Σε μια συνηθισμένη συνεδρία φόρτισης, η ενέργεια από το δίκτυο είναι μεγαλύτερη από την αύξηση που μετριέται στην μπαταρία. Μέρος της γίνεται θερμότητα. Άλλο μέρος τροφοδοτεί τον φορτιστή, τις αντλίες, τα ηλεκτρονικά και την προετοιμασία της μπαταρίας. Αν χρησιμοποιήσετε το 90% ως στρογγυλό παράδειγμα, 100 kWh από την παροχή προσθέτουν περίπου 90 kWh στην μπαταρία.
Τι σημαίνει απόδοση φόρτισης EV;
Η απόδοση φόρτισης EV είναι ένας λόγος. Για έναν οδηγό, η πιο χρήσιμη εκδοχή συγκρίνει την ηλεκτρική ενέργεια που παρέχεται στο σημείο φόρτισης με την αύξηση της ενέργειας που αποθηκεύεται στην μπαταρία. Συχνά ονομάζεται απόδοση από πρίζα σε μπαταρία.
Το όριο της μέτρησης έχει σημασία. Ένας κατασκευαστής φορτιστή μπορεί να αναφέρει μόνο την απόδοση των ηλεκτρονικών ισχύος του. Μια δοκιμή οχήματος μπορεί να περιλαμβάνει τον ενσωματωμένο φορτιστή και τα βοηθητικά συστήματα. Ένας οικιακός μετρητής μπορεί επίσης να περιλαμβάνει απώλειες καλωδίων πριν από το wallbox. Αυτοί οι αριθμοί απαντούν σε διαφορετικά ερωτήματα, επομένως δεν συγκρίνονται χωρίς να ελεγχθεί από πού αρχίζει και πού τελειώνει κάθε μέτρηση.
Για εκτιμήσεις κόστους και χρόνου φόρτισης, χρησιμοποιήστε την ενέργεια που αντλείται από την παροχή. Αυτή είναι η ενέργεια που αγοράζετε και που πρέπει να παρέχει η ηλεκτρική εγκατάσταση.
Πού πηγαίνει η ενέργεια που λείπει;
Οι περισσότερες απώλειες φόρτισης εμφανίζονται ως θερμότητα ή καταναλώνονται από συστήματα που επιτρέπουν την ασφαλή φόρτιση. Δεν πρόκειται για μια μυστηριώδη διαρροή, αλλά για το συνδυασμένο αποτέλεσμα αρκετών μικρών και μεταβλητών φορτίων.
- Μετατροπή ισχύος. Η μπαταρία αποθηκεύει ενέργεια DC. Στη φόρτιση AC χρησιμοποιείται ο μετατροπέας μέσα στο αυτοκίνητο. Ένας φορτιστής DC μετατρέπει το AC του δικτύου στον σταθμό.
- Καλώδια και ηλεκτρικές συνδέσεις. Το ρεύμα στους αγωγούς δημιουργεί θερμότητα. Καλώδια σωστής διατομής και καλές συνδέσεις κρατούν αυτό το φαινόμενο στα προβλεπόμενα όρια.
- Ηλεκτρονικά οχήματος. Μονάδες ελέγχου, επαφείς και συστήματα χαμηλής τάσης παραμένουν ενεργά ενώ το αυτοκίνητο επικοινωνεί με τον φορτιστή και διαχειρίζεται την μπαταρία.
- Προετοιμασία της μπαταρίας. Αντλίες, ανεμιστήρες, θερμαντήρες ή ψύκτες μπορεί να φέρουν την μπαταρία σε κατάλληλη θερμοκρασία.
- Η μπαταρία. Η εσωτερική αντίσταση παράγει θερμότητα όσο ενέργεια εισέρχεται στα στοιχεία.
Αυτά τα φορτία δεν μένουν σταθερά. Για παράδειγμα, αν τα βοηθητικά του οχήματος χρησιμοποιούσαν 300 W, αυτό θα ήταν μόλις 2,7% μιας εισόδου 11 kW αλλά περίπου 13% μιας εισόδου 2,3 kW. Η αριθμητική εξηγεί γιατί μια πολύ χαμηλής ισχύος συνεδρία μπορεί να είναι λιγότερο αποδοτική ακόμη και χωρίς βλάβη· τα 300 W είναι παράδειγμα, όχι τυπική τιμή για κάθε αυτοκίνητο.
