Sähköauton latausnopeus: kW, kWh, AC ja DC

kW mittaa lataustehoa juuri nyt. kWh mittaa ajan mittaan lisättyä energiaa. Jaa akun tarvitsema energia keskimääräisellä akkuun päätyvällä teholla. Kun lähdetään seinänpuoleisesta syöttötehosta, käytä ilmoitettua hyötysuhdetta, sillä laturin suurin kW-luku on vain yläraja.

Mitä eroa on kW:lla ja kWh:lla?

Kilowatti on tehon yksikkö. Se kuvaa energian siirtymisnopeutta tietyllä hetkellä. Kilowattitunti on energian yksikkö.

Jos teho pysyisi 10 kW:ssa tunnin ajan, laturi syöttäisi 10 kWh. Jos se pysyisi 10 kW:ssa kaksi tuntia, se syöttäisi 20 kWh. Todellisessa latauksessa teho voi muuttua, joten laturi tai auto laskee ajan mittaan muuttuvan nopeuden yhteen.

Ajattele kW:ta virtauksena ja kWh:ta määränä. Akkukapasiteetti ilmoitetaan usein kWh:na. Latausaseman tai pikalaturin nimellisteho ilmoitetaan kW:na.

Älä kirjoita “60 kW:n akku”, kun tarkoitat 60 kWh:ta. Älä kuvaa laturia “11 kWh:n laturiksi”, kun tarkoitat sen 11 kW:n nimellistehoa.

Miten AC-latausteho lasketaan?

Yksinkertaisessa yksivaiheisessa arviossa kerrotaan jännite virralla. IEC 60038 sisältää viitearvoina käytettäviä standardijännitteitä. Nimellisellä 230 V:n syötöllä tutut laskut ovat:

Nämä ovat nimellisiä syöttötehoja. Latausjärjestelmä voi myös valita pienemmän virran.

AC-latauksessa latausasema syöttää autolle ohjattua vaihtovirtaa. Auton sisäinen laturi muuntaa sen akun tasavirraksi. Sen virta- ja vaihekesto voi olla latausaseman nimellistehoa pienempi.

Miksi 11 kW:n auto voi käyttää vain 3,7 kW?

Merkinnät voivat kuvata eri vaihejärjestelyjä. 11 kW:n AC-nimellisteho tarkoittaa tavallisesti 16 A:ta kolmella vaiheella Euroopan nimellisjännitteellä. 16 A:n yksivaiheinen piste voi antaa vain noin 3,7 kW.

Myös päinvastainen epäsuhta on tärkeä. Kolmivaiheiseen pisteeseen kytketty yksivaiheinen sisäinen laturi käyttää vain tukemaansa vaihejärjestelyä. Kaapeli voi tuoda lisärajoituksen, jos sen virta- tai vaihemitoitus on pienempi.

Latauksen ohjaus pitää latauksen käytettävissä olevissa rajoissa. IEC 61851-1 käsittelee liitännän ja ohjauksen vaatimuksia. Käyttämättömiä vaiheita ei voi yhdistää sovittimella auton rakenteen ylittävän tehon saamiseksi.

Miten DC-lataus eroaa tästä?

DC-latausasema muuntaa sähkön auton ulkopuolella ja syöttää akustolle ohjattua tasavirtaa. Silloin auton AC-sisäisen laturin reitti ohitetaan. IEC 62196-3 käsittelee standardoituja DC- ja yhdistettyjä AC/DC-ajoneuvopistokytkimiä.

Auto ei silti vastaanota mielivaltaista tehoa. Se viestii rajansa asemalle ja ohjaa latausta akkujärjestelmänsä kautta. Aseman on pysyttävä sekä omissa kyvyissään että auton pyynnössä.

DC-laitteisto on usein rakennettu kotien AC-laitteistoa suurempaa tehoa varten. Pelkkä “DC” ei silti kerro nopeutta. Vertaa aseman nimellistehoa auton dokumentoituun DC-kykyyn ja odotettavaan latauskäyrään.

Miten latausaika arvioidaan?

Laske ensin lisättävä energia, älä koko akkukapasiteettia, ellet todella aio ladata täyteen. Kun 60 kWh:n käyttökelpoinen akku nostetaan 20 prosentista 80 prosenttiin, nimellinen akun energiamuutos on:

60 kWh × (0,80 − 0,20) = 36 kWh

11 kW:n latausaseman nimellisteho kuvaa seinänpuoleista syöttötehoa. Jos e on arviossa käytetty, varmistettu pistorasiasta akkuun -hyötysuhde, käytä:

aika = 36 kWh ÷ (11 kW × e)

Teoreettisella hyötysuhteella 1 alaraja on 3,27 tuntia eli noin 3 tuntia 16 minuuttia. Todellinen hyötysuhde on alle 1 ja syöttöteho voi muuttua. Käytä dokumentoitua tai selvästi ilmoitettua hyötysuhde-oletusta äläkä esitä alarajaa odotettuna latausaikana.

