Varje DC-snabbladdning följer en liknande form. Effekten stiger till det som skåpet och fordonet är överens om, håller ett tag, och faller sedan bort långt innan batteriet är fullt. Förare tenderar att tolka det fallet som ett fel, eller som att laddaren medvetet stryper dem.
Inget av det är vanligtvis fallet. Laddaren följer en gräns som är satt inuti fordonet, och den gränsen finns för att skydda cellerna. Den användbara frågan är inte varför effekten sviktar, utan var hörnet ligger en viss dag och varför det rör sig.
Hur laddningskurvan faktiskt ser
utEn snabbladdning är inte en kontinuerlig process. Den går i två regimer, och övergången mellan dem är vad folk kallar kurvan.
I det första läget håller fordonet en fast ström och låter spänningen stiga när paketet fylls. Eftersom effekt är spänning multiplicerat med ström, och strömmen är konstant medan spänningen stiger, ökar effekten med den. Det är därför en session ofta börjar på en blygsam nivå och byggs upp mot kabinettbetyget under de första minuterna.
Vid någon punkt närmar sig cellspänningen sin övre gräns. Därifrån byter fordonet strategi: det håller spänningen stabil och låter strömmen avta istället. Spänningen stiger inte längre, så effekten följer strömmen. Det är i detta andra regim som den synliga nedgången sker, och det kan se dramatiskt ut eftersom strömmen först faller snabbt och sedan planar ut när flocken närmar sig fullt.
Hörnet mellan de två kallas ofta knä. Det är en övergång, inte en strömbrytare, och det är sällan en skarp punkt på en graf.
Varför batteriet inte kan ta emot full ström vid hög laddning
Laddning fyller inte en tank. Den flyttar litiumjoner in i utrymmena mellan lagren av elektrodmaterialet, och dessa utrymmen är ändliga. När paketet nästan är fullt tas de flesta av dem.
Tryck in strömmen snabbare än jonerna hinner stabilisera sig, och de köar inte artigt. Vissa av dem avsätts som litiummetaller på ytan istället för att gå in i strukturen. Den insättningen är svår att ångra. Den tar bort kapaciteten permanent och skapar under fel förhållanden en väg för interna kortslutningar. Batterihanteringssystemet finns delvis för att förhindra detta, och det gör det genom att sänka strömmen som efterfrågas när cellerna fylls.
Det finns en andra anledning som pekar åt samma håll: det interna motståndet stiger nära full laddning. Samma ström ger mer värme i en nästan full förpackning än i en tom, och värme är det som förkortar cellens livslängd. Så avsmalningen skyddar två saker samtidigt, kapacitet och temperatur.
Gränsen är ett rörligt kuvert, inte en fast tabell. En ryggsäck som just kommit från en lång bilresa, eller en som står i sommarvärme, brukar begära mindre ström än samma ryggsäck en sval morgon med samma laddningsnivå.
Är 80 procent en inställning eller en slump
Det är närmare en slump som blivit en vana.
I de flesta offentliga laddningssystem vet inte laddaren fordonets laddningstillstånd. Fordonet vet det, och fordonet är den sida som bestämmer hur mycket ström som ska begäras. Laddaren levererar det den efterfrågar, upp till sin egen kapacitet. Så en fast avstängning vid ett visst laddningstillstånd är inget laddaren påtvingar; Det är inte i en position att göra det.
Vad som händer är att för många paket hamnar knät någonstans i den övre delen av intervallet, och 80 procent blev förkortningen för det i förarråd och i fordonsinställningar som erbjuder laddningsgräns. På en annan ryggsäck, eller samma ryggsäck en annan dag, kan hörnet sitta märkbart högre eller lägre.
Fyra saker påverkar den: packtemperatur, laddningstillståndet sessionen startade från, hur väl cellerna är balanserade och cellernas kemi. Ett fordon som anländer vid 60 procent ser ingen plan del av kurvan, eftersom det redan börjar förbi knäet. En kall förpackning kan börja släppa långt innan antalet förare förväntar sig.
Kemi är viktigare än de flesta förare inser. Paket med en mycket platt spänningskurva ger ledningssystemet mindre att arbeta med vid uppskattning av laddning, så strategin för toppen av intervallet kan se annorlunda ut än för ett paket vars spänning stiger mer stadigt. Det är en anledning till att två bilar på samma laddare kan ge synligt olika kurvor.
De två siffrorna värda att läsa på sidan
När en session ser fel ut räcker det inte med ett tal för att avgöra vem som är ansvarig. Två är: strömmen som fordonet begär, och strömmen som laddaren faktiskt levererar.
