החיים הטובים

יצרניות הרכב והסוללות עושות ככל שניתן כדי לאפשר לרכב החשמלי טווח רחוק ככל האפשר בין טעינות, כדי להשיג יתרונות שיווקיים מול המתחרים. יחד עם זאת, לנו הנהגים יש יכולת להשפיע, לפעמים באופן דרמטי, בשימוש נכון, על אורך החיים שלה, התקינות, והטווח שנשיג ממנה בפועל.

מכירים את החשש הקיים בקרב נהגים המעוניינים לעשות את המעבר לרכב חשמלי בכל הקשור לאורך חיי סוללת הרכב? מחשבות כמו ״האם בעוד כשנתיים-שלוש, סוללת הרכב עדיין תספק לי טווח נסיעה סביר הקרוב לזה כשרכשתי את הרכב?״ אז בהתחשב בכך שסוללה של רכב חשמלי היא הרכיב היקר ביותר ברכב, חשש כזה הוא מוצדק בהחלט לרוכש פוטנציאלי כחלק מהשיקולים להיפרד מרכב הבנזין או הדיזל, לטובת רכב חשמלי.

בהתחשב בכך שהמעבר ההמוני בישראל לרכב חשמלי הוא יחסית חדש ותופס מהירות רק בשנים האחרונות, קיימים פערים לא קטנים בכל הקשור לאורך חיי הסוללות. רבים עדיין חושבים שיהיה עליהם להחליף את סוללת הרכב תוך מספר שנים בודדות בשל בלאי מוגבר או כשל של הסוללה, בעיקר בגלל חוויית השימוש של הסוללה במכשיר הסלולר, מה שכמובן, לא ממש נכון.

למי שלא מכיר מבנה הסוללה של רכב חשמלי שונה לגמרי מהסוללות המוכרות ממכשירים נטענים אחרים ובנוסף, מחשב ניהול הסוללה, ה-BMS, מתקדם הרבה יותר ומצויד בכלים טובים יותר כדי לשלוט במצב הסוללה בכל רגע נתון וע"י כך לשמור על איכות ובריאות הסוללה לאורך זמן.

בואו נבין רגע מה זה בכלל ״בלאי של סוללת הרכב״

בלאי של הסוללה (באנגלית: degradation) הוא תהליך טבעי שמפחית לצמיתות את כמות האנרגיה שהיא מסוגלת לאחסן, או את כמות האנרגיה שהיא יכולה לספק. הסוללות ברכב חשמלי בדרך כלל יכולות לספק יותר כוח ממה שרכיבי מערכת ההנעה יכולים להתמודד איתם. כתוצאה מכך, רק לעתים רחוקות ניתן להבחין בירידה משמעותית בהספק ברכבי EV ורק אובדן היכולת של הסוללה לאגור אנרגיה הוא זה שניתן להבחין בו לאחר שימוש ארוך וטעינות רבות.

מקובל לקרוא למצב הבריאות של הסוללה – state of health (SOH).
סוללות מתחילות את חייהן עם 100% SOH ועם הזמן הן מתדרדרות. לדוגמה, סוללה של 100 קוט"ש שיש לה 90% SOH תפעל למעשה כמו סוללה של 90 קוט"ש.

הגורמים העיקריים המשפיעים על בלאי של סוללות

1. זמן (גיל הסוללה) – סוללה בנויה מחומרים כימיים וככול שהזמן עובר (גם עם שימוש נמוך) נוצרים שינויים בהרכבים הכימיים של החומרים שלאורך זמן משפיעים על תפקוד הסוללה.

2. טמפרטורה גבוה – טמפרטורה גבוה משפיע משמעותית על המבנה הכימיקלי של החומרים שמרכיבים את הסוללה והינה הגורם העיקרי לבלאי מהיר של סוללות.

3. שימוש בסוללה במצבי טעינת קצה (טעינה גבוה במיוחד או נמוכה במיוחד) – ככול שהסוללה עומדת יותר זמן כשהיא טעונה ל- 100% או פרוקה לאחוזים בודדים יש לזה השפעה משמעותית על קצב הבלאי שלה.

4. טעינה או פריקה במהירות גבוה – כלל אצבע בסוללות: הן לא ממש אוהבות חום. בכלל לא. טעינות מהירות או פריקות מהירות של האנרגיה מהסוללה מייצרות חום רב ולכן בעלות השפעה משמעותית על מהירות הבלאי של הסוללה. לא סתם ממליצים לצמצם ככל הניתן את טעינת הרכב בטעינות DC מהירות וכמו כן רכבים חשמליים סופר חזקים שיש להם מצבי סופר כוח (לדוגמה מודל S פלייד) מצב התאוצה הסופר חזקה מצריך מהרכב הכנה של מצב הסוללה מראש כדי לצמצם את הבלאי המוגבר שבפריקה כל כך מהירה של האנרגיה מהסוללה.

