Revoluční nabíjení: Elektromobily nabijete 5x rychleji i v krutém mrazu

Výzkumníci z Michiganské univerzity představili inovativní řešení problému pomalého nabíjení elektromobilů v nízkých teplotách. Jejich metoda využívá indukční ohřev pomocí tenké niklové fólie integrované přímo do baterie. Tento přístup umožňuje předehřát baterii zevnitř, což vede k až pětkrát rychlejšímu nabíjení (např. 80 % kapacity za 10 minut) i při extrémních mrazech dosahujících -20 °C (-4 °F). Klíčové je, že technologie zabraňuje škodlivému pokovování lithiem (lithium plating), které degraduje baterie při nabíjení v chladu, a mohla by vést k menším a levnějším bateriovým sadám.

Problém pomalého nabíjení v zimě

Jednou z hlavních nevýhod současných elektromobilů je výrazné zpomalení nabíjení za nízkých teplot. Lithium-iontové baterie se při teplotách pod bodem mrazu nabíjejí mnohem pomaleji, protože se zpomaluje pohyb iontů uvnitř baterie. Standardní rychlé nabíjení může v mrazu trvat i 1,5 hodiny nebo déle, přičemž při teplotách kolem -20 °C se tato doba ještě dramaticky prodlužuje.

Na český trh elektromobilů zamířil ostrý konkurent Tesly jménem BYD. Představíme vám 3 modely, které přináší Pavlína Čížková Zprávičky Pavlína Čížková Zprávičky

Kromě pomalosti hrozí při nabíjení v chladu i vážné poškození baterie. Jev zvaný lithium plating (pokovování lithiem) způsobuje, že se na povrchu anody tvoří kovové lithium, což trvale snižuje kapacitu baterie a může vést až k jejímu selhání nebo dokonce vznícení. Současné systémy řízení baterií (BMS) proto nabíjení v chladu omezují, aby tomuto jevu předešly.

Jak funguje indukční ohřev baterie?

Řešení navržené týmem z Michiganské univerzity spočívá v integraci velmi tenké niklové fólie přímo dovnitř struktury bateriových článků. Samotné nabíjení pak probíhá na stanici vybavené indukční cívkou. Tato cívka generuje střídavé magnetické pole, které proniká do baterie a v niklové fólii indukuje elektrický proud. Průchod proudu fólií pak generuje teplo – podobně jako v indukční varné desce.

Klíčové je, že teplo vzniká přímo uvnitř baterie, nikoli vnějším ohřevem. To umožňuje velmi rychlé a rovnoměrné prohřátí článků na optimální teplotu pro nabíjení. Tento proces ohřevu je podle výzkumníků výrazně efektivnější a bezpečnější než snahy ohřívat baterii zvenčí.

Klíčové výhody nové technologie

Hlavní výhodou je dramatické zrychlení nabíjení v mrazu. Testy ukázaly, že baterii lze nabít na 80 % kapacity za pouhých 10 minut, a to i při okolní teplotě -20 °C (-4 °F). To představuje až pětinásobné zrychlení oproti běžným metodám bez rizika poškození.

Dalším zásadním přínosem je ochrana zdraví baterie. Tím, že se baterie rychle ohřeje na vhodnou teplotu před samotným nabíjením, zcela se eliminuje riziko lithium platingu. Technologie tak nejen zrychluje nabíjení, ale také přispívá k delší životnosti baterie.

Vnitřní indukční ohřev by také mohl vést ke zmenšení a zlevnění bateriových sad. Dnešní elektromobily často obsahují vlastní topné systémy pro baterie, které zabírají místo a zvyšují cenu. Nová metoda by tyto externí systémy mohla nahradit efektivnějším vnitřním řešením.

Implementace a budoucnost

Pro využití této technologie by musely být elektromobily vybaveny bateriemi s integrovanou niklovou fólií a nabíjecí stanice by potřebovaly indukční cívky. Výzkum vedl Shien-Ming Guo, odborný asistent na University of Michigan. Projekt byl financován granty od National Science Foundation, University of Michigan a amerického Ministerstva energetiky (Department of Energy). Výsledky byly publikovány v odborném časopise Applied Energy.

Přesvědčila by vás možnost rychlého nabíjení i v silných mrazech k pořízení elektromobilu?

Zdroj: University of Michigan News