Horko může starší elektromobil odstavit od nabíjení. Renault Zoe ukazuje proč

Na první pohled to nedává smysl. Elektromobil nemá spalovací motor, který by se v letním vedru mohl přehřát, a jeho baterie je ukrytá v uzavřeném prostoru pod podlahou. Přesto se v diskusích majitelů starších elektromobilů objevují případy, kdy vysoká teplota nabíjení zpomalí nebo úplně zastaví.

Jedním z vozů, u kterých se podobná zkušenost opakuje, je Renault Zoe. Majitelé popisují červené chybové hlášky, hlasitě běžící ventilátory i nabíjení, které se po určité době samo ukončí. Neznamená to ale automaticky, že je přehřátá trakční baterie.

Zároveň nejde o typický problém všech starších elektromobilů. Dostupné zkušenosti ukazují spíše na výjimku konkrétního modelu nebo konkrétní závady než na obecnou vlastnost starších elektromobilů. Jiná značka může používat odlišné chlazení baterie, jinak umístěnou palubní nabíječku i jinou ochranu konektoru — a v podobných podmínkách žádný problém mít nemusí.

Zoe se v horku skutečně může přestat nabíjet

Na oficiálním fóru Renaultu popsal majitel Zoe problém, který se vracel každé léto. Při nabíjení se vůz dostal do chyby a ventilátor se rozběhl tak hlasitě, že podle řidiče připomínal startující letadlo. V noci, kdy bylo chladněji, se stejná závada neobjevovala. O dva roky později se do stejné diskuze přidal další majitel s prakticky shodnou zkušeností.

Ještě názornější případ najdeme na fóru věnovaném Renaultu Zoe. Jeden z majitelů při nabíjení výkonem 7,2 kW naměřil po přibližně dvou hodinách při okolní teplotě 26 °C teplotu 56,3 °C přímo na zásuvce vozu. Konektor nabíjecího kabelu měl 46,3 °C. Nabíjení se zastavilo a na přístrojové desce se objevilo upozornění na kontrolu zásuvky.

V jiném příspěvku majitel popsal, že se mu při teplotě okolí okolo 38 °C opakovaně přerušovalo nabíjení na 7kW stanici. Teplota baterie přitom podle diagnostiky dosahovala přibližně 32 °C. Na 22kW stanici za podobných podmínek vůz fungoval. To naznačuje, že problém nemusel být v příliš teplých článcích, ale spíše v konkrétní části nabíjecího okruhu.

Podobnou zkušenost popsal také majitel na fóru Speak EV. Jeho Zoe při časovaném nabíjení z wallboxu o výkonu 7,5 kW po zhruba hodině nabíjení selhala. Na displeji se objevilo upozornění na kontrolu konektoru a zástrčka byla na dotek teplá. Po snížení proudu na 16 až 20 ampérů se podle jeho zkušenosti problém přestal objevovat.

Oficiální fórum Renaultu popisuje opakované letní výpadky nabíjení. Konkrétní měření teploty konektoru jsou uvedena v diskuzi Renault Zoe a zkušenost se snížením proudu na fóru Speak EV.

Horká baterie, nebo horký konektor?

Při nabíjení prochází konektorem a kabelem vysoký proud. Každý kontakt má určitý elektrický odpor. Pokud je konektor znečištěný, opotřebovaný, poškozený nebo není dokonale zasunutý, může se v místě kontaktu vytvářet více tepla než obvykle.

Vysoká okolní teplota situaci zhorší. Konektor se hůře ochlazuje a ochranná elektronika může nabíjení přerušit, aby zabránila poškození zásuvky, kabelu nebo palubní nabíječky. Proto není správné každý letní výpadek označit za přehřátou baterii.

U Zoe se mohou potkat hned tři různé mechanismy:

• Baterie je příliš teplá a systém sníží nabíjecí výkon nebo nabíjení zastaví.
• Přehřívá se konektor nebo kabel kvůli vysokému proudu, špatnému kontaktu nebo závadě zásuvky.
• Nefunguje správně chlazení nebo teplotní snímač a vůz z preventivních důvodů přejde do ochranného režimu.

Elektromobily používají několik typů chlazení

Pod pojmem „chlazení elektromobilu“ se navíc neskrývá jediná technologie. Výrobci používají několik různých řešení a jednotlivé vozy je mohou kombinovat. Rozdíl je důležitý i při hledání příčiny letního výpadku nabíjení.