Είναι αποδοτικότερη η φόρτιση AC ή DC;
Δεν υπάρχει αξιόπιστος κανόνας ότι το DC είναι πάντοτε αποδοτικότερο από το AC. Η μετατροπή γίνεται σε διαφορετικό σημείο, αλλά εξακολουθεί να γίνεται. Μια δίκαιη σύγκριση πρέπει να αρχίζει από το ίδιο σημείο στο δίκτυο και να τελειώνει στην μπαταρία.
Στη φόρτιση AC, το wallbox κυρίως διακόπτει, προστατεύει και επικοινωνεί. Ο ενσωματωμένος φορτιστής του αυτοκινήτου μετατρέπει το AC σε DC για την μπαταρία. Η απόδοσή του μπορεί να αλλάζει με το φορτίο. Ένας ισχυρός ενσωματωμένος φορτιστής που λειτουργεί πολύ κάτω από την ονομαστική ισχύ του μπορεί να μην επιτυγχάνει το καλύτερο αποτέλεσμα.
Στη φόρτιση DC, ο σταθμός μετατρέπει το AC σε DC και στέλνει ελεγχόμενο DC στο αυτοκίνητο. Ο σταθμός έχει δική του ψύξη, ελέγχους και απώλειες καλωδίων. Το αυτοκίνητο μπορεί επίσης να θερμαίνει ή να ψύχει την μπαταρία. Μια ένδειξη φορτιστή μπορεί να αναφέρει ενέργεια σε διαφορετικό σημείο από έναν οικιακό μετρητή, άρα μια πρόχειρη σύγκριση μπορεί να παραπλανήσει.
Η ταχεία φόρτιση DC είναι συνήθως γρηγορότερη επειδή ο σταθμός μπορεί να παρέχει περισσότερη ισχύ από έναν τυπικό ενσωματωμένο φορτιστή AC. Η ταχύτητα από μόνη της δεν αποδεικνύει ότι η συνολική διαδικασία από δίκτυο σε μπαταρία κατανάλωσε λιγότερη ενέργεια.
Συγκρίνετε όμοια πράγματα
Χρησιμοποιήστε το ίδιο όριο μέτρησης σε κάθε συνεδρία. Η ενέργεια από το δίκτυο διαιρεμένη με την εκτιμώμενη ενέργεια μπαταρίας είναι χρήσιμη. Η σύγκριση της εισόδου AC ενός φορτιστή με την έξοδο DC άλλου δεν είναι.
Πόση απώλεια φόρτισης να περιμένετε;
Δεν υπάρχει ένα ποσοστό για κάθε EV. Δημοσιευμένες δοκιμές δείχνουν ότι η απόδοση αλλάζει με τον εξοπλισμό, τη ζητούμενη ισχύ και τη θερμοκρασία. Δοκιμή του Κοινού Κέντρου Ερευνών της Ευρωπαϊκής Επιτροπής σε επιλεγμένους ταχυφορτιστές και οχήματα μέτρησε σημαντικά χαμηλότερη απόδοση μετατροπής σε ακραίο κρύο από ό,τι στους 25°C.
Για μια ενδεικτική εκτίμηση, το άρθρο χρησιμοποιεί το 90% ως στρογγυλό παράδειγμα. Δεν είναι μετρημένη προεπιλογή ούτε υπόσχεση απόδοσης. Όταν σχεδιάζετε χρόνο ή κόστος, δοκιμάστε και σενάριο χαμηλότερης απόδοσης.
Ο πίνακας δείχνει πώς η υπόθεση αλλάζει την αποθηκευμένη ενέργεια με ίδια είσοδο 40 kWh.
| Υποτιθέμενη απόδοση | Ενέργεια από την παροχή | Ενέργεια στην μπαταρία | Διαφορά |
|---|---|---|---|
| 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 |
Οι γραμμές είναι παραδείγματα, όχι εγγυημένα επίπεδα απόδοσης. Η μέτρηση των δικών σας συνεδριών είναι χρησιμότερη από την επιλογή του πιο κολακευτικού δημοσιευμένου αριθμού.