Läs tillsammans separerar de de tre fall som är viktiga:
- Begäran förblir hög medan leveransen minskar. Laddaren är den begränsande sidan. Det pekar på skåpstemperatur, modulstatus, kabeltemperatur eller en platsnivåallokering, och det är en konversation för leverantören snarare än för föraren.
- Båda är låga från första minuten. Inget avtar; sessionen nådde inte någon hög siffra. Det är ett annat problem — anslutning, handskakning eller en plats som delar kapacitet mellan kontakter.
En varning om det första numret. Begäran är endast synlig när fordonet och laddaren byter den som en del av en övergripande kommunikationssession. Vid ett grundläggande handslag vet laddaren hur mycket ström fordonet är beredt att ta emot, men inte varför det ändras. I så fall, jämför laddarloggen med fordonets egna rapporterade siffror för samma minuter.
En enda skärmdump visar väldigt lite åt något håll. Tjugo minuter av båda värdena, sammanlagda, visar var de två linjerna skiljer sig åt, och det är i det ögonblicket svaret dyker upp.
Varför vissa fordon smalnar av tidigare än andra
Två bilar på samma kabinett vid samma startladdning kan ge kurvor som knappt liknar varandra. Anledningarna är mestadels fordonets egenskaper.
Paketstorlek i förhållande till laddarens effekt. En liten pack som drar en stor ström arbetar hårdare med varje cell än en stor pack som drar samma ström. Den lilla flocken når sin gräns per cell tidigare, så knät kommer tidigare i sessionen.
Termisk väg. Paket med aktiv kylning kan hålla en högre ström längre eftersom de kan ta bort den värme som strömmen producerar. Paket som är beroende av luft, eller som kommer varmt efter en lång bilresa, tenderar att lätta snabbare.
Ledningspolicy. Två tillverkare kan använda samma cell och sätta olika gränser. En tillåter mer ström och tål mer slitage; Den andra är konservativ och skyddar livslängden. Båda är ingenjörsval, och ingen av dem syns på ett specifikationsblad.
Vad detta betyder för webbplatsdesign
Peak Power är en namnfigur. Det en webbplats faktiskt säljer är energi som levereras inom ett tidsfönster, och kurvan är det som kopplar ihop de två.
Två platser med samma effekt kan leverera märkbart olika mängder energi på tjugo minuter, eftersom den ena håller sin figur längre före knäet och den andra inte. Om en plats planeras enbart kring namnskylten, visar sig den skillnaden senare som köer vid den mest hektiska timmen, där skåpet rapporterar att de inte var på full produktion.
De praktiska frågorna för en webbplats handlar därför om vilka fordon den förväntar sig att se, inte om kabinettet: vilket laddningstillstånd anländer förare vanligtvis med, hur länge stannar de och hur mycket energi som ryms i det tillståndet. En motorvägsplats där förare stannar femton till tjugo minuter är ett annat problem än en arbetsplats där bilar står i sex timmar, och kurvorna som ingår inte har samma form.
På utrustningssidan är en specifikationsrad värd att läsa noga: konstant-ström-fönstret. Den beskriver spänningsbandet över vilket laddaren kan hålla sin nominella utgång. Ett brett fönster innebär att laddaren är mindre benägen att bli den begränsande sidan när packspänningen stiger över olika fordon. Avsmalningen ovanför knät tillhör ändå fordonet. Som ett exempel på hur detta anges anges 120 kW och 180 kW likströmsmodeller anger ett konstant effektfönster som sträcker sig över DC 300–1000 V.
Numret som avgör en plats är energi per vistelse, inte toppeffekt
Ett kabinett som är högre än vad fordonen kan acceptera under större delen av sessionen tillför kostnad utan att öka genomströmningen. Att läsa den faktiska kurvan från sessionsloggar, för de fordon en sida verkligen ser, är det som gör en namnskyltsfigur till ett designbeslut.
Inget av detta gör fallet efter knäet till ett problem att lösa. Det är formen på batteriets acceptans, och utrustningen följer den. Det som är värt att lösa är den mismatch som uppstår när en plats är designad för en topp som inget fordon framför kan använda länge.
Om termerna i denna artikel är nya, behandlas definitionerna av laddningskraft, hastighet och deras kommersiella användning separat i vad en DC-snabbladdare är.
Att lista ut vad en webbplats faktiskt kan leverera under en vistelse?
Skicka ankomstavgiften, den typiska vistelsen och de fordon du förväntar dig, och energisiffran följer från kurvan snarare än från namnskylten.
Ställ en specifikationsfråga