Käytä käyttökelpoista akkukapasiteettia, jos valmistaja ilmoittaa sen. Bruttokapasiteettiin kuuluu energiaa, jonka auto voi varata näytetyn toimintamatkan ulkopuolelle. Brutto- ja nettolukujen sekoittaminen antaa virheellisen vaikutelman tarkkuudesta.

Miksi latausteho muuttuu latauksen aikana?

Akkujärjestelmä säätää tehoa toimiakseen rajoissaan. Varaustila, kennolämpötila, akkujännite ja auton lämpöjärjestelmä voivat kaikki vaikuttaa pyyntöön. Myös kohteen tehonhallinta voi rajoittaa syöttöä.

DC-lataus alkaa usein aseman enimmäistehoa alempaa, nousee tai tasaantuu ja pienenee sitten, kun akku lähestyy tavoitetta. Tarkka käyrä kuuluu autolle, ohjelmistoversiolle ja olosuhteille. Älä julkaise yhtä käyrää kaikkia autoja koskevana sääntönä.

AC-lataus voi näyttää tasaisemmalta, koska sisäisellä laturilla on kiinteä tehoraja. Se voi silti pienentää tehoa lämpötilanhallinnan, ajoitetun latauksen, kohteen kuormanhallinnan tai autossa asetetun virtarajan vuoksi.

Miksi akkuun tulee vähemmän kWh:ta kuin mittari näyttää?

Latauspisteeltä syötetty energia ja akkuun varastoitunut energia eivät ole samoja. Muunnos, kaapelointi, elektroniikka ja lämpötilanhallinta käyttävät energiaa. Ero muuttuu laitteiston, olosuhteiden ja lataustehon mukaan.

Älä käytä yhtä kiinteää hyötysuhdeprosenttia joka lataukseen. Suunnitteluarviossa kerro käyttämäsi oletus. Laskua varten käytä mittarin tai laskun lukemaa, koska se on tariffin mukaisesti mitattu toimitettu energia.

Lyhyet lataukset voivat myös saada keskimääräisen peruskulutuksen näyttämään suuremmalta. Kylmän tai kuuman akun esilämmitys käyttää energiaa, mutta voi auttaa akkua saavuttamaan sopivan lataustilan. Kojelauta voi ilmoittaa akun lisäyksen eri tavalla kuin laturin lasku.

Mikä rajoittaa lopullista nopeutta?

AC-latauksessa tarkista nämä ylärajat:

• latauspisteen virta- ja vaihekyky;
• kaapelin virta- ja vaihemitoitus;
• auton sisäisen laturin virta-, teho- ja vaihekyky;
• kohteen kuormanhallinnan asetus;
• käyttäjän valitsema latausraja.

DC-latauksessa tarkista liitin ja auton tukema järjestelmä. Todellisen latauksen määräävät liitinyhteensopivuus sekä kohteen, aseman ja auton aktiiviset teho-, virta- ja jänniterajat. Mikä tahansa näistä rajoista voi pienentää tulosta.

Säästääkö suurempi laturi aikaa kotona?

Vain jos auto ja sähköasennus voivat käyttää sitä. 22 kW:n latausasema ei saa 11 kW:n sisäistä laturia vastaanottamaan 22 kW:ta. Se voi myös vaatia enemmän liittymäkapasiteettia ja erilaisen hyväksyntämenettelyn.

Lähde energiantarpeesta. Jos auto on pysäköitynä kymmenen tuntia ja tarvitsee 20 kWh, kohtuullinen keskiteho voi palauttaa energian. Nopeampi laitteisto voi silti auttaa usean auton tai lyhyiden pysäköintiaikojen tapauksessa, mutta käyttötarpeen pitäisi perustella se.

Dynaaminen kuormanhallinta ei kasvata rakennuksen liittymärajaa. Se jakaa lataukseen käytettävissä olevan virran muiden mitattujen kuormien huomioiden. Tämä voi helpottaa rajoitetun syötön käyttöä lupaamatta suurinta tehoa koko yöksi.

Miten latausväitteitä kannattaa verrata?

Kysy, onko luku kW vai kWh. Kysy sitten, kuvaako se asemaa, kaapelia, auton enimmäistehoa, akun huippua vai latauksen keskiarvoa. Ne eivät ole keskenään vaihdettavia.

Hyödyllistä aika-arviota varten kirjaa aloitus- ja tavoiteprosentti sekä käyttökelpoinen akkukapasiteetti. Käytä keskimääräistä akkuun päätyvää tehoa tai muunna seinänpuoleinen syöttö ilmoitetulla hyötysuhteella.

Energia jaettuna keskiteholla antaa ajan. Vaikeinta on valita keskiarvo, joka vastaa todellista latausta.