При подключении электромобиля к быстрой зарядной станции мощность в начале сессии может достигать десятков или даже сотен киловатт. Однако по мере заполнения батареи показатель постепенно снижается. Особенно заметным падение становится после достижения 70−80% заряда.
Такое поведение обычно не свидетельствует о неисправности оборудования. Мощность ограничивает система управления аккумулятором электромобиля. Она снижает зарядный ток, чтобы не допустить перегрева, превышения допустимого напряжения, ускоренного износа и повреждения отдельных ячеек батареи.
При этом 80% — не точная техническая граница, одинаковая для всех машин. У некоторых электромобилей снижение начинается значительно раньше, а у других высокая мощность сохраняется почти до 80%. Всё зависит от конструкции аккумулятора, его температуры, химического состава, текущего состояния и алгоритмов производителя.

Как работает быстрая зарядка электромобиля

При использовании зарядной станции постоянного тока электроэнергия поступает непосредственно в тяговую батарею, минуя бортовое зарядное устройство автомобиля. Преобразование переменного тока из электросети в постоянный происходит внутри самой станции.
Перед началом зарядки автомобиль и станция устанавливают связь и согласовывают рабочие параметры.

Электромобиль сообщает:

Допустимое напряжение
Максимальный зарядный ток
Текущий уровень заряда батареи
Температурные ограничения;
Необходимость уменьшения или прекращения подачи энергии

Станция не передаёт автомобилю максимальную мощность принудительно. Она подаёт только те напряжение и ток, которые запросила система управления батареей. В документации CharIN по стандарту CCS предусмотрено, что электромобиль постоянно передаёт зарядной станции запросы на требуемые значения тока и напряжения.
Поэтому надпись «150 кВт» на корпусе означает максимальную выходную мощность станции, а не гарантированную скорость зарядки любого подключённого электромобиля.
Фактическая мощность рассчитывается по формуле:
мощность = напряжение x ток.
Когда система управления снижает допустимый ток, мощность зарядки уменьшается, даже если напряжение аккумулятора продолжает расти.

Что такое зарядная кривая

Мощность быстрой зарядки не остаётся постоянной на протяжении всей сессии. Изменение мощности в зависимости от уровня заряда называют зарядной кривой.
Упрощённо процесс можно разделить на несколько этапов.

Начальный этап

При очень низком уровне заряда мощность может быть ограничена. Это особенно характерно для холодной батареи или автомобиля, который не выполнил предварительную подготовку аккумулятора.
Основной этап быстрой зарядки

После достижения подходящей температуры и рабочего напряжения батарея способна принимать высокий ток. На этом участке автомобиль может выйти на заявленную пиковую мощность или приблизиться к ней.
Пиковое значение иногда удерживается недолго. Поэтому при сравнении электромобилей важно смотреть не только на максимальную мощность, но и на среднюю мощность зарядки в диапазоне, например, от 10 до 80%.
Этап постепенного снижения

По мере заполнения батареи система начинает уменьшать ток. Снижение может происходить плавно или ступенчато — это зависит от программного обеспечения конкретного автомобиля.
Завершающий этап

При приближении к 100% зарядный ток становится минимальным. Система контролирует напряжение отдельных ячеек и завершает зарядку без превышения допустимых значений.
Именно поэтому набор последних 10−20% может занять непропорционально много времени по сравнению с зарядкой в среднем диапазоне.

Почему мощность снижается после 80%

Главная причина замедления заключается в свойствах литий-ионных аккумуляторов. Чем выше уровень заряда батареи, тем сложнее безопасно поддерживать высокий зарядный ток.

Напряжение ячеек приближается к максимальному значению
Тяговый аккумулятор состоит из большого количества отдельных ячеек, объединённых в модули. У каждой ячейки есть допустимый диапазон напряжения.
Во время зарядки напряжение постепенно повышается. При высоком уровне заряда оно приближается к максимальному значению, установленному производителем. Если продолжать подавать большой ток, напряжение отдельных элементов может превысить безопасный предел.
Чтобы этого не произошло, система управления батареей — BMS — постепенно уменьшает ток. В результате снижается и общая мощность зарядки.
Процесс часто описывают через принцип CC-CV:
- CC, Constant Current — зарядка относительно высоким постоянным током;
- CV, Constant Voltage — удержание допустимого напряжения с постепенным уменьшением тока.
В реальном электромобиле алгоритм может быть сложнее и включать несколько ступеней ограничения. Однако общий принцип остаётся тем же: при приближении к верхнему пределу напряжения высокий ток становится нежелательным.
Возрастает риск осаждения металлического лития

