Практическо ръководство

Скорост на зареждане на електромобил: kW, kWh, AC и DC

Разберете мощността и енергията на батерията, изчислете идеално време за зареждане и вижте защо колата може да приема по-малко от мощността на зарядното.

kW измерва мощността на зареждане в момента. kWh измерва енергията, добавена с времето. Разделете енергията за батерията на средната мощност от страната на батерията. Когато започвате от входната мощност откъм стената, приложете посочена ефективност, защото най-голямото число в kW на зарядното е само таван.

Каква е разликата между kW и kWh?

Киловатът е единица за мощност. Той описва скоростта, с която се прехвърля енергия в даден момент. Киловатчасът е единица за енергия.

Ако мощността остане 10 kW за един час, зарядното ще подаде 10 kWh. Ако остане 10 kW за два часа, ще подаде 20 kWh. В реална сесия мощността може да се променя, затова зарядното или автомобилът сумира пренесената енергия във времето.

Мислете за kW като за дебит, а за kWh като за количество. Капацитетът на батерията обикновено е в kWh. Wallbox или бързо зарядно е с рейтинг в kW.

Не пишете „батерия 60 kW“, когато имате предвид 60 kWh. Не описвайте зарядно като „11 kWh“, когато имате предвид мощност 11 kW.

Как се изчислява AC мощността?

За проста еднофазна оценка умножете напрежението по тока. IEC 60038 дава стандартните стойности на напрежение, използвани като референтни. При номинално захранване 230 V познатите изчисления са:

AC конфигурация Изчисление Приблизителна входна мощност
10 A, еднофазно 230 V × 10 A 2.3 kW
16 A, еднофазно 230 V × 16 A 3.7 kW
32 A, еднофазно 230 V × 32 A 7.4 kW
16 A, трифазно 3 × 230 V × 16 A 11 kW
32 A, трифазно 3 × 230 V × 32 A 22 kW

Това са номинални входни мощности. Зарядната система може да избере и по-нисък ток.

При AC зареждане wallbox подава контролиран променлив ток към автомобила. Бордовото зарядно го преобразува в DC за батерията. Възможностите му за ток и фази може да са по-ниски от рейтинга на wallbox.

Защо автомобил с 11 kW може да използва само 3.7 kW?

Надписите може да описват различни фазови конфигурации. Рейтинг 11 kW AC обикновено означава 16 A на три фази при номинално европейско напрежение. Еднофазна точка 16 A може да осигури само около 3.7 kW.

И обратното несъответствие е важно. Еднофазно бордово зарядно, свързано към трифазна точка, използва само фазовата конфигурация, която поддържа. Кабелът може да добави още един лимит, ако рейтингът му за ток или фази е по-нисък.

Управлението на зареждането държи сесията в наличните граници. IEC 61851-1 обхваща изискванията за свързване и управление. Не можете да комбинирате неизползвани фази с адаптер, за да надхвърлите конструкцията на автомобила.

По какво се различава DC зареждането?

DC станцията преобразува електроенергията извън автомобила и подава контролиран постоянен ток към системата на батерията. Така за тази сесия се заобикаля пътят през бордовото AC зарядно. IEC 62196-3 обхваща стандартизираните DC и комбинирани AC/DC конфигурации на куплунгите.

Автомобилът все пак не приема произволна мощност. Той съобщава лимити на станцията и управлява сесията чрез системата на батерията. Станцията трябва да остане в рамките както на собствените си възможности, така и на заявката на автомобила.

DC оборудването често е проектирано за по-висока мощност от домашното AC. Самото „DC“ обаче не казва скоростта. Сравнете рейтинга на станцията с документираните DC възможности на автомобила и очакваната му крива на зареждане.

Рейтингът на зарядното е максимум

Зарядно 150 kW може да подаде до номиналните си условия. То не обещава 150 kW на всеки автомобил или за цялата сесия. За оценка на времето използвайте реалната средна стойност за сесията.

Как да оцените времето за зареждане?

Първо изчислете енергията, която искате да добавите, а не пълния капацитет на батерията, освен ако действително планирате пълно зареждане. За използваема батерия 60 kWh, преминаваща от 20% до 80%, номиналната промяна на енергията е:

60 kWh × (0.80 − 0.20) = 36 kWh

Рейтингът на wallbox 11 kW описва входната мощност откъм стената. Ако e е потвърдената ефективност от стената до батерията за оценката, използвайте:

време = 36 kWh ÷ (11 kW × e)

При теоретична ефективност 1 долната граница е 3.27 часа, или около 3 часа и 16 минути. Реалната ефективност е под 1, а входната мощност може да се променя. Използвайте документирано или ясно посочено допускане за ефективност, вместо да представяте долната граница като очаквано време.