5. סה"כ השימוש בסוללה – תהליך בו נפרקו מהסוללה 100% אנרגיה ונטענו בחזרה נקרא מחזור (energy cycles) לדוגמה: פריקת הסוללה מ-100% ל-0% וטעינתה מחדש זה מחזור אחד.

דוגמה נוספת למחזור אחד – למי שמגביל את הטעינה המקסימלית ל-80% פריקה ל- 60% חמש פעמים וכל פעם טעינה מחדש שווה גם כן למחזור אחד. יצרני הרכב מגדירים מראש לסוללות שלהם מה אמורה להיות כמות המחזורים שהסוללה יודעת להתמודד איתם ומה אחוז הבלאי הסביר שאמור להיות לסוללה ע"פ כמות המחזורים שעברה.

כאן בהמשך אפרט מהם הכלים והמערכות שהכניסו היצרנים לרכבים במטרה לצמצם את השפעת אותם גורמים שציינתי ולהאריך את חיי הסוללה למקסימום האפשרי, כמו כן נציין מספר דברים שאנחנו המשתמשים יכולים להקפיד עליהם במטרה להגביר עוד יותר את השמירה על אורך חיי סוללות הרכבים שלנו.

איך יצרני הרכבים מונעים מהמשתמשים לגרום נזק או בלאי מהיר לסוללת הרכב?

שמירה על טמפרטורת הסוללה
כל הרכבים החשמליים מצוידים כיום במערכת קירור\חימום סוללה במטרה למנוע ממנה להתחמם\להתקרר לטמפרטורה שעלולה לגרום נזק או בלאי מהיר מדי. מחשב ניהול הסוללה מבקר את הטמפרטורה בה היא נמצאת ומפעיל את המערכות במקרים בהם יש צורך בבקרת הטמפרטורה של הסוללה.

מניעת הגעה לנקודות הקצה של הסוללה בזמן שימוש
לכל רכב יש גודל/קיבולת שונה של סוללה. ניתן לבדוק את מפרט הסוללה במפרט הטכני של הרכב, אבל חשוב להבין, סוללות לא "אוהבות" להיות במצב מקסימום או מינימום (טעונות למלוא היכולת או פרוקות בצורה שאין כלל אנרגיה בסוללה) בגלל הפגיעה בכימיה הפנימית הנמצאת בתוכה.

אז מה בכל זאת היצרנים יכולים לעשות כדי למנוע מאיתנו פגיעה בתקינות הסוללה?

לכל סוללה יש יכולת אגירת אנרגיה, אך היצרן מגביל בפועל את האנרגיה הזמינה לנו לשימוש, כך שתהיה קטנה משמעותית מיכולת הסוללה בפועל. לדוגמה:

בקצה העליון: כאשר מופיע לנו במחשבי הרכב שהסוללה שלנו טעונה ל-100% הטעינה הינה בעצם כ-95-97 אחוז מיכולת הטעינה. כלומר בפועל, היצרן מגביל את היכולת להטעין את הסוללה למקסימום. הוכחה לכך ניתן לראות לדוגמה ברכבי קבוצת יונדאי בכך שגם כשמופיע לכם שהסוללה טעונה ל-100% הרכב עדיין יכול לבצע בלימה רגנרטיבית (במידה והסוללה באמת הייתה טעונה במלואה אין אפשרות לבצע זאת כי בעצם לא היה לחשמל שמיוצר ע"י הבלימה לאן לזרום).

בקצה התחתון: כאשר מופיע לנו במחשבי הרכב שהסוללה שלנו טעונה ל-0% הטעינה הינה בעצם כ-2-5 אחוז כך שבפועל היצרן מגביל את היכולת לפרוק את הסוללה לחלוטין. הוכחה לכך ניתן לראות לדוגמה במבחנים השוואתיים שפרסמו בשנתיים האחרונות בישראל בהם לקחו מספר רכבים חשמליים ונסעו איתם עד לריקון מלא של הסוללה ועצירה מלאה של הרכב. בכל המבחנים הללו, ציינו כתבי הרכב שהרכבים המשיכו לנסוע כ-20 עד 50 ק"מ (משתנה בין רכב לרכב) גם לאחר שבמחשב הרכב הופיע שהסוללה על 0%.