При быстрой зарядке ионы лития должны перемещаться внутри аккумулятора и встраиваться в структуру анода. Если ток слишком высокий, часть ионов может не успевать проходить этот процесс.
В результате литий способен осаждаться на поверхности анода в металлической форме. Это явление называется lithium plating.
Осаждение лития приводит к потере доступной ёмкости, росту внутреннего сопротивления и ускоренной деградации аккумулятора. В исследованиях Argonne National Laboratory lithium plating назван одной из основных причин ухудшения характеристик батарей при быстрой зарядке.
Вероятность возникновения этого процесса зависит не только от уровня заряда, но и от температуры, конструкции ячеек, химического состава и зарядного тока. Система управления заранее снижает мощность, не дожидаясь появления опасных условий.
Увеличивается тепловая нагрузка

Высокий ток приводит к нагреву элементов батареи, силовой электроники, кабеля и зарядного разъёма. Электромобиль использует жидкостную или воздушную систему терморегулирования, однако её производительность ограничена.
Если температура приближается к установленному пределу, BMS уменьшает ток. Такое ограничение может действовать при любом уровне заряда, но на высокой мощности и при жаркой погоде оно проявляется особенно заметно.
Слишком низкая температура также мешает быстрой зарядке. Холодная батарея имеет повышенное внутреннее сопротивление и хуже принимает высокий ток. Поэтому перед прибытием на станцию некоторые автомобили автоматически прогревают аккумулятор.
Система ориентируется на наиболее заряженную ячейку

Все ячейки батареи не могут быть абсолютно одинаковыми. Со временем между ними возникает небольшой разброс по напряжению, температуре и фактической ёмкости.
Общий показатель заряда может составлять, например, 80%, но отдельная группа ячеек уже будет близка к верхнему пределу напряжения. BMS обязана учитывать именно эту группу, поэтому она снижает ток для всего аккумулятора.
На высоком уровне заряда система также может выполнять балансировку ячеек. Её задача — уменьшить разницу между отдельными элементами и не допустить перезаряда наиболее заполненных участков батареи.
Балансировка применяется не одинаково на всех автомобилях и зависит от конструкции BMS, но контроль напряжения отдельных ячеек выполняется постоянно.

Почему снижение начинается не строго после 80%

Число 80% используется в характеристиках электромобилей прежде всего как удобная точка сравнения. Производители часто указывают время зарядки от 10 до 80%, поскольку этот диапазон позволяет оценить наиболее производительный участок зарядной кривой.

Однако снижение мощности может начаться значительно раньше. Например, в документации Volvo EX30 указано, что максимальная скорость зарядки постепенно уменьшается уже после достижения примерно 30% заряда батареи.

У других моделей мощность может оставаться близкой к максимальной до 50−60%, после чего начинает быстро снижаться. Некоторые современные электромобили способны удерживать сравнительно высокую производительность почти до 80%.

На форму зарядной кривой влияют:

Уровень заряда батареи

Чем ближе аккумулятор к полной зарядке, тем ниже допустимый ток

Температура аккумулятора

Холодная или перегретая батарея заряжается медленнее

Химический состав

NMC, NCA, LFP и другие типы ячеек имеют разные ограничения

Конструкция батареи

Влияют количество ячеек, система охлаждения и рабочее напряжение

Состояние аккумулятора

Износ и увеличение разброса между ячейками могут снижать мощность

Настройки производителя

BMS работает по алгоритму, предусмотренному для конкретной модели

Мощность станции

Станция не может отдать больше своего технического максимума

Максимальный ток станции

Иногда именно ток, а не заявленные киловатты, становится ограничением

Распределение мощности

На некоторых станциях энергия делится между несколькими постами

Температура кабеля

При перегреве кабеля или коннектора ток автоматически уменьшается

Таким образом, у разных электромобилей отметка 80% соответствует разным участкам зарядной кривой.

Кто снижает мощность: автомобиль или зарядная станция

После достижения высокого уровня заряда мощность чаще всего ограничивает автомобиль.
Система BMS анализирует состояние аккумулятора и передаёт станции разрешённые значения тока и напряжения. Если автомобиль запросил 40 кВт, станция мощностью 150 или 300 кВт не сможет подать больше.
Однако в некоторых случаях ограничение действительно связано с зарядной станцией.

