Supercharger'a %12 ile giriyorsun, elinde 40 dakikalık bir günün var. İlk on dakika neredeyse heyecan verici. Ekranda 200 kW, sonra 220 kW görüyorsun, yüzde o kadar hızlı çıkıyor ki kahveni bitirmeden %55'e gelmişsin bile. Sonra bir şey değişiyor. %70'te sayı 120 kW'a düşüyor. %82'de 60 kW civarında. %95'te 20 kW'a bakıyorsun ve araç sana hâlâ %100'e 18 dakika kaldığını söylüyor, ki bu, ilk yarının ne kadar hızlı geçtiğini düşününce tuhaf geliyor.
Hiçbir şey bozuk değil. Her lityum iyon bataryanın şarj davranışı tam olarak böyle, ve nedenini bir kez anladığında eğriyle savaşmayı kesip onu planlamaya başlıyorsun. Bu tek değişim, herhangi bir sürüş alışkanlığından daha fazla, rahat geçen bir yol gezisi ile sıkıntılı geçen bir yol gezisi arasındaki farkı yaratıyor.
Hücrenin içinde gerçekte ne oluyor
Tesla'nın batarya paketi, birbirine bağlı binlerce lityum iyon hücreden oluşuyor. Bir hücreyi şarj etmek, lityum iyonlarını katottan elektrolit üzerinden geçirip anota itmek demek. İyonlar orada grafit (bazı hücrelerde silikon katkılı) yapıya yerleşerek depolanıyor.
Şarjın başında anotta çok yer var. İyonlar hızlıca girip kolayca yerleşiyor, bu yüzden şarj cihazı pakete çok fazla akım verebiliyor, hücreye zarar verme riski düşük. İşte bu yüzden şarjın ilk yarısı yüzdenin bu kadar hızlı tırmandığı, neredeyse sert hissettiren bir bölüm.
Anot dolmaya başladıkça kalan boş yerlere ulaşmak zorlaşıyor. İyonlar daha uzağa gitmek, önceden yerleşmiş iyonların arasından geçmek zorunda kalıyor. Bu noktada akımı hızlı vermeye devam edersen bazı iyonlar düzgün yerleşmek yerine anotun yüzeyine metalik lityum olarak kaplanıyor, buna "lityum kaplanması" (lithium plating) deniyor. Bu küçük bir sorun değil. Kaplanan lityum deşarjda tam olarak geri çözünmüyor, hücrenin kullanılabilir kapasitesini kalıcı olarak azaltıyor ve zamanla mikro iç kısa devrelere yol açabiliyor.
Batarya yönetim sistemi de bu yüzden mantıklı olanı yapıyor. Hücre voltajını ve sıcaklığını canlı takip edip, hücre doldukça akımı kademeli olarak düşürüyor, tam olarak bu kaplanmayı önlemek için. Ekranda %50 şarj seviyesinden sonra gördüğün o yavaşlama, şarj istasyonunun zayıflaması değil. Araç, tam olarak korumaya çalıştığın bataryayı, önündeki 300.000 kilometre için koruyor.
Eğri, adım adım
Her Tesla modelinin kendi eğri şekli var, ama örüntü planlama yapmana yetecek kadar tutarlı. Model 3 veya Model Y Long Range'in normal koşullarda V3 veya V4 Supercharger'da gördüğü tipik tablo şöyle.