דוגמה לצורה בה היצרן הגדיר למחשב ניהול הסוללה (BMS) את טווח השימוש בפועל של סוללת הרכב:

בנוסף, היצרנים הוסיפו הגבלות נוספות במטרה לשמור על חיי הסוללה:

קצב טעינה ע"פ מצב הסוללה (SOC) – כפי שכל בעלי הרכבים החשמליים כבר יודעים,קצב הטעינה של הרכב מתאים את עצמו לאחוז הסוללה והדבר בא לידי ביטוי גם בטעינת AC ביתית (המוכרת גם בשם ״טעינה איטית״) וגם בטעינת DC (מה שרבים מכנים טעינה מהירה). כלומר, הרכב מאפשר קצבי טעינה מהירים במיוחד בטווח הטעינה האמצעי של הסוללה (20-80 אחוז) ומחוץ לטווחים אילו קצבי הטעינה איטיים יותר. כלומר אם ניכנס לטעינה כאשר הרכב מתחת ל-20% או כשנעבור את טווח ה-80% (משתנה כמובן בן רכב לרכב ובין סוגי הטעינה השונות ולוקח בחשבון בעיקר מה הטמפרטורה שהסוללה נמצאת בה).

אם ניקח לדוגמא את עמדת הטעינה המהירה ביותר בישראל נכון לשעת כתיבת שורות אלה, בהספק של 360 קילוואט, היא לא תתן את המהירות הזאת לאורך כל זמן הטעינה (בהנחה שהרכב תומך במהירות כזאת, כן?), אלא רק ב-Peak. לרוב, קצב הטעינה יהיה נמוך בעשרות אחוזים מה 360 קילוואט שהעמדה מסוגלת לתת. וזה אם רכב אחר לא מטעין לידכם, כן?

הנ"ל רלוונטי גם בכל הקשור לעוצמת הבלימה הרגנרטיבית (שהיא מייצרת טעינה ולכן חייבת להתאים את עצמה ליכולות אגירת האנרגיה של הסוללה על פי מצבה בכל רגע נתון).
כאשר במחשב הרכב מצב הסוללה עומד על 100%, רכבים חשמליים רבים לא יאפשרו בלימה רגנרטיבית בדיוק מהסיבה שהיצרן לא מעוניין לטעון את הסוללה מעל רף מסוים. ברכבים שיש בלימה רגנרטיבית כשהסוללה טעונה (ע"פ מחשב הרכב) ל-100% עוצמת הבלימה תהיה פחות חזקה משמעותית מהבלימה שניתן יהיה לקבל מהרכב כשמצב הטעינה עומד לדוגמה על 75%.

הגבלת מהירות הפריקה של הסוללה כאשר יורדים למצב טעינה נמוך במיוחד – למי שכבר יצא להגיע למצב שבו נותרו רק כמה אחוזים בודדים בסוללה, העניין מוכר: הרכב עובר למצב נסיעה מוגבלת. בפועל, הרכב מגביל את כמות הכוח הזמין מהמנוע, כלומר התאוצה, והמהירות המקסימלית בה ניתן לנסוע יורדת משמעותית, והכל משיקולי הגנה על הסוללה. רבים חושבים שהסיבה לכך היא הרצון להאריך ככל הניתן את הטווח שנשאר לנו וע"י זה לאפשר לנו סיכוי גדול יותר להגיע לעמדת טעינה, אבל בפועל הסיבה העיקרית היא הצורך להקטין משמעותית את קצב הפריקה של הסוללה כשהיא במצב של פריקה עמוקה כל כך.

חשוב לזכור – לפריקת הסוללה למצב נמוך במיוחד יש השפעה מיידית והרבה פעמים בלתי הפיכה על חיי הסוללה (state of health SOH). פריקה כזאת עלולה להפחית מיכולות הסוללה העתידיות כ-2-5 אחוז ולכן מומלץ מעוד לא להגיע למצב זה עם הרכב!

אוקי, אז מה אפשר לעשות כבעלים של רכב חשמלי כדי לשמור על הסולל?

1. הדבר הכי מוכר ושגור בקרב בעלי רכבים חשמליים הוא הגבלת טעינת הרכב ל-80%, בשימוש יומיומי ויש בזה הרבה היגיון. עם זאת חשוב להבין שקיימות מספר סוגים של סוללות שמשתמשים בהן כיום ברכבים חשמליים ויצרנים רבים עוברים לשימוש בסוללות מסוג – LFP (Lithium iron phosphate battery) בהן ע"פ הוראות היצרנים טעינה ל-100% אינה מגדילה את בלאי הסוללה ואפילו מומלצת. סוללות מסוג זה הולכות והופכות יותר ויותר נפוצות ברכבים חשמליים שמיוצרים היום והן הרבה יותר בטוחות לשימוש ומסוגלות להתמודד הרבה יותר טוב עם טמפרטורות גבוהות מהחלופות האחרות.

