Ένα EV συνήθως δεν φορτίζει ταχέως με μία σταθερή ισχύ από το άδειο έως το πλήρες. Ακολουθεί μια καμπύλη φόρτισης. Η καμπύλη δείχνει πόση ισχύ DC δέχεται το αυτοκίνητο καθώς γεμίζει η μπαταρία.
Γι’ αυτό ένα αυτοκίνητο που διαφημίζεται με μέγιστη ισχύ 200 kW μπορεί να περνά μεγάλο μέρος μιας στάσης φόρτισης κάτω από τα 200 kW. Η μέγιστη τιμή μπορεί να είναι πραγματική και παρ’ όλα αυτά να λέει μόνο μικρό μέρος της ιστορίας.
Πώς μοιάζει μια καμπύλη φόρτισης;
Φανταστείτε ένα γράφημα. Η κατάσταση φόρτισης κινείται από αριστερά προς τα δεξιά. Η ισχύς φόρτισης κινείται από κάτω προς τα πάνω. Η γραμμή μπορεί να ανεβαίνει όταν αρχίζει η συνεδρία, να φτάνει σε ένα υψηλό τμήμα και μετά να πέφτει σε ένα ή περισσότερα βήματα καθώς γεμίζει η μπαταρία.
Δεν υπάρχει μία καμπύλη κοινή για όλα τα EV. Δοκιμές του Argonne σε οχήματα παραγωγής έδειξαν ότι τα προφίλ ισχύος διαφέρουν. Η αρχική κατάσταση φόρτισης, η θερμοκρασία της μπαταρίας, ο σχεδιασμός του οχήματος και ο εξοπλισμός φόρτισης επηρέασαν το αποτέλεσμα.
Η καμπύλη ελέγχεται από το όχημα. Ο φορτιστής αναφέρει τι μπορεί να παρέχει, όμως το σύστημα διαχείρισης μπαταρίας αποφασίζει τι μπορεί να δεχθεί η συστοιχία εκείνη τη στιγμή.
Γιατί η ισχύς πέφτει καθώς γεμίζει η μπαταρία;
Η γρήγορη φόρτιση μιας μπαταρίας δημιουργεί θερμότητα και ηλεκτροχημική καταπόνηση. Το όχημα παρακολουθεί την τάση των στοιχείων, τη θερμοκρασία του πακέτου και άλλες συνθήκες. Μειώνει το ρεύμα όταν χρειάζεται για να κρατήσει τη μπαταρία μέσα στα λειτουργικά της όρια.
Η μείωση αυτή είναι συχνά πιο ορατή σε υψηλή κατάσταση φόρτισης. Εργασία σχεδιασμού του NREL μοντελοποιεί σημαντική πτώση ισχύος γύρω στο 80% έως 85% για τις παραδειγματικές καμπύλες οχημάτων. Αυτό δεν είναι καθολικός διακόπτης ακριβώς στο 80%. Ορισμένα αυτοκίνητα μειώνουν νωρίτερα. Άλλα διατηρούν χρήσιμη ισχύ για περισσότερο.
Το πρακτικό σημείο είναι απλό: το τελευταίο μέρος μιας συνεδρίας DC μπορεί να διαρκεί δυσανάλογα πολύ. Σε ένα ταξίδι, η νωρίτερη αναχώρηση και μία ακόμη σύντομη στάση μπορεί να είναι ταχύτερη από την αναμονή για σχεδόν πλήρη μπαταρία.
Μέγιστη ισχύς έναντι μέσης ισχύος
Η μέγιστη ισχύς είναι η υψηλότερη τιμή που επιτυγχάνεται, συχνά για σύντομο διάστημα. Η μέση ισχύς είναι η ενέργεια που προστέθηκε διαιρεμένη με τον χρόνο συνεδρίας.
Ας υποθέσουμε ότι ένα αυτοκίνητο προσθέτει 50 kWh σε 30 λεπτά. Η μέση ισχύς του για αυτό το παράθυρο είναι 100 kW:
50 kWh ÷ 0,5 ώρες = 100 kW
Το αυτοκίνητο μπορεί να άγγιξε τα 180 kW στην αρχή της συνεδρίας και έπειτα να μείωσε σταδιακά την ισχύ. Και οι δύο αριθμοί μπορεί να είναι σωστοί. Το αποτέλεσμα των 30 λεπτών λέει περισσότερα για εκείνη τη στάση.
