Nabíjení elektromobilu: 400 V vs. 800 V

Elektromobil s architekturou 800 V může dodávat stejný elektrický výkon při přibližně polovičním proudu oproti systému 400 V. To může snížit odporové ztráty a zahřívání výkonových součástí. Neznamená to, že každý vůz s 800 V bude rychlejší u každé nabíječky. Rozhoduje celá kombinace vozidla a nabíječky.

Co vlastně znamenají 400 V a 800 V?

Popisují široké třídy vysokonapěťové architektury, ne přesné napětí udržované od prázdné do plné baterie. Trakční baterie se skládá z článků uspořádaných do modulů a sériových řetězců. Její napětí se mění podle chemie článků, stavu nabití, teploty a zatížení.

Označení se netýká jen baterie. Výkonové měniče, motory, stykače, izolace, chlazení a nabíjecí hardware musí být navrženy pro zvolený rozsah napětí. Proto je „baterie 800 V“ užitečná zkratka, ne úplná specifikace.

Pro kupující jsou praktičtější otázky jednodušší: jaké DC napětí vůz přijme, jaký proud přijme, jakou nabíjecí křivku udrží a které nabíječky umějí tuto kombinaci dodat?

Proč může vyšší napětí snížit proud?

Elektrický výkon je součinem napětí a proudu. V ideálním příkladu vyžaduje 200 kW při 400 V proud 500 A:

200 000 W ÷ 400 V = 500 A

Při 800 V vyžaduje stejný výkon proud 250 A:

200 000 W ÷ 800 V = 250 A

Nižší proud může u daného vodiče snížit odporové zahřívání, protože odporová ztráta roste se čtvercem proudu. Konstruktéři mohou tuto výhodu využít k dosažení vysokého výkonu, omezení zahřívání, snížení hmotnosti vodičů nebo vyvážení více konstrukčních cílů.

Neznamená to, že konektor zůstane chladný, ztráty zmizí nebo systém vždy používá přesně poloviční proud. Důležité jsou kabel, kontakty, chlazení, elektronika nabíječky i proměnlivé napětí baterie.

Nabíjí se elektromobil s 800 V rychleji?

Může, zejména když vůz udrží vysoký výkon v užitečném rozsahu stavu nabití a nabíječka podporuje potřebné napětí i proud. Architektura vytváří prostor pro vysoký nabíjecí výkon. Nabíjecí křivka určuje, zda jej vůz využije.

Testování sériových vozidel laboratoří Argonne ukázalo rozdílné nabíjecí profily a významný vliv stavu nabití, teploty baterie, technického stavu vozidla a limitů EVSE. Testované vozy s 800 V měly vysoké špičkové hodnoty, výsledky se však lišily, když podmínky nebo vybavení nebyly ideální.

Místo štítku s napětím porovnávejte:

• čas ve stejném rozsahu stavu nabití;
• energii doplněnou v tomto rozsahu;
• průměrný výkon, ne jen špičkový;
• výsledky se studenou i zahřátou baterií;
• výsledky na nabíječkách, které skutečně můžete používat.

Úsporný vůz se 400 V a dobrou křivkou může mít kratší skutečnou zastávku než vůz s 800 V, větší baterií nebo nekompatibilní nabíječkou.

Může vůz s 800 V použít nabíječku s nižším napětím?

Kompatibilita závisí na konkrétním vozidle. Některé vozy s 800 V obsahují zvyšovací měnič nebo využívají jinou výkonovou elektroniku, která zvýší výstupní napětí nabíječky před přivedením k baterii. Dostupný výkon pak může být nižší než u vhodné vysokonapěťové nabíječky.

Jiné kombinace mohou záviset na tom, jaké napětí umí dodat nabíjecí stanice. Fyzicky pasující konektor nedokazuje, že vůz dosáhne uváděného maxima. Aplikace sítí také ne vždy ukazují celý napěťový rozsah nabíječky.

Mění stav nabití napětí baterie?

Ano. Napětí článku se při nabíjení a vybíjení lithium-iontové baterie mění, a proto se mění i napětí celé baterie. Nabíječka a vozidlo vyjednávají během celé relace. Proud a výkon se mění podle bezpečných provozních limitů systému řízení baterie.

Proto může baterie označovaná jako „400 V“ požadovat hodnoty nad i pod tímto označením. Výkon nabíječky také nelze posuzovat jen podle proudu. Stanice omezená určitým proudem dodá při vyšším vyjednaném napětí více výkonu, pokud to podporují všechny části systému.

Při vysokém stavu nabití vůz často snižuje proud. Klesající výkon je součástí nabíjecí křivky, ne důkaz, že napěťová architektura přestala fungovat.

Zlepšuje 800 V domácí nabíjení?

Domácí AC nabíjení funguje jinak. Wallbox dodává střídavý proud. Palubní nabíječka vozu jej převádí na stejnosměrné napětí potřebné pro baterii. Dostupné fáze a AC výkon palubní nabíječky obvykle určují, zda uvidíte 3,7 kW, 7,4 kW, 11 kW nebo jinou podporovanou hodnotu.

Trakční systém 800 V může mít uvnitř vozu konstrukční výhody, nezmění však wallbox 11 kW na jednotku s vyšším výkonem. Pokud obě verze vozu přijímají 11 kW AC, označení architektury tento vstupní strop nemění.

U domácího vybavení upřednostněte kapacitu přípojky, řízení zátěže, správné ochrany, praktické provedení kabelu, konektivitu a servisní podporu.

Vyplatí se zvolit vůz podle 800 V?

Architekturu 800 V berte jako jednu z doplňujících vlastností. Největší význam má tehdy, když opakovaně využíváte výkonné DC nabíječky a vůz tuto architekturu spojuje s dobrou nabíjecí křivkou, tepelným řízením a širokou kompatibilitou s nabíječkami.

Menší význam má tehdy, když se většina nabíjení odehrává přes noc nebo na pravidelných trasách používáte infrastrukturu se středním výkonem. Účinnost vozu, velikost baterie, spotřeba a spolehlivost nabíjecí sítě mohou být důležitější než označení napěťové architektury.

Poctivým srovnáním je čas cesty ve vašich podmínkách. Napětí vysvětluje část konstrukce, samo však neodpovídá na všechny otázky spojené s používáním vozu.