• Pasivní chlazení spoléhá na odvod tepla přes konstrukci baterie a okolní vzduch. Je jednoduché a levné, ale při vysokém zatížení má omezenou schopnost odvádět teplo.
• Aktivní vzduchové chlazení používá ventilátory a řízené proudění vzduchu kolem bateriových modulů. Teplo odvádí lépe než pasivní systém, ale pomaleji a méně rovnoměrně než kapalina.
• Kapalinové chlazení vede chladicí kapalinu kanály nebo deskami v blízkosti článků. Právě tento způsob dnes převažuje u větších a výkonnějších elektromobilů, protože umožňuje přesněji regulovat teplotu celé baterie a odvádět více tepla při rychlém nabíjení.
• Chlazení přes klimatizační okruh používá kompresor a chladivo podobně jako klimatizace v kabině. Může ochlazovat baterii přímo, nebo chladit kapalinu v samostatném okruhu.

Vedle baterie se musí chladit také elektromotor, výkonová elektronika, palubní nabíječka a někdy i samotný nabíjecí konektor. Tyto části nemusí mít stejný chladicí okruh. Proto údaj o teplotě baterie sám o sobě neříká, zda je v pořádku celý proces nabíjení. Přehled používaných systémů a jejich omezení shrnuje také odborný přehled tepelných managementů baterií v elektromobilech.

Starší Zoe nebyla bez chlazení

Renault Zoe přitom nelze označit za elektromobil bez tepelného managementu. Už baterie Zoe ZE40 používala aktivní vzduchové chlazení. Vzduch proudil speciálním kanálem uvnitř bateriového boxu a ochlazoval se pomocí dalšího výparníku klimatizačního systému.

Technický rozbor systému Zoe popisuje, že klimatizace dokáže během nabíjení chladit baterii samostatně, bez nutnosti současně ochlazovat kabinu. Při rychlém nabíjení proto může řidič slyšet ventilátory a kompresor klimatizace, i když má klimatizaci v interiéru vypnutou.

Podle analýzy CanZE jsou články Zoe schopné nabíjení i při teplotách nad 40 °C, ale příliš vysoká teplota je pro baterii nebezpečná. Systém proto někdy začíná chladit preventivně ještě před dosažením kritické hodnoty. Hlasitý ventilátor tedy sám o sobě nemusí znamenat závadu — může jít o normální ochrannou reakci.

Rozbor baterie Renault Zoe ZE40 uvádí aktivní vzduchové chlazení s pomocným výparníkem klimatizace. Princip fungování HVAC systému podrobně popisuje také technický materiál PicoScope a zkušenosti s chováním baterie při nabíjení shrnuje projekt CanZE.

Novější elektromobily řídí teplotu přesněji

Rozdíl oproti dnešním elektromobilům není v tom, že by stará Zoe žádné chlazení neměla. Rozdíl je především v míře integrace a řízení celého systému.

Moderní elektromobily obvykle propojují několik tepelných okruhů. Samostatně nebo společně mohou řídit teplotu baterie, elektromotoru, výkonové elektroniky, palubní nabíječky i kabiny. Častěji také používají kapalinové chlazení bateriových modulů, které umožňuje odvádět teplo rovnoměrněji než proud vzduchu.

Řídicí software dnes dokáže podle teploty článků, nabíjecího výkonu a předpokládané trasy upravit výkon ještě před příjezdem k rychlonabíječce. Pokud je baterie příliš studená nebo příliš horká, vůz může nabíjení postupně omezit a řidiči nabídnout předvídatelnější chování.

Ani moderní systém však fyziku neobejde. Přehřátý konektor, vadný snímač nebo nefunkční kompresor mohou nabíjení zastavit i u nového elektromobilu. Rozdíl je v tom, že novější vozy mívají více snímačů, přesnější regulaci a větší schopnost rozdělit teplo mezi jednotlivé komponenty.

Co dělat, když Zoe v horku nenabíjí?

Pokud se nabíjení v horku opakovaně přerušuje, není dobré problém řešit opakovaným zapojováním stejného kabelu. Nejprve je vhodné nechat vůz i konektor vychladnout a vizuálně zkontrolovat zásuvku a kabel.

Majitelé v diskusích zmiňují také snížení nabíjecího proudu. To může pomoci odlišit přetížený nebo přehřívající se kontakt od jiné závady, nejde však o opravu. Pokud je konektor výrazně horký, zapáchá po přepáleném plastu, mění barvu nebo se problém vrací, měl by vůz zkontrolovat odborný servis.

Zkušenosti s Renaultem Zoe tedy nepotvrzují jednoduché tvrzení, že starší elektromobily se v horku nenabíjejí. Potvrzují ale něco praktičtějšího: vysoká teplota může odhalit slabé místo v nabíjecím řetězci. U Zoe se může týkat baterie, jejího chlazení, palubní nabíječky i samotného konektoru. Právě proto je při letním problému důležité zjistit, co se skutečně zahřálo, a neobvinit automaticky celý akumulátor.