Όταν συγκρίνετε αυτοκίνητα, αναζητήστε ένα από αυτά τα μέτρα:
- χρόνο από το ίδιο ποσοστό εκκίνησης έως το ίδιο ποσοστό τερματισμού·
- ενέργεια που προστέθηκε σε σταθερό χρόνο·
- αυτονομία που προστέθηκε σε σταθερό χρόνο, με σαφώς δηλωμένη μέθοδο κατανάλωσης·
- μέση ισχύ υπολογισμένη στο ίδιο παράθυρο φόρτισης.
Μη συγκρίνετε τον χρόνο 10% έως 80% ενός αυτοκινήτου με τον χρόνο 20% έως 80% ενός άλλου σαν οι δοκιμές να ήταν ίδιες.
Βοηθά πάντα ένας ισχυρότερος φορτιστής;
Μόνο όταν ο φορτιστής είναι το όριο. Ένας στύλος 350 kW δεν μπορεί να επιβάλει 350 kW σε αυτοκίνητο που ζητά 120 kW. Ένα αυτοκίνητο υψηλής ισχύος μπορεί επίσης να φορτίζει πιο αργά σε στύλο 100 kW, επειδή τώρα το όριο είναι ο στύλος.
Ο σχεδιασμός της εγκατάστασης έχει επίσης σημασία. Ορισμένες τοποθεσίες φόρτισης μοιράζονται έναν προϋπολογισμό ισχύος μεταξύ συνδέσμων. Η ετικέτα στη μονάδα μπορεί να περιγράφει το μέγιστό της υπό ιδανική διαθεσιμότητα, όχι υπόσχεση για κάθε κατειλημμένο σημείο.
Η συμβατότητα τάσης μπορεί επίσης να επηρεάζει την ισχύ σε ορισμένους συνδυασμούς οχήματος και φορτιστή. Χρησιμοποιήστε ζωντανές πληροφορίες δικτύου και τις οδηγίες συμβατότητας του κατασκευαστή του οχήματος όταν σχεδιάζετε μια σημαντική στάση.
Πώς αλλάζουν την καμπύλη η θερμοκρασία και η προετοιμασία;
Μια κρύα ή πολύ ζεστή μπαταρία μπορεί να δέχεται λιγότερη ισχύ. Το όχημα μπορεί να καταναλώνει ενέργεια για να θερμάνει ή να ψύξει το πακέτο και να περιορίζει το ρεύμα έως ότου βελτιωθούν οι συνθήκες.
Ορισμένα EV προετοιμάζουν την μπαταρία όταν επιλεγεί ταχυφορτιστής στο ενσωματωμένο σύστημα πλοήγησης. Αυτό μπορεί να βοηθήσει το αυτοκίνητο να φτάσει σε καλύτερο τμήμα της καμπύλης φόρτισης κατά την άφιξη. Δεν υπερβαίνει τα όρια του φορτιστή ή της μπαταρίας.
Πλοηγηθείτε προς τον φορτιστή μέσα από το αυτοκίνητο
Αν το όχημά σας υποστηρίζει αυτόματη προετοιμασία μπαταρίας, επιλέξτε τον πραγματικό συμβατό ταχυφορτιστή ως προορισμό στην ενσωματωμένη πλοήγησή του. Ακολουθήστε το εγχειρίδιο του οχήματος· μια διεύθυνση ή μια κοντινή επιχείρηση μπορεί να μην ενεργοποιεί την ίδια λειτουργία.
Γιατί μπορεί να διαφέρουν δύο συνεδρίες στο ίδιο αυτοκίνητο;
Το ποσοστό εκκίνησης μπορεί να είναι διαφορετικό. Η μπαταρία μπορεί να είναι πιο κρύα. Ο φορτιστής μπορεί να έχει λιγότερη διαθέσιμη ισχύ. Το αυτοκίνητο μπορεί να ρυθμίζει τη θερμοκρασία της καμπίνας ή της μπαταρίας. Μια ενημέρωση λογισμικού ή η κατάσταση του πακέτου μπορεί επίσης να αλλάξει τον τρόπο διαχείρισης της ισχύος από το σύστημα.
Αυτή η μεταβλητότητα δεν κάνει κάθε αποτέλεσμα άχρηστο. Σημαίνει ότι ένα μόνο στιγμιότυπο οθόνης είναι αδύναμο στοιχείο. Επαναλαμβανόμενες συνεδρίες στο ίδιο παράθυρο κατάστασης φόρτισης δίνουν καλύτερη εικόνα.
