מדוע כלי רכב חשמליים אינם מציגים את רמת הסוללה ישירות?

ישנן מספר סיבות מדוע רכבים חשמליים אינם מציגים את רמת הסוללה בצורה פשוטה.

רכב חשמליהם משתמשים בעיקר בסוללות ליתיום-יון, והצגת רמת הסוללה כפופה לאילוצים טכניים מסוימים הקשורים לסוללות אלו. המאפיינים הייחודיים של סוללות ליתיום-יון הופכות את זה למאתגר למדוד את כמות הטעינה המדויקת שהן מחזיקות ישירות.

סוללות ליתיום-יון פועלות על בסיס תהליכים אלקטרוכימיים מורכבים. בתוך הסוללה, יוני ליתיום נעים בין האנודה לקתודה במהלך מחזורי טעינה ופריקה. אוּלָם, קביעה מדויקת של הכמות המדויקת של יונים אלה ו, כתוצאה מכך, רמת הסוללה המדויקת אינה פשוטה כפי שהיא עשויה להיראות. ההתנגדות הפנימית של הסוללה, שינויים בטמפרטורה, והקשר הלא ליניארי בין מתח ומצב טעינה כולם תורמים לקושי להשיג מדידה מדויקת של קיבולת הסוללה שנותרה.

לְמָשָׁל, כשהסוללה מתרוקנת, המתח אינו יורד בצורה ליניארית לחלוטין. ישנן רמות מתח שונות וירידות המתרחשות בשלבים שונים של פריקה, מה שקשה לתאם קריאת מתח ספציפית לאחוז מדויק מהטעינה שנותרה. יֶתֶר עַל כֵּן, גורמים כמו הזדקנות הסוללה, מה שעלול לגרום לשינויים בהתנגדות הפנימית ובביצועי הסוללה הכוללים, מסבך עוד יותר את המשימה של מדידה מדויקת של רמת הסוללה.

אפילו עם טכנולוגיות חישה מתקדמות, עדיין קשה להשיג מדידה מדויקת לחלוטין ובזמן אמת של מצב הטעינה של הסוללה. זאת בניגוד למדדי דלק מסורתיים בכלי רכב המונעים בבנזין, כאשר מדידת מפלס הדלק היא פשוטה יחסית שכן היא מבוססת על הרמה הפיזית של הדלק הנוזלי במיכל.

היבט נוסף שיש לקחת בחשבון הוא זה רכב חשמלי לסוללות יש בדרך כלל קיבולת גדולה יחסית, והזמן הנדרש לטעינה מלאה הוא ארוך במידה ניכרת. מאפיין זה מוביל למצב בו המשתמשים עשויים שלא להרגיש צורך מיידי ודחוף בתצוגה מדויקת ביותר של רמת הסוללה.

בהשוואה לתדלוק רכב המונע בנזין, מה שניתן לעשות במהירות תוך דקות ספורות, טוען an רכב חשמלי לעתים קרובות לוקח שעות, במיוחד אם משתמשים בשיטת טעינה רגילה. לְדוּגמָה, לרכב חשמלי טיפוסי עשוי להימשך מספר שעות לטעינה מלאה באמצעות Level 2 מַטעֵן, ואפילו יותר עם Level 1 מַטעֵן (שהוא לרוב רק שקע ביתי רגיל). בהתחשב בתהליך הטעינה הארוך הזה, משתמשים מודעים בדרך כלל לכך שהם צריכים לתכנן את הנסיעות שלהם לפי לוח הזמנים של הטעינה. סביר יותר שהם יתמקדו בלהבטיח שיש להם מספיק זמן לטעון את הרכב במקום לנטר כל הזמן קריאת רמת סוללה מדויקת.

בנוסף, רכבים חשמליים רבים מצוידים בתכונות המספקות אומדן מתי הסוללה תיטען במלואה בהתבסס על קצב הטעינה הנוכחי. המידע הזה, יחד עם הידע על הטווח המשוער של הרכב בטעינה מלאה, מאפשר למשתמשים לנהל את פעילויות הטעינה והנהיגה שלהם מבלי להסתמך רק על תצוגת רמת סוללה מפורטת.

האופן שבו רכבים חשמליים צורכים כוח סוללה אחידה יחסית לרמת הדלק היורדת בכלי רכב מונעי בנזין במהלך הנהיגה. ברכב חשמלי, צריכת החשמל מפוזרת באופן שווה יותר על פני תרחישי נהיגה שונים, כגון האצה, שִׁיוּט, ומאט.

אוּלָם, הטווח הנותר של רכב חשמלי מושפע ממספר גורמים ולא רק מרמת הסוללה. להרגלי הנהיגה יש תפקיד משמעותי. נהיגה אגרסיבית עם האצה והאטה תכופה יכולה לרוקן את הסוללה מהר יותר מסגנון נהיגה שמרני יותר. גם לטמפרטורת הסביבה יש השפעה מהותית. טמפרטורות קרות, לְדוּגמָה, יכול להפחית את יעילות הסוללה, מה שמוביל לטווח בפועל קצר יותר גם אם נראה שרמת הסוללה מספיקה. תנאי הדרך, כגון שטחי גבעות או משטחים מחוספסים, יכול גם להגדיל את צריכת החשמל ולהשפיע על הטווח הנותר.

