižuje se tím také rychlost nabíjení – tedy množství doplněné elektrické energie za jednotku času. Rychlost nabíjení na základě ideální křivky nabíjení, umožňující využívat nejvyšší nabíjecí výkon po dlouhou dobu, představuje tak pro zákazníky důležitější kritérium pro posuzování nabíjecích vlastností a v neposlední řadě zaručuje krátké čekání u nabíjecích stojanů. Kromě průměrné spotřeby závisí na rychlosti nabíjení také počet kilometrů dojezdu, který lze v průměru získat během stanovené doby nabíjení, například za deset minut.

Rozdíl spočívá v nabíjecí křivce

Audi e-tron 55 nabízí svým majitelům veškeré výhody příznivé nabíjecí křivky. Pokud je elektromobil připojen k nabíjecímu stojanu HPC s výkonem 150 kW, zůstává křivka v oblasti vysokého výkonu nepřetržitě po dlouhou dobu. Za ideálních podmínek je vůz nabíjen v rozsahu od 5 do 70 procent kapacity akumulátorů na hranici maximálního výkonu. Poté začne inteligentní systém řízení akumulátorů elektrický proud postupně snižovat. To je velký rozdíl v porovnání s ostatními koncepty, které dosahují maximálního výkonu většinou jen krátkodobě a nabíjecí výkon výrazně snižují již dlouho před dosažením hranice 70 % kapacity. V každodenním provozu to zákazníkům přináší důležitou výhodu. K doplnění elektrické energie pro dojezd 110 kilometrů postačuje v ideálním případě necelých 10 minut u nabíjecího stojanu. Hranice 80 % dosáhne Audi e-tron 55 po cca 30 minutách. Přestože trvá nabití zbývajících 20 % kapacity lithium-iontových akumulátorů výrazně delší dobu, zabere kompletní nabití (z 5 na 100 % kapacity) ze stojanu HPC přibližně 45 minut, což je v porovnání s konkurencí výjimečné.

Elektromobil se sofistikovaným řízením teploty lze nabít rychleji

Lithium-iontové akumulátory modelu Audi e-tron 55 mají celkovou kapacitu 95 kWh (z toho je využitelných 86,5 kWh) a jsou koncipovány pro dlouhou životnost. Základem vyvážené výkonové charakteristiky a dlouhé životnosti je náročný systém řízení teploty. Kapalinové chlazení udržuje i při vysokém zatížení nebo mrazivém počasí teplotu akumulátorů v rozsahu od 25 do 35 stupňů Celsia, v němž je dosahováno optimální účinnosti. Čtyři chladicí okruhy jsou tvořeny 40 metry chladicího potrubí, v němž obíhá 22 litrů chladicí kapaliny. Při nabíjení stejnosměrným proudem s výkonem 150 kW odvádí studená chladicí kapalina odpadní teplo, které vzniká v akumulátorech v důsledku elektrického odporu. Srdcem chladicí soustavy jsou výtlačně lisované profily, které se vizuálně podobají lamelovému roštu. Profily jsou zespodu přilepeny k sadě akumulátorů. Chladicí jednotka je se schránkou sady akumulátorů spojena nově vyvinutým, tepelně vodivým lepidlem. Kontakt mezi vnější schránkou sady akumulátorů a uvnitř umístěnými moduly článků zajišťuje speciální tepelně vodivý gel, který vyplňuje všechny prostory mezi moduly článků a schránkou. Gel rovnoměrně přenáší vznikající odpadní teplo z článků přes schránku akumulátorů do chladicí kapaliny. Prostorové oddělení prvků vedoucích chladicí kapalinu a akumulátorových článků navíc zvyšuje bezpečnost celého systému. Dalším pozitivním vedlejším efektem této náročné konstrukce je vysoká odolnost v případě nárazu při dopravní nehodě.