| Şarj seviyesi | Tipik zirve güç | Ne oluyor | | --- | --- | --- | | %0 ile %10 | Yükseliş, genelde 100 ile 170 kW | Batarya yönetim sistemi tam akım vermeden önce hücre sağlığını kontrol ediyor | | %10 ile %50 | Zirve bölge, V3'te genelde 200 ile 250 kW, bazı V4 istasyonlarda daha yüksek | Anotta bol yer var, kaplanma riski düşük, en hızlı şarj penceresi | | %50 ile %70 | Kademeli düşüş, kabaca 130 ile 180 kW | Kalan boş anot alanı azalıyor, akım güvenlik için geri çekiliyor | | %70 ile %85 | Daha sert düşüş, kabaca 60 ile 110 kW | Hücre voltajı tavana yaklaşıyor, akım yüksek kalırsa kaplanma riski hızla artıyor | | %85 ile %95 | Yavaş, kabaca 25 ile 50 kW | Anot yapısında sadece izole cepler kaldı | | %95 ile %100 | Damla damla, çoğunlukla 20 kW altı | Hücreler arası son dengeleme, bazı hücreler diğerlerinden önce bitiyor |
Sayılar paket büyüklüğüne, ortam sıcaklığına ve aynı Supercharger istasyonunda o an kaç aracın şarj olduğuna göre değişiyor, ama eğrinin şekli neredeyse hiç değişmiyor. Önce dik, %50 civarında sert bükülüyor, %85'ten sonra neredeyse düzleşiyor. Bu bükülme noktası, bu yazının en işe yarar bilgisi, çünkü yol gezisinde şarjı nerede kesmen gerektiğini tam olarak gösteriyor.
Isı, işin diğer yarısı
Şarj seviyesi tek belirleyici değil. Sıcaklık en az onun kadar iş görüyor, sadece ekranda görünmüyor.
Lityum iyon kimyasının hızlı şarj için dar bir konfor bölgesi var, genelde 20 ile 40 derece arası. Soğuk bir bataryayı hızlı şarj etmeye çalışırsan yukarıda bahsedilen kaplanma riskiyle karşılaşırsın, çünkü sıcaklık düştükçe iyon hareketliliği de düşüyor, 30 derecede güvenli olan akım 5 derecede riskli hale geliyor. Sıcak bir bataryayı hızlı şarj etmek de farklı bir mekanizmadan, elektroliti kelimenin tam anlamıyla pişirerek, bozulmayı hızlandırıyor.
Bu yüzden ön ısıtma (preconditioning) bu kadar önemli, ve Tesla'nın navigasyonu Supercharger'a rota çizince bataryayı otomatik ısıtıyor. Kış aylarında Supercharger seansının aynı şarj seviyesinde bile daha yavaş başladığını fark ettiysen, sebep zayıf şarj cihazı değil, soğuk hücreler. Soğuğun sadece şarjı değil, tüm menzili nasıl etkilediğini Tesla kış menzil yazımızda daha detaylı işledik.
Pratik çıkarım şu: batarya soğukken Supercharger'a gidiyorsan, yolu zaten bildiğin halde bile navigasyona hedef olarak girmek işe yarıyor. Bu tek hareket, arabaya varıştan 10 ile 20 dakika önce paketi ısıtmaya başlamasını söylüyor, ve bu aynı soğuk sabahta 90 kW ile fişe takılmakla 170 kW ile fişe takılmak arasındaki fark olabilir.
%20-80 kuralı, gerçek sayılarla
Yol gezisinde "sadece %80'e kadar şarj et" tavsiyesini muhtemelen duymuşsundur. İşte yukarıdaki eğriyle bu tavsiyenin neden mantıklı olduğu.
Bir sonraki bacağın için kabaca 50 kWh'ye ihtiyacın olduğunu düşün. Model Y Long Range'de yaklaşık 75 kWh kullanılabilir paketle %20'den %80'e şarj etmek, neredeyse tamamen eğrinin hızlı bölümünde kalan 45 kWh eklemek demek. Bu aralıkta ortalama belki 180 kW ile bu işlem kabaca 15 dakika sürüyor.
Aynı seansı %80'den %100'e uzatırsan durum değişiyor. Bu sadece 15 kWh, enerjinin üçte biri, ama derinlemesine düşüş bölgesinde ortalama 35 kW'a yakın hızla ilerlediğin için süre neredeyse aynı, çoğu zaman 20 ile 25 dakika arası.
| Şarj bölümü | Eklenen enerji (75 kWh paket) | Ortalama güç | Kabaca süre | | --- | --- | --- | --- | | %20 ile %80 | Yaklaşık 45 kWh | ~180 kW ortalama | ~15 dakika | | %80 ile %100 | Yaklaşık 15 kWh | ~35 kW ortalama | ~20 ile 25 dakika |
Son %20, öncesindeki %60'ın neredeyse tamamına yakın bir süre yiyor. Zaten her birkaç saatte bir durduğun bir yol gezisinde her durakta %100'ü kovalamak, zamanını harcamanın en verimsiz yollarından biri. Bu ancak günün son şarjında, önünde acele edeceğin bir durak yoksa, ya da her kilometreye gerçekten ihtiyacın olan uzun bir bacakta mantıklı hale geliyor.
