C-rate porovnává nabíjecí nebo vybíjecí výkon baterie s její kapacitou. Nabíjení 1C je číselně rovné kapacitě baterie: 60 kW pro baterii s kapacitou 60 kWh. Pomáhá porovnávat baterie různých velikostí, samo o sobě ale neudává celkovou dobu nabíjení ani namáhání baterie.
Jak vypočítat C-rate nabíjení elektromobilu?
Vydělte nabíjecí výkon v kilowattech kapacitou baterie v kilowatthodinách. Výsledná hodinová rychlost se zapisuje jako násobek C. Uveďte, kterou hodnotu kapacity používáte, protože hrubá a využitelná kapacita dávají různé výsledky.
Pro baterii s kapacitou 60 kWh nabíjenou výkonem 90 kW:
90 kW ÷ 60 kWh = 1,5C
Pro baterii s kapacitou 100 kWh při stejném výkonu 90 kW:
90 kW ÷ 100 kWh = 0,9C
Nabíječka v obou příkladech dodává stejný výkon. Vzhledem ke své velikosti se však menší baterie nabíjí rychleji.
Při technickém testování baterií může být C-rate definována z kapacity v ampérhodinách a proudu v ampérech. Zjednodušený výpočet kW vůči kWh je užitečný pro porovnání celých vozidel, pokud je výslovně uvedeno, z jaké hodnoty kapacity vychází.
Znamená 1C plné nabití za jednu hodinu?
Jen v idealizovaném výpočtu, kde baterie nepřetržitě přijímá 1C, uvedená kapacita přesně odpovídá doplněné energii a nezáleží na ztrátách ani jiných odběrech. Skutečný elektromobil během relace výkon mění a mimo zobrazené okno ponechává ochranné rezervy.
Při 1C by doplnění 30 kWh do baterie s kapacitou 60 kWh ideálně trvalo 30 minut. Vůz však může postupně zvyšovat výkon, snižovat jej, baterii ohřívat nebo chladit a napájet svou elektroniku. Omezený nebo sdílený může být také výkon nabíječky.
C-rate používejte k popisu intenzity, ne jako stopky. Pro čas použijte skutečně potřebnou energii a realistický průměrný nabíjecí výkon v plánovaném rozsahu.
Proč je C-rate užitečná při porovnávání elektromobilů?
Špičkový výkon zvýhodňuje velké baterie, protože větší baterie může při stejné relativní rychlosti přijmout více celkového výkonu. C-rate zasazuje tento údaj do souvislostí. Ukazuje, jak intenzivně systém nabíjí vzhledem k řízené energetické kapacitě.
Představte si dva vozy:
| Vůz | Využitelná kapacita | Špičkový výkon | Špičková C-rate |
|---|---|---|---|
| A | 50 kWh | 100 kW | 2C |
| B | 100 kWh | 150 kW | 1,5C |
Vůz B má vyšší špičku v kilowattech. Vůz A má vyšší špičku vzhledem ke své menší baterii. Žádný údaj v tabulce nedokazuje, který vůz dokončí nabíjení z 10 na 80 % dříve, protože se liší celé křivky i energetická okna.
Argonne používá C-rate jako jeden ze způsobů srovnání špičkového a průměrného nabíjecího výkonu s velikostí baterie sériových elektromobilů. Jeho výsledky zároveň ukazují, že skutečné profily zůstávají specifické pro jednotlivá vozidla.
Jaký je rozdíl mezi špičkovou a průměrnou C-rate?
Špičková C-rate používá nejvyšší zaznamenaný výkon, i kdyby jej vůz držel jen krátce. Průměrná C-rate používá průměrný výkon ve zvoleném okně nabití. Druhá hodnota obvykle lépe odpovídá délce zastávky.
Pokud vůz s baterií o kapacitě 75 kWh doplní za 30 minut 45 kWh, průměrný výkon na straně baterie je 90 kW:
45 kWh ÷ 0,5 hodiny = 90 kW
Jeho přibližná průměrná C-rate vzhledem ke kapacitě 75 kWh je 1,2C:
90 kW ÷ 75 kWh = 1,2C
Neporovnávejte špičkovou C-rate jednoho vozu s průměrnou C-rate druhého. Ověřte také, zda každý zdroj používá hrubou, nebo využitelnou kapacitu.
Poškozuje vysoká C-rate baterii?
C-rate je jedním z faktorů ovlivňujících stárnutí baterie, nikoli univerzálním prahem poškození. Výsledek ovlivňuje chemie článků, konstrukce elektrod, teplota, stav nabití, chlazení, délka nabíjení a strategie systému řízení baterie.
Vůz pasivně nepřijímá vše, co nabíječka nabízí. Požaduje výkon v limitech zvolených systémem řízení baterie. Když podmínky nejsou vhodné, může rychlost snížit. Proto studená baterie nebo vysoký stav nabití často vedou k nižší C-rate.
Nevymýšlejte pro vůz bezpečnou C-rate
Používejte vozidlo i nabíječku podle jejich určení. C-rate vypočtená z výkonu na přístrojové desce popisuje stav; není povolením obcházet limity, upravovat nabíjecí vybavení ani nutit baterii k jinému profilu.
Je C-rate užitečná pro domácí AC nabíjení?
Může ukázat, proč je domácí nabíjení vzhledem k velikosti baterie šetrné, pro volbu elektroinstalace však pomáhá jen zřídka. Baterie s kapacitou 60 kWh nabíjená výkonem 11 kW se nabíjí asi 0,18C. Stejný vůz se při 3,7 kW nabíjí asi 0,06C.
Při rozhodování o wallboxu jsou praktičtější AC limit palubní nabíječky, dostupné fáze, kapacita přípojky a noční energetická potřeba. Nižší C-rate neudělá nevyhovující rozvody bezpečnými a wallbox s vyšším jmenovitým výkonem nepřekoná palubní limit vozu.
C-rate je zajímavější při srovnání DC výkonu baterií různých velikostí nebo při popisu podmínek testování baterií.
Co si zapamatovat?
C-rate normalizuje výkon podle kapacity baterie. Odpovídá na otázku „jak rychle vzhledem k této baterii?“ Špičková C-rate popisuje okamžik. Průměrná C-rate ve společném okně popisuje relaci výstižněji.
Vždy přidejte tři údaje: hodnotu kapacity použitou pro výpočet, rozsah stavu nabití a informaci, zda jde o špičku nebo průměr. Bez nich může přesně vypadající C-rate posloužit hůře než obyčejný údaj o čase nabíjení.
Časté otázky
Co znamená nabíjení 1C u elektromobilu?
U baterie uváděné jako 60 kWh znamená nabíjecí výkon 60 kW přibližně 1C. U baterie 100 kWh je 100 kW přibližně 1C. Jde o relativní rychlost, ne slib, že se baterie přesně za hodinu naplní.
Je vyšší C-rate vždy lepší?
Vyšší podporovaná C-rate může zkrátit zastávku, není však automaticky lepší pro každý účel. Záleží na konstrukci baterie, teplotě, využitelném okně nabití, snižování výkonu, účinnosti a strategii dlouhodobého řízení. Vůz v každém okamžiku určuje, jaká rychlost nabíjení je přijatelná.
Mám porovnávat špičkovou nebo průměrnou C-rate?
Pro plánování cesty bývá užitečnější průměrná C-rate ve stejném rozsahu stavu nabití. Špičková C-rate může popisovat jen krátkodobou schopnost. Vždy uveďte, zda používáte hrubou či využitelnou kapacitu a přesné porovnávané okno.