2. תכירו איזו סוללה בדיוק מותקנת לכם ברכב.

3. אחת לתקופה בצעו טעינת AC ל-100% (רלוונטי לכל סוגי הסוללות) – מרבית הרכבים החשמליים מבצעים פעולה שנקראת "איזון תאים" בטעינת AC לאחר הגעת הסוללה ל-100%, הדבר חשוב מאוד במטרה לשמור על חיי הסוללה לאורך זמן.

4. הימנעו ככל האפשר משימוש בטעינת DC מהירה כפתרון קבוע והעדיפו טעינת AC עם עמדת Wallbox ביתית, כזאת שיודעת להגן על הסוללה במקרה של אנומליות. הימנעו גם משימוש ב״כבל סבתא״ כפתרון קבע. ישנן הוכחות חד משמעיות שככל שעושים שימוש רב יותר בטעינת DC מהירה (וכמובן ככל שקצב הטעינה מהיר יותר) לדבר השפעה על הבלאי של סוללות הרכבים, וכפי שציינתי קודם, טעינה או פריקה מהירה במיוחד של הסוללה מייצרת חום רב וסוללות לא "אוהבות" חום, המשפיע לרעה על הכימיה הפנימית של הסוללה.

השוואה של (SOH) מצב בריאות הסוללות בין רכבים ע"פ כמות השימוש שלהם בטעינה מהירה:

5. המנעו מפריקות עמוקות של הסוללה – רצוי כמה שפחות להביא את הסוללה לפריקה עמוקה ובמידת האפשר לא לרדת ממצב טעינה של לפחות מ-20%. אם יש לפניכם נסיעה ״לא שגרתית״ השונה מהנסיעות היומיומיות שלכם, תכננו את מסלול הנסיעה: היכן תטעינו, כמה תטעינו וכן, גם עצירה לקפה מעולם לא הזיקה. הכי חשוב לזכור את כלל האצבע: לא להגיע למצב של אחוז חד ספרתי לסוללה, ככל שמתאפשר.

6. לא לאחסן את הרכב לתקופה ארוכה עם טעינה נמוכה או גבוה במיוחד – במידה ואתם יוצאים לחופשה ויודעים שהרכב הולך לעמוד תקופה ממושכת ללא שימוש, מומלץ להשאיר את הרכב במצב טעינה של 40-70 אחוז. סוללות לא "אוהבות" לעמוד זמן ממושך על טעינה מקסימלית או טעינה נמוכה במיוחד. כמובן שאין מה לחשוש מכך שהסוללה תהיה פרוקה כשתחזרו, משום שקצב הפריקה של הסוללה הוא נמוך במיוחד.
בתקופת עמידה ממושכת קיים סיכוי גדול הרבה יותר שמצבר ה-12 וולט של הרכב יפרוק הרבה לפני שהסוללה העיקרית של הרכב תפרוק. קחו את זה בחשבון.

7. במידה וניתן, מומלץ להשאיר את הרכב כמה שניתן בחניה מקורה – ישראל היא מדינה חמה מאוד והטמפרטורות הגבוהות, בעיקר בקיץ, לא מסייעות כלל וכלל לשמירה על בריאות הסוללה. במידה וקיימת אפשרות, כדאי להחנות את הרכב בחניה מקורה כך שהטמפרטורה שבה עומד הרכב תהיה סבירה ולא גבוה מדי. אגב, הדבר הזה נכון גם לרכב שאינו חשמלי, שכן רכב שעומד בשמש הישראלית בקיץ, כשהטמפרטורה מגיעה בפנים ל-80 ואף 90 מעלות לפעמים, נמצא בהליך של בלאי מואץ והתפרקות החומרים בתא הנוסעים. וזה עוד לפני שמדברים על הצבע החיצוני, כן?

לסיכום, למרבית הגורמים לבלאי מוגבר של סוללת הרכב החשמלי, היצרנים נותנים פתרון ע"י ניהול מערכות הרכב בצורה חכמה ומתקדמת. לא בכדי כמעט כל היצרנים מוכנים להעניק ללקוחותיהם עד 8 שנות אחריות על הסוללה. לנו המשתמשים נשאר במידה ונהיה מעוניינים בכך מספר קטן מאוד של דברים שאם נקפיד עליהם נוכל לשמור טוב יותר ולאורך זמן ארוך יותר על חיי הסוללה שלנו.

סעו בזהירות!