Πώς υπολογίζετε τη δική σας απόδοση φόρτισης;
Διαιρέστε την ενέργεια που προστέθηκε στην μπαταρία με την ενέργεια που παρέχεται και πολλαπλασιάστε επί 100. Αν η παροχή έδωσε 40 kWh και η μπαταρία κέρδισε εκτιμώμενες 36 kWh, το αποτέλεσμα είναι 36 ÷ 40 × 100 = 90%.
Για χρησιμότερη μέτρηση:
- Καταγράψτε την ενέργεια από την πλευρά του δικτύου με ειδικό μετρητή ή wallbox που μετρά την είσοδό του.
- Χρησιμοποιήστε μια σημαντική συνεδρία, όπως 20% έως 80%, ώστε η στρογγυλοποίηση και τα σταθερά φορτία να επηρεάζουν λιγότερο.
- Εκτιμήστε την αποθηκευμένη ενέργεια από τη χρησιμοποιήσιμη χωρητικότητα μπαταρίας και την αλλαγή της κατάστασης φόρτισης.
- Επαναλάβετε σε παρόμοιες συνθήκες και υπολογίστε μέσο όρο από αρκετές συνεδρίες.
Το ποσοστό μπαταρίας είναι εκτίμηση του συστήματος διαχείρισης του οχήματος. Η χρησιμοποιήσιμη χωρητικότητα αλλάζει επίσης με τη θερμοκρασία και την ηλικία. Επομένως αυτός ο οικιακός υπολογισμός είναι εκτίμηση, όχι εργαστηριακή δοκιμή.
Πώς οι απώλειες επηρεάζουν το κόστος και τον χρόνο;
Πληρώνετε για την ενέργεια της παροχής, όχι μόνο για την αύξηση της μπαταρίας. Στο παράδειγμα των 40 kWh, ηλεκτρική ενέργεια με €0.30 ανά kWh κοστίζει €12.00. Αν 36 kWh φτάσουν στην μπαταρία, κάθε αποθηκευμένη kWh κοστίζει ουσιαστικά περίπου €0.33.
Η απόδοση αλλάζει και την εκτίμηση χρόνου. Η προσθήκη 36 kWh με σταθερή είσοδο 7.4 kW και απόδοση 90% χρειάζεται περίπου 5 ώρες και 24 λεπτά: 36 ÷ (7.4 × 0.90). Με 80%, η ίδια εκτίμηση γίνεται περίπου 6 ώρες και 5 λεπτά.
Το όχημα μπορεί να μειώσει ισχύ ή να κάνει παύση στην πραγματική συνεδρία. Χρησιμοποιήστε τους υπολογιστές χρόνου και κόστους φόρτισης ως εργαλεία σχεδιασμού και έπειτα αντικαταστήστε τις υποθέσεις με το τιμολόγιό σας και μετρημένα δεδομένα.
Γιατί η θερμοκρασία αλλάζει το αποτέλεσμα;
Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου λειτουργούν διαφορετικά στο κρύο ή στη ζέστη. Το όχημα μπορεί να περιορίσει την ισχύ φόρτισης και να χρησιμοποιήσει ενέργεια για να προετοιμάσει το πακέτο. Αυτή η ενέργεια διαχειρίζεται τη θερμοκρασία και βοηθά την μπαταρία να λειτουργεί μέσα στα όρια ελέγχου της, αλλά δεν αυξάνει αμέσως την εμφανιζόμενη στάθμη φόρτισης.
Δεν υπάρχει μία καθολική ελάχιστη θερμοκρασία μπαταρίας που πρέπει να πετύχει ο οδηγός πριν από φόρτιση DC. Το σύστημα διαχείρισης μπαταρίας ελέγχει την επιτρεπόμενη ισχύ για τη χημεία και τον σχεδιασμό του. Ακολουθήστε το εγχειρίδιο του ιδιοκτήτη αντί να εφαρμόσετε μια σταθερή θερμοκρασία από άλλο μοντέλο.
Η προετοιμασία βάσει διαδρομής μπορεί να βοηθήσει πριν από ταχεία φόρτιση όταν το όχημα την υποστηρίζει. Σε ψυχρό καιρό, η προετοιμασία ενώ το αυτοκίνητο είναι συνδεδεμένο στο σπίτι μπορεί να μεταφέρει μέρος της θέρμανσης της μπαταρίας και της καμπίνας στο δίκτυο πριν την αναχώρηση. Δεν εξαλείφει την κατανάλωση, αλλά μπορεί να κάνει την αναχώρηση και τη φόρτιση πιο προβλέψιμες.
