Během běžného nabíjení je energie odebraná ze sítě vyšší než naměřený přírůstek energie v baterii. Část energie se změní na teplo. Část napájí nabíječku, čerpadla, elektroniku a kondicionování baterie. Pokud jako zaokrouhlený příklad použijete účinnost 90 %, potom 100 kWh odebraných ze sítě přidá do baterie přibližně 90 kWh.
Co znamená účinnost nabíjení elektromobilu?
Účinnost nabíjení elektromobilu je poměr. Pro řidiče je nejužitečnější porovnat elektřinu dodanou v nabíjecím bodě s nárůstem energie uložené v baterii. Tomu se často říká účinnost od přívodu do baterie.
Hranice měření je důležitá. Výrobce nabíječky může uvádět pouze účinnost své výkonové elektroniky. Test vozidla může zahrnovat palubní nabíječku a pomocné systémy vozu. Domácí elektroměr může zahrnout i ztráty v kabelu před wallboxem. Tato čísla odpovídají na různé otázky, proto je bez kontroly začátku a konce každého měření nelze porovnávat.
Pro odhad nákladů a doby nabíjení používejte energii odebranou z přívodu. Tu kupujete a tu musí dodat vaše elektrická instalace.
Kam se ztracená energie poděje?
Většina ztracené energie se projeví jako teplo nebo ji spotřebují systémy, díky nimž nabíjení funguje bezpečně. Nejde o jednu záhadnou netěsnost. Jde o součet několika malých a proměnlivých odběrů.
- Přeměna energie. Baterie ukládá stejnosměrnou energii. Při AC nabíjení převádí střídavý proud na stejnosměrný měnič uvnitř vozu. DC nabíječka provádí tento převod ze síťového střídavého proudu v nabíjecí stanici.
- Kabely a elektrická spojení. Průchod proudu vodiči vytváří teplo. Správně dimenzované kabely a nepoškozená spojení udržují tyto ztráty v projektovaných mezích.
- Elektronika vozu. Řídicí moduly, stykače a nízkonapěťové systémy zůstávají aktivní, zatímco vůz komunikuje s nabíječkou a řídí baterii.
- Kondicionování baterie. Čerpadla, ventilátory, topení nebo chlazení mohou uvádět baterii do vhodného teplotního stavu.
- Baterie. Vnitřní odpor vytváří teplo, když energie proudí do článků.
Tyto odběry nejsou stálé. Kdyby například pomocné systémy vozu spotřebovaly 300 W, představovalo by to jen 2,7 % ze vstupu 11 kW, ale přibližně 13 % ze vstupu 2,3 kW. Tento výpočet ukazuje, proč může být nabíjení velmi nízkým výkonem méně účinné, i když není nic vadné; 300 W je příklad, nikoli typická hodnota pro každý vůz.
Je účinnější AC, nebo DC nabíjení?
Neexistuje spolehlivé pravidlo, že DC je vždy účinnější než AC. Přeměna se děje na jiném místě, ale stále se děje. Spravedlivé srovnání musí začínat ve stejném bodě na straně sítě a končit u baterie.
Při AC nabíjení wallbox především spíná, chrání a komunikuje. Palubní nabíječka vozu převádí AC na DC. Její účinnost se může měnit podle zatížení. Výkonná palubní nabíječka provozovaná daleko pod jmenovitým výkonem nemusí dosahovat nejlepšího výsledku.
Při DC nabíjení stanice převádí AC na DC a posílá do vozu řízený stejnosměrný proud. Stanice má vlastní chlazení, řízení a ztráty v kabelu. Vůz může také baterii ohřívat nebo chladit. Displej nabíječky může uvádět energii v jiném bodě než domácí elektroměr, proto může být běžné srovnání zavádějící.
Rychlé DC nabíjení bývá rychlejší, protože stanice pro rychlé nabíjení může dodat více výkonu než běžná palubní AC nabíječka. Samotná rychlost však nedokazuje, že celý proces od sítě do baterie spotřeboval méně energie.
Porovnávejte srovnatelné
Pro každé nabíjení použijte stejnou hranici měření. Užitečný je poměr odhadované energie uložené v baterii k energii naměřené na straně sítě. Porovnávat AC vstup jedné nabíječky s DC výstupem jiné nabíječky užitečné není.
Jak velké ztráty při nabíjení očekávat?
Neexistuje jedno procento platné pro každý elektromobil. Zveřejněné testy ukazují, že účinnost nabíjení se mění podle zařízení, požadovaného výkonu a teploty. Test Společného výzkumného střediska Evropské komise u vybraných rychlonabíječek a vozidel naměřil při extrémním chladu podstatně nižší účinnost přeměny než při 25 °C.
Pro ukázkový odhad tento článek používá 90 % jako zaokrouhlený příklad. Nejde o naměřenou výchozí hodnotu ani slíbenou úroveň výkonu. Při plánování času nebo nákladů vyzkoušejte také variantu s nižší účinností.
Tato tabulka ukazuje, jak předpoklad změní energii uloženou z téhož vstupu 40 kWh ze sítě.
| Předpokládaná účinnost | Energie z přívodu | Energie uložená v baterii | Rozdíl |
|---|---|---|---|
| 80 % | 40 kWh | 32 kWh | 8 kWh |
| 85 % | 40 kWh | 34 kWh | 6 kWh |
| 90 % | 40 kWh | 36 kWh | 4 kWh |
| 95 % | 40 kWh | 38 kWh | 2 kWh |
Řádky jsou ukázkové výpočty, nikoli slíbená pásma výkonu. Měření vlastních nabíjení je užitečnější než výběr nejlichotivějšího zveřejněného čísla.