כתוצאה מכך, הצגת רמת הסוללה אינה משקפת במדויק את הטווח שנותר בפועל שהרכב יכול לנסוע. רכב עשוי להציג אחוז מסוים מהסוללה שנותרה, אך בשל תנאי נהיגה או טמפרטורה לא נוחים, המרחק האמיתי שהוא יכול לעבור יכול להיות שונה באופן משמעותי. זה הופך את תצוגת רמת הסוללה לפחות משמעותית מבחינת חיזוי יכולתו של הרכב להשלים נסיעה מבלי להיגמר הכוח.

כלי רכב חשמליים מצוידים במערכות ניהול סוללות חכמות (BMS). למערכות אלו תפקיד מכריע בתפעול הכולל של מצבר הרכב וגם תורמות לתצוגה הפחות בולטת של רמת המצבר.

ה-BMS נועד לווסת אוטומטית את השימוש בסוללה בהתבסס על המצב בפועל של הרכב. הוא עוקב אחר פרמטרים שונים כגון טמפרטורת הסוללה, מֶתַח, וזרימת זרם כדי להבטיח את אורך החיים והבטיחות של הסוללה. לְדוּגמָה, אם טמפרטורת הסוללה עולה מעל סף מסוים במהלך טעינה או נסיעה, ה-BMS ינקוט באמצעים כדי לקרר אותו כדי למנוע התחממות יתר ונזקים אפשריים.

מבחינת השימוש בסוללה, ה-BMS מייעל את תהליכי הטעינה והפריקה כדי להאריך את חיי הסוללה. זה עשוי להתאים את קצב הטעינה בהתבסס על מצב הטעינה הנוכחי של הסוללה והטמפרטורה. במהלך הנהיגה, זה יכול גם לנהל את חלוקת הכוח לרכיבים שונים של הרכב כדי להבטיח שימוש יעיל בכוח הסוללה.

מכיוון שה-BMS כבר מטפל בהיבטים הקריטיים הללו של ניהול הסוללה, הפוקוס עובר יותר לכיוון מתן אומדן מדויק של הטווח הנותר במקום תצוגה מפורטת של רמת הסוללה. ה-BMS יכול להשתמש בנתונים שהוא אוסף לגבי ביצועי המצבר ותנאי הנהיגה של הרכב כדי לחשב הערכה אמינה יותר של כמה רחוק הרכב עדיין יכול לנסוע, שהוא בעל חשיבות מעשית גדולה יותר למשתמש.

לְבָסוֹף, יצרני רכבים חשמליים נוטים לשים יותר דגש על הצגת תצוגה מדויקת של הטווח הנותר במקום תצוגה ישירה של רמת הסוללה.

הסיבה לכך היא, מנקודת המבט של המשתמש, מה שחשוב באמת הוא לדעת כמה רחוק הרכב עדיין יכול להגיע לפני שהוא צריך להיטען מחדש. תצוגת טווח מדויק לוקחת בחשבון את כל הגורמים המשפיעים על מרחק הנסיעה של הרכב, כמו הרגלי נהיגה, טֶמפֶּרָטוּרָה, ותנאי הדרך. על ידי מתן הערכת טווח מקיפה ומדויקת יותר, יצרנים יכולים לפגוש טוב יותר את המשתמשים’ צריך ולעזור להם לתכנן את הטיולים שלהם בצורה יעילה יותר.

לעומת זאת, תצוגת רמת סוללה פשוטה עלולה לתת תחושת ביטחון או חוסר ודאות מזויפת בהתאם לנסיבות. לְדוּגמָה, קריאת רמת סוללה גבוהה עשויה לגרום למשתמש להאמין שיש לו הרבה טווח, אבל אם תנאי הנהיגה קשים, הטווח בפועל יכול להיות קצר בהרבה. מִצַד שֵׁנִי, קריאת רמת סוללה נמוכה עלולה לגרום לחרדה מיותרת אם הרכב באמת מסוגל לנסוע מרחק סביר בתנאי נהיגה רגילים.

לסיכום, היעדר תצוגה ישירה של רמת הסוללה בכלי רכב חשמליים הוא תוצאה של שילוב של גורמים. המגבלות הטכניות של סוללות ליתיום-יון מקשות על קבלת מדידה מדויקת. זמן הטעינה הארוך והצורך הפחות דחוף בניטור מדויק של רמת הסוללה על ידי המשתמשים משחקים גם הם תפקיד. צריכת הסוללה האחידה והמתאם הלא אמין שלה עם הטווח הנותר מפחיתים עוד יותר את המשמעות של תצוגה כזו. הנוכחות של מערכת ניהול סוללה חכמה המתמקדת בהיבטים אחרים של ניהול הסוללה והדגש של היצרן על הצגת טווח מדויק, כולם תורמים למצב הנוכחי שבו רכבים חשמליים אינם מציגים בדרך כלל את רמת הסוללה בצורה פשוטה וישירה.