Πώς μειώνετε τις απώλειες που μπορούν να αποφευχθούν;
Χρησιμοποιήστε τον σωστό εξοπλισμό και επικεντρωθείτε σε επαναλαμβανόμενες συνήθειες. Μικρές διαφορές ποσοστού έχουν λιγότερη σημασία από μια μη ασφαλή εγκατάσταση ή ένα τιμολόγιο που δεν ταιριάζει στο πρόγραμμά σας.
- Χρησιμοποιείτε σωστά εγκατεστημένο wallbox ή σημείο φόρτισης σε κύκλωμα σχεδιασμένο για το φορτίο.
- Χρησιμοποιείτε μόνο ρύθμιση ρεύματος εγκεκριμένη για το κύκλωμα, την πρίζα, το καλώδιο, τον φορτιστή και το αυτοκίνητο. Μην αυξάνετε το ρεύμα μόνο για να βελτιώσετε την απόδοση.
- Κάντε προετοιμασία πριν από ταχεία φόρτιση όταν το αυτοκίνητο προσφέρει αυτή τη λειτουργία.
- Προγραμματίστε φόρτιση σε ήπιες συνθήκες ή σε κατάλληλο τιμολόγιο όταν είναι πρακτικό.
- Διατηρείτε βύσματα και πρίζες καθαρά, στεγνά και χωρίς ζημιά. Σταματήστε να χρησιμοποιείτε εξοπλισμό που ζεσταίνεται ασυνήθιστα ή φαίνεται κατεστραμμένος.
- Μετρήστε αρκετές συγκρίσιμες συνεδρίες πριν συμπεράνετε ότι το αυτοκίνητο έχει βλάβη.
Η φόρτιση δεν θα είναι ποτέ χωρίς απώλειες. Μια σταθερή μέθοδος μέτρησης, μια λογική υπόθεση σχεδιασμού και σωστός εξοπλισμός φόρτισης δίνουν τους αριθμούς που έχουν σημασία για το δικό σας αυτοκίνητο.
Συχνές ερωτήσεις
Είναι η φόρτιση EV 100% αποδοτική;
Όχι. Η μετατροπή, τα καλώδια, τα ηλεκτρονικά του οχήματος, η προετοιμασία της μπαταρίας και η ίδια η μπαταρία χρησιμοποιούν ή χάνουν ενέργεια. Το αποτέλεσμα από πρίζα σε μπαταρία διαφέρει ανά όχημα και συνεδρία φόρτισης.
Πώς υπολογίζω την απόδοση φόρτισης EV;
Διαιρέστε την εκτιμώμενη ενέργεια που προστέθηκε στην μπαταρία με την ενέργεια που μετρήθηκε στην παροχή και πολλαπλασιάστε επί 100. Για παράδειγμα, 36 kWh αποθηκευμένες από 40 kWh παροχής σημαίνουν απόδοση 90%.
Είναι αποδοτικότερη η φόρτιση AC ή DC;
Καμία δεν είναι πάντοτε αποδοτικότερη. Στη φόρτιση AC η μετατροπή γίνεται στο αυτοκίνητο, ενώ σε έναν σταθμό DC γίνεται εκτός του. Εξοπλισμός, ισχύς, θερμοκρασία, βοηθητικά φορτία και σημεία μέτρησης καθορίζουν το αποτέλεσμα.
Γιατί οι απώλειες φόρτισης είναι μεγαλύτερες στο κρύο;
Μια κρύα μπαταρία μπορεί να δέχεται λιγότερη ισχύ, ενώ το αυτοκίνητο μπορεί να χρησιμοποιεί ενέργεια για να θερμάνει την μπαταρία και την καμπίνα. Τα σταθερά ηλεκτρονικά καταναλώνουν επίσης μεγαλύτερο ποσοστό σε αργή φόρτιση.
Να χρησιμοποιώ απόδοση 90% σε έναν υπολογισμό φόρτισης;
Δεν υπάρχει καθολική προεπιλογή. Αν χρησιμοποιείτε το 90% ως στρογγυλό παράδειγμα, ελέγξτε και ένα σενάριο χαμηλότερης απόδοσης και αντικαταστήστε το με μετρήσεις όταν υπάρχουν.