Возможные причины:

Часть силовых модулей отключена
Станция перегрелась
Мощность распределяется между двумя автомобилями
Зарядный кабель достиг температурного ограничения
Доступная мощность ограничена электросетью объекта
Станция имеет недостаточный выходной ток
Диапазон напряжения оборудования не полностью соответствует автомобилю
Используется DC-переходник, ограничивающий доступный ток
Произошла ошибка связи между автомобилем и станцией

Фактическую производительность всегда определяет компонент с наименьшими возможностями: электромобиль, батарея, кабель, переходник, станция или электросеть.

Почему станция на 150 кВт выдаёт только 50−70 кВт

Низкое значение на экране не всегда означает поломку. Даже при подключении к мощной станции автомобиль может получать 50−70 кВт по нескольким причинам.

Электромобиль не поддерживает 150 кВт

Если максимальная мощность DC-зарядки автомобиля составляет 70 кВт, подключение к станции на 150 кВт ничего не изменит. Машина всё равно запросит не более разрешённого значения.
Батарея уже заряжена

При уровне заряда 70−90% мощность обычно будет ниже пиковой. Чем ближе аккумулятор к 100%, тем сильнее ограничивается ток.
Аккумулятор слишком холодный

После стоянки на морозе батарея может принимать только небольшую мощность. Она будет постепенно увеличиваться по мере прогрева, но короткой зарядной сессии может не хватить для выхода на максимум.
Аккумулятор перегрет

После движения на высокой скорости, интенсивных разгонов или зарядки в жаркую погоду система может ограничить ток до снижения температуры.
Мощность делится между постами

Некоторые многопостовые станции используют общий набор силовых модулей. Если подключено несколько автомобилей, доступная мощность распределяется между ними.
Станция ограничена по току
Для получения одной и той же мощности автомобилям с разным рабочим напряжением требуется разный ток.
Например:
- при напряжении 800 В для мощности 150 кВт требуется около 188 А;
- при напряжении 400 В для той же мощности требуется около 375 А.
Если станция может отдать только 200 А, автомобиль с батареей на 400 В не получит 150 кВт, даже если такое значение указано в характеристиках оборудования.

Чем отличается снижение мощности на AC- и DC-зарядке

Наиболее заметно снижение проявляется при зарядке постоянным током. Мощность DC-станций может составлять 50, 100, 150 кВт и более, поэтому изменение зарядного тока сразу отражается на экране.
При зарядке переменным током мощность ограничивает бортовое зарядное устройство автомобиля. Большинство моделей принимает 7,4 или 11 кВт, некоторые — до 22 кВт.
Электрохимические ограничения батареи действуют и при AC-зарядке, но из-за меньшего тока выраженное снижение может начинаться ближе к завершению процесса. Подробнее принцип работы обоих типов оборудования разобран в статье о различиях между AC- и DC-зарядными станциями.

Стоит ли заряжать электромобиль до 100% на быстрой станции

Зарядка до 100% не запрещена. Она оправданна, если впереди длинный маршрут, между станциями большое расстояние или водителю действительно нужен максимальный запас хода.
Однако в обычной поездке ожидание последних процентов часто невыгодно. После 80% мощность может снизиться в несколько раз, а стоимость минуты или киловатт-часа на коммерческой станции останется прежней.
Tesla прямо указывает, что скорость уменьшается по мере заполнения батареи, поэтому достижение 100% обычно занимает значительно больше времени, чем зарядка до 80%.

В дальней поездке иногда быстрее:

Зарядить автомобиль до уровня, достаточного для следующего участка
Продолжить движение
Выполнить ещё одну короткую зарядную остановку при низком уровне SOC

Такой подход позволяет чаще использовать производительный участок зарядной кривой.
При этом рекомендации по ежедневному уровню заряда отличаются в зависимости от типа батареи. Для некоторых автомобилей производитель рекомендует ограничивать ежедневную зарядку, а для отдельных версий с LFP-аккумуляторами может быть предусмотрена регулярная зарядка до 100%. Ориентироваться нужно на руководство конкретного автомобиля.

Как добиться максимальной мощности быстрой зарядки

Полностью исключить снижение после 80% нельзя: это штатная функция защиты аккумулятора. Но можно создать условия, при которых автомобиль быстрее выйдет на максимальную мощность и дольше её сохранит.