Използвайте използваемия капацитет на батерията, когато производителят го посочва. Брутният капацитет включва енергия, която автомобилът може да резервира извън показания пробег. Смесването на брутни и използваеми данни създава фалшива точност.

Защо мощността се променя по време на сесията?

Батерийната система регулира мощността, за да работи в своите граници. Състоянието на заряд, температурата на клетките, напрежението на батерията и термичната система на автомобила могат да повлияят на заявката. Управлението на мощността на обекта също може да ограничи захранването.

DC зареждането често започва под максимума на станцията, повишава се или се установява, а после намалява, когато батерията се доближава до целта. Точната крива зависи от автомобила, версията на софтуера и условията. Не публикувайте една крива като правило за всички електромобили.

AC зареждането може да изглежда по-равномерно, защото бордовото зарядно има фиксиран таван на мощността. То все пак може да намали мощността за термичен контрол, планирано зареждане, управление на товара на обекта или настройка на тока в автомобила.

Защо батерията получава по-малко kWh от показаното на електромера?

Енергията, подадена на зарядната точка, и енергията, съхранена в батерията, не са еднакви. Преобразуването, кабелите, електрониката и термичното управление използват енергия. Разликата зависи от оборудването, условията и мощността на зареждане.

Не прилагайте един фиксиран процент ефективност към всяка сесия. За планиране посочете допускането, което използвате. За сметката използвайте стойността от електромера или фактурата, защото това е измерената енергия, доставена по тарифата.

Кратките сесии също могат да направят средните постоянни разходи да изглеждат по-големи. Подготовката на студена или гореща батерия използва енергия, но може да помогне тя да достигне подходящо състояние за зареждане. Таблото може да отчете прираста на батерията различно от фактурата на зарядното.

Какво ограничава крайната скорост?

При AC проверете следните тавани:

  • токът и фазовите възможности на зарядната точка;
  • рейтингът на кабела за ток и фази;
  • токът, мощността и фазите на бордовото зарядно на автомобила;
  • настройката на управлението на товара на обекта;
  • избраният от потребителя лимит за зареждане.

При DC проверете конектора и поддържаната от автомобила система. Реалното зареждане се задава от съвместимостта на конектора и активните лимити за мощност, ток и напрежение на обекта, станцията и автомобила. Всеки от тях може да намали резултата.

Спестява ли време по-голямо зарядно у дома?

Само ако автомобилът и инсталацията могат да го използват. Wallbox 22 kW не може да накара бордово зарядно 11 kW да приеме 22 kW. Може да изисква и по-голяма присъединена мощност и различна процедура за одобрение.

Започнете от нужната енергия. Ако колата е паркирана десет часа и има нужда от 20 kWh, умерена средна мощност може да я възстанови. По-бързото оборудване може все пак да е полезно за няколко автомобила или кратки прозорци за паркиране, но случаят на употреба трябва да го оправдава.

Динамичното управление на товара не увеличава лимита на присъединяването на сградата. То разпределя наличния ток за зареждане, като спазва другите измерени товари. Така ограниченото захранване може да се използва по-лесно, без обещание за максимална мощност през цялата нощ.

Как да сравнявате твърдения за зареждане?

Първо попитайте дали числото е kW или kWh. После проверете дали описва станцията, кабела, максимума на автомобила, пиковата мощност за батерията или средната стойност за сесията. Те не са взаимозаменяеми.

За полезна оценка на времето запишете началния и целевия процент и използваемия капацитет на батерията. Използвайте средна мощност към батерията или преобразувайте входа откъм стената с посочена ефективност.

Енергия, разделена на средна мощност, дава време. Трудната част е изборът на средна стойност, която отразява реалната сесия.

Често задавани въпроси

Каква е разликата между kW и kWh?

Киловатът е единица за мощност, а киловатчасът е количество енергия. Зарядно, което подава 10 kW за един час, доставя 10 kWh, преди да отчетете промените в мощността или загубите.

Как да оценя времето за зареждане?

Разделете енергията, която искате да добавите, на средната мощност, стигаща до батерията. Само капацитет, разделен на номиналната мощност на зарядното, е идеална оценка, защото мощността се променя и част от енергията не влиза в батерията.

Защо колата се зарежда под kW рейтинга на станцията?

Рейтингът на станцията е таван, а не обещание. Автомобилът, кабелът при AC, споделянето на мощност на обекта, нивото на заряд, температурата и управлението на зареждането могат да зададат по-ниска стойност.

DC зареждането винаги ли е по-бързо от AC?

DC оборудването може да предлага много по-висока мощност, защото преобразуването е извън автомобила, но реалната мощност все пак зависи от автомобила и условията. DC точка с ниска мощност не е автоматично по-бърза от всяка AC точка.

Източници и стандарти

Приложете го на практика

Полезни следващи стъпки