Αν μια συνεδρία είναι πολύ πιο αργή από το αναμενόμενο, ελέγξτε τα μηνύματα του αυτοκινήτου και του φορτιστή. Η μετακίνηση σε άλλο σύνδεσμο μπορεί να βοηθήσει αν ο σταθμός έχει βλάβη, όμως οι επανειλημμένες επανασυνδέσεις δεν θα ζεστάνουν μια κρύα μπαταρία ούτε θα αφαιρέσουν το όριο του ίδιου του αυτοκινήτου.
Τι πρέπει να εισαγάγετε σε εκτίμηση οδικού ταξιδιού;
Χρησιμοποιήστε μέση ισχύ φόρτισης, όχι μέγιστη ισχύ. Αν αξιόπιστες δοκιμές δείχνουν ότι το αυτοκίνητό σας προσθέτει 45 kWh σε 27 λεπτά στο παράθυρο που σκοπεύετε να χρησιμοποιήσετε, η μέση ισχύς είναι 100 kW.
45 kWh ÷ 0,45 ώρες = 100 kW
Έπειτα προσθέστε χρόνο για την έξοδο από τη διαδρομή, την εύρεση της μονάδας, τη σύνδεση και την πληρωμή. Η καμπύλη φόρτισης εξηγεί τον χρόνο μεταφοράς ενέργειας. Δεν περιλαμβάνει το ανθρώπινο μέρος της στάσης.
Τέλος, κρατήστε ένα απόθεμα. Η υπολογισμένη αυτονομία δεν εγγυάται ότι ένας κατάλληλος φορτιστής βρίσκεται ακριβώς στη σωστή απόσταση. Η ζωντανή δρομολόγηση εξακολουθεί να έχει σημασία.
Ο χρήσιμος κανόνας
Αντιμετωπίστε τη μέγιστη ισχύ ως δυνατότητα, όχι ως χρόνο ταξιδιού. Οι χρήσιμες ερωτήσεις είναι για πόσο το αυτοκίνητο διατηρεί υψηλή ισχύ, πώς συμπεριφέρεται στο παράθυρο φόρτισης που σχεδιάζετε και πώς οι συνθήκες αλλάζουν αυτό το αποτέλεσμα.
Μια καμπύλη φόρτισης μετατρέπει έναν εντυπωσιακό αριθμό σε ρεαλιστική ιστορία. Για ταξίδι, αυτή η ιστορία είναι που σας βάζει ξανά στον δρόμο.
Συχνές ερωτήσεις
Τι είναι η καμπύλη φόρτισης ενός EV;
Είναι ένα γράφημα της ισχύος DC που δέχεται ένα EV καθώς γεμίζει η μπαταρία. Η ισχύς μπορεί να αυξάνεται, να διατηρείται, να πέφτει σε βήματα και να μειώνεται σταδιακά αντί να μένει στη διαφημιζόμενη μέγιστη τιμή.
Γιατί η ταχεία φόρτιση DC επιβραδύνεται κοντά στο 80%;
Το σύστημα διαχείρισης μπαταρίας μειώνει την ισχύ όταν το απαιτούν οι συνθήκες, συχνά πιο αισθητά σε υψηλή κατάσταση φόρτισης. Το ακριβές σημείο και σχήμα εξαρτώνται από το όχημα.
Είναι χρήσιμη η μέγιστη ισχύς φόρτισης για σύγκριση;
Δείχνει την καλύτερη ισχύ ενός αυτοκινήτου για μικρό χρονικό διάστημα, όχι όμως ολόκληρη τη στάση. Συγκρίνετε επίσης τον χρόνο στο ίδιο παράθυρο κατάστασης φόρτισης και την ενέργεια που προστέθηκε.
Μπορεί ένας φορτιστής 350 kW να κάνει κάθε EV να φορτίζει με 350 kW;
Όχι. Το αυτοκίνητο ζητά την ισχύ που μπορεί να δεχθεί. Η δυνατότητα του φορτιστή, η κοινόχρηστη ισχύς της εγκατάστασης, η θερμοκρασία της μπαταρίας και η κατάσταση φόρτισης μπορούν να μειώσουν ακόμη περισσότερο το αποτέλεσμα.