Jak vypočítat vlastní účinnost nabíjení?
Energii přidanou do baterie vydělte energií dodanou z přívodu a výsledek vynásobte 100. Pokud přívod dodal 40 kWh a baterie podle odhadu získala 36 kWh, výsledek je 36 ÷ 40 × 100 = 90 %.
Pro užitečnější měření:
- Zaznamenejte energii na straně sítě z vyhrazeného elektroměru nebo z wallboxu, který měří svůj vstup.
- Použijte dostatečně dlouhé nabíjení, například od 20 % do 80 %, aby zaokrouhlení a pevné režijní odběry hrály menší roli.
- Odhadněte uloženou energii z využitelné kapacity baterie vozu a změny stavu nabití.
- Opakujte měření za podobných podmínek a poté zprůměrujte několik nabíjení.
Procento baterie je odhad systému řízení vozidla. Využitelná kapacita se také mění s teplotou a stářím. Tento domácí výpočet je proto odhadem, nikoli laboratorním testem účinnosti.
Jak ztráty ovlivňují cenu a dobu nabíjení?
Platíte za energii z přívodu, nikoli jen za nárůst energie v baterii. V příkladu se 40 kWh stojí elektřina při ceně 0,30 € za kWh 12,00 €. Pokud do baterie dojde 36 kWh, každá uložená kWh ve skutečnosti stojí přibližně 0,33 €.
Účinnost mění také odhad času. Přidání 36 kWh při stálém vstupním výkonu 7,4 kW a účinnosti 90 % trvá přibližně 5 hodin a 24 minut: 36 ÷ (7,4 × 0,90). Při 80 % vychází stejný odhad přibližně na 6 hodin a 5 minut.
Vůz může během skutečného nabíjení snížit výkon nebo nabíjení přerušit. Naše kalkulačky doby a ceny nabíjení používejte jako nástroje pro plánování, poté předpoklady nahraďte vlastním tarifem a naměřenými údaji.
Proč výsledek mění teplota?
Lithium-iontové baterie fungují v chladu a horku odlišně. Vůz může omezit nabíjecí výkon a spotřebovávat energii na kondicionování baterie. Tato energie řídí teplotu baterie a pomáhá jí pracovat v mezích řízení, ale okamžitě nezvyšuje zobrazený stav nabití.
Neexistuje univerzální minimální teplota baterie, které musí řidič před DC nabíjením dosáhnout. Systém řízení baterie vozu řídí povolený výkon podle chemie a konstrukce. Řiďte se návodem k vozidlu, ne pevnou teplotou převzatou z jiného modelu.
Kondicionování podle trasy může před rychlým nabíjením pomoci, pokud jej vůz podporuje. V chladném počasí může kondicionování během připojení doma přesunout část ohřevu baterie a kabiny do odběru ze sítě před odjezdem. Spotřebu energie tím neodstraní, může však zvýšit předvídatelnost odjezdu i nabíjení.
Jak snížit zbytečné ztráty při nabíjení?
Používejte správné vybavení a soustřeďte se na opakovatelné návyky. Malé rozdíly v procentech jsou méně důležité než nebezpečná instalace nebo tarif, který nevyhovuje vašemu režimu.
- Používejte správně instalovaný wallbox nebo nabíjecí bod v okruhu určeném pro dané zatížení.
- Používejte pouze nastavení nabíjecího proudu schválené pro okruh, zásuvku, kabel, nabíječku i vůz. Nezvyšujte proud jen proto, abyste zlepšili účinnost.
- Pokud vůz tuto funkci nabízí, před rychlým nabíjením baterii kondicionujte.
- Je-li to praktické, plánujte nabíjení na mírné podmínky nebo na vhodný tarif.
- Udržujte zástrčky a zásuvky čisté, suché a nepoškozené. Zařízení, které je nezvykle horké nebo jeví známky poškození, přestaňte používat.
- Než dospějete k závěru, že má vůz závadu, změřte několik srovnatelných nabíjení.
Nabíjení nikdy nebude bez ztrát. Konzistentní způsob měření, rozumný předpoklad pro plánování a kvalitní nabíjecí vybavení vám dají čísla důležitá pro váš vlastní vůz.
Časté otázky
Je nabíjení elektromobilu stoprocentně účinné?
Ne. Energii spotřebuje nebo ztratí přeměna, kabely, elektronika vozu, kondicionování baterie i samotná baterie. Přesný poměr energie od přívodu do baterie se liší podle vozu i konkrétního nabíjení.
Jak vypočítám účinnost nabíjení elektromobilu?
Odhad energie přidané do baterie vydělte energií naměřenou na přívodu a výsledek vynásobte 100. Například 36 kWh uložených z 40 kWh dodaných znamená účinnost 90 %.
Je účinnější AC, nebo DC nabíjení?
Ani jedno není vždy účinnější. Při AC nabíjení převádí energii palubní nabíječka vozu. U DC stanice probíhá tento převod mimo vůz. Výsledek určuje zařízení, výkon, teplota, pomocná spotřeba i zvolené body měření.
Proč jsou ztráty při nabíjení v chladném počasí vyšší?
Studená baterie může přijímat méně výkonu a vůz může spotřebovávat energii na ohřev baterie a kabiny. Pevná spotřeba elektroniky navíc při pomalém nabíjení tvoří větší podíl.
Mám pro výpočet nabíjení použít účinnost 90 %?
Neexistuje univerzální výchozí hodnota. Pokud jako zaokrouhlený příklad použijete 90 %, vyzkoušejte také variantu s nižší účinností a tam, kde je to možné, ji nahraďte naměřenými údaji.