Bu kuralın en çok zaman kazandırdığı rotaların tam matematiğini uzun yol rehberimizde daha detaylı ele aldık.
Kalabalık Supercharger'da eğriye göre strateji
Eğriyi anlamak, özellikle yaz aylarında sahil rotalarında veya bayram tatillerinde kalabalık Supercharger istasyonlarında nasıl davranacağını da değiştiriyor.
- Bataryayı ısınmış getir. Supercharger'ı erkenden navigasyon hedefi yap, ön ısıtmanın çalışması için zaman kalsın. Bu senin seansını kısaltır ve istasyonu bir sonraki araç için, hatta sırada bekleyen sensen kendin için daha çabuk boşaltır.
- %90 üstünü tamamlamak için yer kapma. Park alanı doluyken ve zaten %80 üstündeysen, hem kendi zamanını hem de bekleyen başka birinin zamanını marjinal bir menzil için harcıyorsun.
- Uzun şarj ihtiyacını bir yerine iki durağa böl. Hızlı bölgede iki 15 dakikalık durak, düşüş bölgesinde sürünen tek bir 35 dakikalık duraktan genelde daha iyi, özellikle ikinci durakta bacaklarını uzatma fırsatı da bulursan.
- Aracın navigasyonundan gerçek zamanlı istasyon doluluğuna bak. Kalabalık bir Supercharger, toplam güç bütçesini daha fazla araca bölerek herkesi aynı anda yavaşlatıyor.
Bunların hiçbiri evdeki şarj alışkanlığında bir değişiklik gerektirmiyor. Tamamen ekrandaki eğriyi okuyup, "şimdi fişi çek mi yoksa yirmi dakika daha bekle mi" kararını nerede olduğuna bakarak vermekle ilgili.
LFP ile NMC: eğrinin şekli aynı değil
Bu eğride her Tesla bataryası aynı davranmıyor, ve koltuğunun altındaki kimya önemli.
Standard Range Model 3 ve bazı Model Y üretimleri, üretime göre CATL veya BYD kaynaklı LFP (lityum demir fosfat) hücreler kullanıyor. Long Range ve Performance versiyonları genelde nikel bazlı NMC veya NCA kimyası kullanıyor. LFP hücreler zamanla %100'e düzenli şarj olmaya çok daha dayanıklı, kalıcı kapasite kaybı çok daha az, bu yüzden Tesla LFP'li araçları daha sık %100'e şarj etmeni öneriyor, çünkü bu batarya yönetim sisteminin tahminini doğru tutuyor. NMC ve NCA hücrelerde ise %80 alışkanlığı uzun vadeli kapasiteyi çok daha ciddi şekilde koruyor.
Düşüş şekli iki kimyada da genel olarak benzer, başta dik, sonda düz, ama LFP hücreler son %10'da daha da düz ve uzun bir düşüş gösteriyor, çünkü voltaj eğrileri şarj seviyesinin büyük bölümünde doğal olarak daha düz. Kimya seçiminin uzun vadeli batarya sağlığını, sadece şarj hızını değil, nasıl etkilediğinin daha derin mekaniğini, binlerce takip edilen paketten gelen gerçek NMC ile LFP ömür verilerini Tesla batarya ömrü yazımızda bulabilirsin.
Paket büyüklüğü matematiği değiştiriyor mu
Model S ve Model X, çoğu Model 3 ve Model Y trimindeki 60 ile 82 kWh aralığına kıyasla daha büyük, kabaca 100 kWh kullanılabilir paket taşıyor. Daha büyük paket eğrinin şeklini değiştirmiyor, ama her yüzde puanının sana maliyet ettiği zamanı değiştiriyor.
