Serwis pod patronatem magazynu
Może i auta elektryczne mają wielkie akumulatory litowo-jonowe, ale nigdzie nie zajadą, jeśli zawiedzie zwykła, mała bateria 12-woltowa – taka jak w każdym samochodzie. Do czego jest potrzebna? Dlaczego może przysparzać problemów? Jak sobie wtedy radzić?
Ile baterii ma samochód elektryczny? Inżynier, zwracający uwagę na precyzyjne używanie słów, odpowie: ani jednej. Samochody elektryczne wykorzystują akumulatory, które umożliwiają doładowanie, a energia magazynowana jest dzięki procesom elektrochemicznym. Baterie można wykorzystać tylko raz.
Pomijając jednak takie subtelności (my też używamy obu określeń zamiennie, nie chodzi o uczelniane szczegóły, ale ogólny przekaz), auto elektryczne ma więcej niż jeden akumulator – ten wykorzystywanych do napędu silników trakcyjnych. Na pokładzie jest też stary dobry akumulator rozruchowy, (prawie) jak w każdym konwencjonalnym aucie. Jeśli jest on wyczerpany, samochód elektryczny nie ruszy jak każdy inny. Ale do czego on jest w ogóle potrzebny?
Napięcie w układzie napędowym większości obecnych samochodów elektrycznych wynosi ok. 400 woltów – Audi, Porsche, Hyundai i Kia są pierwszymi producentami, którzy podwoili to napięcie do 800 woltów. Ten układ elektryczny pojazdu, rozpoznawalny po grubych, pomarańczowych przewodach, zapewnia wystarczającą moc do napędu. Niektóre odbiorniki o dużym obciążeniu, zwłaszcza sprężarka klimatyzacji, są również podłączone do tej wiązki przewodów.
Ale większość elektronicznych pomocników na pokładzie, od małych diod LED i niezliczonych jednostek sterujących po wyświetlacze w kokpicie bez wskaźników, nie radzi sobie z tak wysokimi napięciami. „Elektronika uwielbia niskie napięcia”, podsumowuje Roland Matthe, ekspert ds. akumulatorów w Stellantis Group.
Każdy e-samochód ma więc drugi poziom napięcia, działający w oparciu o instalację 12 V. Z reguły to główny akumulator wysokonapięciowy zapewnia stały dopływ energii za pośrednictwem przetwornicy DC/DC, ale dodatkowy akumulator 12-woltowy buforuje energię w przypadku wyłączenia układu wysokiego napięcia.
Gdy kierowca wysiada i zamyka e-auto, sieć wysokiego napięcia zapada w głęboki sen. Nie dość, że wszystkie układy elektroniczne są wyłączone w celu oszczędzania energii, to w końcu samochód nie wie, czy pozostanie w takim stanie godzinę, czy dwa tygodnie.
Ponadto, zgodnie z przepisami homologacyjnymi, cały obwód wysokiego napięcia jest mechanicznie odseparowany od reszty instalacji elektrycznej pojazdu. Ze względów bezpieczeństwa układ rozłączający jest tak zaprojektowany, że przy braku prądu zawsze przechodzi w stan „rozwarty”. I właśnie w tym miejscu do gry wkracza mały akumulator rozruchowy: zasila on system kontroli dostępu, otwiera drzwi i wreszcie porusza „styczniki”, jak inżynierowie nazywają mechaniczny system separacji. Silnik jest wtedy już uruchamiany przez akumulator wysokonapięciowy.
Ale są również powody, dla których warto korzystać z drugiego akumulatora podczas jazdy. Jeśli włączymy dużo odbiorników prądu (podgrzewane siedzenia, światła drogowe itp.), w sieci auta występuje spadek napięcia na kilka milisekund. Mała bateria w sieci niskiego napięcia wygładza tego typu wahania napięcia i jest dobra także dla wrażliwej elektroniki.
Trzeci nie bez znaczenia powód dla stosowania drugiego akumulatora: systemy krytyczne dla bezpieczeństwa – w tym liczne systemy wspomagające, ale także klasyczne, takie jak światło hamowania – wymagają poziomu awaryjnego. W pojeździe z silnikiem spalinowym zapewnia to alternator, który zwykle jest połączony bezpośrednio z wałem korbowym za pomocą paska. W niezwykle mało prawdopodobnym przypadku awarii konwertera DC-DC wysokiego napięcia akumulator 12 V zapewnia zasilanie awaryjne.
Przez większość czasu akumulator rozruchowy samochodu elektrycznego jest jednak bezczynny. W porównaniu z trudnym życiem akumulatora pojazdu spalinowego z systemem start-stop jego żywot nie jest zbyt ciężki. Dlatego niektórzy producenci polegają zwykle na starym, dobrym akumulatorze kwasowo-ołowiowym. „To jest niezwykle wytrzymały akumulator, który może być używany również w bardzo niskich temperaturach i działa niezawodnie”, mówi Helmut Diermaier, odpowiedzialny za rozwój w austriackim producencie akumulatorów Banner.
Z drugiej strony samochody elektryczne, które dzielą podwozie z rodzeństwem o napędzie konwencjonalnym, często występują we wszystkich wariantach z tym samym akumulatorem, jest to zatem akumulator AGM zoptymalizowany pod kątem start-stop oraz odzyskiwania energii w trakcie hamowania.
Według statystyk awarii ADAC najczęstszą przyczyną awarii jest rozładowany lub uszkodzony akumulator rozruchowy (46,2% wezwań pomocy drogowej w 2021 r.) – dotyczy to zarówno samochodów osobowych z silnikami spalinowymi, jak i samochodów elektrycznych. W każdym razie pojemność baterii warto sprawdzić najpóźniej po czterech latach lub zlecić pomiar w warsztacie. Ale w przeciwieństwie do kierowcy, brak aktywności w akumulatorze zwykle skutkuje dłuższą żywotnością.
Podczas awaryjnego uruchamiania „na kable” pojazdu elektrycznego, w którym zastrajkował akumulator rozruchowy, w zasadzie nie powinno się zdarzyć nic złego – wstrząsy wysokonapięciowe nie mogą zaszkodzić, ponieważ obwód wysokiego napięcia jest zawsze mechanicznie odseparowany, gdy nie ma zasilania. Problemem może być znalezienie akumulatora rozruchowego, do którego dostęp czasem jest utrudniony. Jeśli nam się to udało, obowiązują te same zasady, co w przypadku rozruchu w silnikach spalinowych: najpierw łączy się bieguny dodatnie obu akumulatorów, a następnie kabel minusowy podłącza do masy dawcy i dopiero potem do masy biorcy lub metalowego elementu silnika biorcy. Dla jasności: pchanie lub holowanie „elektryka” na krótkim dystansie nie wystarczy do uruchomienia auta, jest zresztą silnie odradzane przez producentów.