Приезжать с невысоким уровнем заряда

Наибольшая мощность обычно доступна при низком или среднем SOC. Подключение к станции при 70−80% почти никогда не позволяет увидеть пиковое значение.
Использовать предварительный прогрев батареи

Если электромобиль поддерживает предкондиционирование, быструю станцию следует указать как пункт назначения во встроенной навигации. Автомобиль заранее приведёт аккумулятор к подходящей температуре.
Volvo указывает, что предварительная подготовка батареи перед прибытием на станцию помогает улучшить зарядную производительность.
Выбирать подходящую станцию
Необходимо учитывать не только мощность в киловаттах, но и:
- максимальный выходной ток;
- диапазон напряжения;
- тип разъёма;
- возможность одновременной зарядки нескольких автомобилей;
- принцип распределения силовых модулей.
Не включать лишнюю нагрузку без необходимости

Во время зарядки часть энергии может расходоваться на отопление или охлаждение салона, работу системы терморегулирования батареи и другое оборудование автомобиля. На экране станции отображается общая передаваемая мощность, но не вся она обязательно поступает в аккумулятор.
Оценивать всю зарядную кривую
Пиковое значение само по себе мало говорит о реальном времени зарядки. Один автомобиль может кратковременно получить 200 кВт и быстро снизить мощность, а другой — принимать 160 кВт, но удерживать это значение значительно дольше.
Для практического сравнения полезнее знать:
- время зарядки от 10 до 80%;
- среднюю мощность на этом участке;
- температуру батареи во время теста;
- тип использованной станции;
- момент начала снижения мощности.

Когда низкая мощность может указывать на неисправность

Снижение после 80% считается нормальным. Диагностика может потребоваться, если автомобиль стабильно принимает слишком низкую мощность при благоприятных условиях:

Уровень заряда находится ниже 20−30%
Аккумулятор прогрет
Температура окружающей среды не экстремальная
Станция исправна и не делит мощность с другим автомобилем
Кабель и разъём не перегреты
Автомобиль раньше заряжался значительно быстрее
Ограничение повторяется на разных DC-станциях
На приборной панели появляются ошибки
Зарядка регулярно прерывается

Если проблема наблюдается только на одной станции, причина, вероятнее всего, связана с оборудованием или его подключением к сети. Если низкая мощность повторяется на нескольких исправных станциях, необходимо проверить автомобиль, состояние батареи и систему терморегулирования.

Заключение

Падение мощности быстрой зарядной станции после 80% — нормальная часть процесса зарядки литий-ионного аккумулятора. По мере заполнения батареи напряжение ячеек приближается к допустимому пределу, поэтому BMS постепенно уменьшает ток.
Ограничение защищает аккумулятор от перегрева, перенапряжения, осаждения металлического лития и ускоренной деградации. Станция в этот момент не теряет мощность сама по себе, а выполняет команды автомобиля.
Отметка 80% является ориентиром, а не универсальной точкой переключения. Реальная зарядная кривая зависит от модели электромобиля, температуры, химического состава батареи, состояния ячеек, характеристик станции и доступного тока.
Для экономии времени во время дальней поездки обычно выгоднее использовать быстрый участок зарядки и продолжать движение после существенного снижения мощности. Заряжать аккумулятор до 100% на DC-станции имеет смысл тогда, когда дополнительный запас хода действительно необходим.

Почему мощность быстрой зарядной станции падает после 80 процентов

Как работает быстрая зарядка электромобиля

Электромобиль сообщает:

Допустимое напряжение

Максимальный зарядный ток

Текущий уровень заряда батареи

Температурные ограничения;

Необходимость уменьшения или прекращения подачи энергии

Что такое зарядная кривая

Почему мощность снижается после 80%

Кто снижает мощность: автомобиль или зарядная станция

Возможные причины:

Часть силовых модулей отключена

Станция перегрелась

Мощность распределяется между двумя автомобилями

Зарядный кабель достиг температурного ограничения

Доступная мощность ограничена электросетью объекта

Станция имеет недостаточный выходной ток

Диапазон напряжения оборудования не полностью соответствует автомобилю

Используется DC-переходник, ограничивающий доступный ток

Произошла ошибка связи между автомобилем и станцией

Почему станция на 150 кВт выдаёт только 50−70 кВт

Чем отличается снижение мощности на AC- и DC-зарядке

Стоит ли заряжать электромобиль до 100% на быстрой станции

В дальней поездке иногда быстрее:

Зарядить автомобиль до уровня, достаточного для следующего участка

Продолжить движение

Выполнить ещё одну короткую зарядную остановку при низком уровне SOC

Как добиться максимальной мощности быстрой зарядки

Когда низкая мощность может указывать на неисправность

Уровень заряда находится ниже 20−30%

Аккумулятор прогрет

Температура окружающей среды не экстремальная

Станция исправна и не делит мощность с другим автомобилем

Кабель и разъём не перегреты

Автомобиль раньше заряжался значительно быстрее

Ограничение повторяется на разных DC-станциях

На приборной панели появляются ошибки

Зарядка регулярно прерывается

Заключение