100 kWh'lik bir pakette %80'den %100'e olan o %20'lik sıçrama 15 yerine yaklaşık 20 kWh, ve Plaid ile Long Range S/X modelleri eğrinin başında daha yüksek zirve güç çekebildiği için hızlı bölge daha fazla enerji kapsasa bile mutlak zaman olarak biraz daha çabuk bitiyor. %80 sonrası düşüş, toplam şarj süresinin Model 3'e göre benzer, bazen daha büyük bir payını yiyor, çünkü o yavaş son bölümde damlayacak daha fazla enerji var.
Bu yüzden uzun otoyol yolculukları yapan Model S ve Model X sahipleri, %80 sınırına Model 3 sahiplerinden bile daha disiplinli yaklaşıyor. Son %20'yi kovalamanın zaman cezası paket büyüklüğüyle ölçekleniyor, yani büyük araçlarda her duraktaki kazanç daha da değerli.
Türkiye'de bu eğri neden özellikle işine yarıyor
Yazın İstanbul'dan Bodrum'a veya Ankara'dan Antalya'ya giderken kalabalık bir Supercharger'a denk gelmişsen bu eğriyi bilmenin ne kadar fark ettiğini zaten hissetmişsindir. Sahil rotalarındaki istasyonlar, özellikle Temmuz ile Ağustos arasında, aynı saatte üç dört aracın birden şarj olmaya çalıştığı noktalara dönüşebiliyor.
Böyle bir durumda istasyondaki toplam güç bütçesi araçlar arasında paylaşılıyor, yani senin çektiğin kW başka bir aracın çektiği kW'a bağlı hale geliyor. %80 üstünde takılıp kalan bir araç, arkadaki herkesin şarj hızını gerçek anlamda düşürüyor. Bu yüzden %80 kuralı Türkiye'deki yoğun rotalarda bir nezaket meselesi de oluyor, sadece kendi zamanını değil sıradaki insanların zamanını da etkiliyor.
Trugo, ZES ve Eşarj gibi üçüncü parti DC hızlı şarj ağlarında da aynı fizik geçerli, sadece istasyon başına düşen stant sayısı ve tarife farklı olabiliyor. Türkiye'deki güncel Supercharger kapsamını, şehir şehir hız farklarını ve üçüncü parti ağların nerede devreye girdiğini Türkiye Supercharger haritası yazımızda topladık, uzun yol planlarken bu yazıyla birlikte okumak işini kolaylaştırır.
Sıcak yaz günlerinde bir de tam ters bir durum var. Dışarısı 35 derece civarındaysa batarya zaten sıcak geliyor, bu da ilk yükseliş kısmının biraz daha hızlı geçmesine yardım ediyor, ama aynı sıcaklık %80 sonrası düşüşü hafifletmiyor. Kaplanma riski soğukta daha belirgin olsa da, %50 sonrası akım kısıtlaması hücre kimyasının kendi doğasından geliyor, dışarısı ne kadar sıcak olursa olsun bu bükülme noktası yerinde kalıyor.
Kendi şarj seanslarını okumak
Bunların hiçbiri, kendi aracında gerçekleşirken görebiliyorsan teorik kalmıyor. Tesla uygulaması Supercharger seansı sırasında canlı kW değerini gösteriyor, yüzde tırmanırken bu sayının düşüşünü izlemek bu eğriyi içselleştirmenin en hızlı yolu. Bir gerçek şarjda bir kez dikkatlice bak, "neden yavaşlıyor" sorusu kendiliğinden cevaplanır.
Kendi seanslarını zaman içinde karşılaştırmak, şarj seviyesine göre ortalama hızını, seans başına maliyeti, ve havanın sayılarını sessizce nasıl değiştirdiğini görmek istersen, bu tür bir örüntüyü hafızayla takip etmek zor. Volt'u tam olarak bunun için, Tesla'ndan otomatik veri çekip gerçek şarj eğrini tek bir seansa bakıp tahmin etmek zorunda kalmadan görebilmen için kurduk.