Tijekom uobičajenog punjenja energija s mrežne strane veća je od izmjerenog povećanja energije baterije. Dio postaje toplina. Dio pokreće punjač, pumpe, elektroniku i kondicioniranje baterije. Ako 90 % uzmete kao zaokruženi primjer, 100 kWh s napajanja dodaje oko 90 kWh bateriji.
Što znači učinkovitost punjenja EV-a?
Učinkovitost punjenja EV-a je omjer. Vozaču je najkorisnija usporedba električne energije isporučene na mjestu punjenja s povećanjem energije pohranjene u bateriji. To se često naziva učinkovitost od priključka do baterije.
Mjerna granica je važna. Proizvođač punjača može navesti samo učinkovitost svoje energetske elektronike. Test vozila može uključiti ugrađeni punjač i pomoćne sustave. Kućno brojilo može uključiti i gubitke u kabelima prije wallboxa. Ti brojevi odgovaraju na različita pitanja pa ih ne treba uspoređivati bez provjere početka svakog mjerenja.
Za procjenu troška i vremena punjenja koristite energiju povučenu s napajanja. To je energija koju kupujete i koju električna instalacija mora isporučiti.
Kamo odlazi energija koja nedostaje?
Većina gubitaka pojavljuje se kao toplina ili se troši u sustavima koji omogućuju sigurno punjenje. Nije riječ o jednom tajanstvenom curenju, nego o zbroju nekoliko malih i promjenjivih opterećenja.
- Pretvorba energije. Baterija pohranjuje istosmjernu energiju. AC punjenje koristi pretvarač u automobilu, a DC punjač pretvara mrežni AC u stanici.
- Kabeli i električni spojevi. Struja kroz vodiče stvara toplinu. Ispravno dimenzionirani kabeli i ispravni spojevi održavaju je unutar predviđenih granica.
- Elektronika vozila. Upravljački moduli, kontaktori i niskonaponski sustavi ostaju aktivni dok automobil komunicira s punjačem i upravlja baterijom.
- Kondicioniranje baterije. Pumpe, ventilatori, grijači ili hladnjaci mogu dovesti bateriju do odgovarajuće temperature.
- Baterija. Unutarnji otpor stvara toplinu dok energija ulazi u ćelije.
Ta opterećenja nisu stalna. Na primjer, ako pomoćni sustavi vozila koriste 300 W, to je samo 2,7 % ulaza od 11 kW, ali oko 13 % ulaza od 2,3 kW. Ta aritmetika pokazuje zašto punjenje vrlo malom snagom može biti manje učinkovito iako ništa nije neispravno; 300 W je primjer, a ne tipična vrijednost za svako vozilo.
Je li AC ili DC punjenje učinkovitije?
Ne postoji pouzdano pravilo da je DC uvijek učinkovitiji od AC-a. Pretvorba se događa na drugome mjestu, ali se i dalje događa. Poštena usporedba mora početi na istoj mrežnoj točki i završiti u bateriji.
Pri AC punjenju wallbox uglavnom upravlja uključivanjem, štiti sustav i komunicira s vozilom. Ugrađeni punjač automobila pretvara AC u DC. Njegova se učinkovitost može mijenjati s opterećenjem. Snažan ugrađeni punjač koji radi daleko ispod nazivne snage možda neće postići najbolji rezultat.
Pri DC punjenju stanica pretvara AC u DC i šalje kontrolirani DC vozilu. Stanica ima vlastito hlađenje, upravljanje i gubitke u kabelu. Automobil također može grijati ili hladiti bateriju. Zaslon punjača može prijavljivati energiju na drukčijoj točki od kućnog brojila, pa je izravna usporedba varljiva.
DC brzo punjenje obično je brže jer stanica može pružiti više snage od tipičnog ugrađenog AC punjača. Sama brzina ne dokazuje da je cijeli postupak od mreže do baterije potrošio manje energije.
Uspoređujte jednake mjerne granice
Za svako punjenje koristite istu mjernu granicu. Energija baterije procijenjena iz energije s mreže je korisna. Usporedba AC ulaza jednog punjača s DC izlazom drugoga nije.
Koliko gubitaka punjenja treba očekivati?
Ne postoji jedan postotak koji vrijedi za svaki EV. Objavljeni testovi pokazuju da se učinkovitost mijenja s opremom, traženom snagom i temperaturom. Test Zajedničkog istraživačkog centra Europske komisije na odabranim brzim punjačima i vozilima izmjerio je znatno nižu učinkovitost pretvorbe pri velikoj hladnoći nego na 25°C.
Za radnu procjenu ovaj članak koristi 90 % kao zaokruženi primjer. To nije izmjerena zadana vrijednost ni obećana izvedba. Pri planiranju vremena ili troška provjerite i slučaj niže učinkovitosti.
Tablica pokazuje kako pretpostavka mijenja energiju pohranjenu iz istog ulaza od 40 kWh.
| Pretpostavljena učinkovitost | Energija s napajanja | Energija pohranjena u bateriji | Razlika |
|---|---|---|---|
| 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 |
Redci su radni primjeri, a ne obećani rasponi izvedbe. Mjerenje vlastitih punjenja korisnije je od odabira najpovoljnijeg objavljenog broja.
Kako izračunati vlastitu učinkovitost punjenja?
Podijelite energiju dodanu bateriji energijom isporučenom s napajanja, zatim pomnožite sa 100. Ako je napajanje isporučilo 40 kWh, a baterija je procijenjeno dobila 36 kWh, rezultat je 36 ÷ 40 × 100 = 90 %.
Za korisnije mjerenje:
- Zabilježite energiju s mrežne strane na zasebnom brojilu ili wallboxu koji mjeri svoj ulaz.
- Upotrijebite veće punjenje, primjerice od 20 % do 80 %, kako bi zaokruživanje i fiksna potrošnja manje utjecali.
- Procijenite pohranjenu energiju iz iskoristivog kapaciteta baterije i promjene stanja napunjenosti.
- Ponovite u sličnim uvjetima, a zatim izračunajte prosjek više punjenja.
Postotak baterije procjena je sustava upravljanja vozila. Iskoristivi se kapacitet također mijenja s temperaturom i starošću. Zato je ovaj kućni izračun procjena, a ne laboratorijski test učinkovitosti.
Kako gubici utječu na trošak i vrijeme punjenja?
Plaćate energiju s napajanja, ne samo povećanje baterije. U primjeru od 40 kWh električna energija po cijeni od 0,30 € za kWh stoji 12,00 €. Ako do baterije stigne 36 kWh, svaki pohranjeni kWh zapravo stoji oko 0,33 €.
Učinkovitost mijenja i procjenu vremena. Dodavanje 36 kWh pri stalnom ulazu od 7,4 kW i učinkovitosti od 90 % traje oko 5 sati i 24 minute: 36 ÷ (7,4 × 0,90). Pri 80 % ista procjena iznosi oko 6 sati i 5 minuta.
Vozilo tijekom stvarnog punjenja može smanjiti snagu ili pauzirati. Naše kalkulatore vremena i troška punjenja koristite za planiranje, a zatim pretpostavke zamijenite svojom tarifom i izmjerenim podacima.
Zašto temperatura mijenja rezultat?
Litij-ionske baterije rade drukčije kada su hladne ili vruće. Vozilo može ograničiti snagu punjenja i koristiti energiju za kondicioniranje paketa. Ta energija upravlja temperaturom baterije i pomaže joj raditi unutar upravljačkih granica, ali ne povećava odmah prikazanu razinu napunjenosti.
Ne postoji univerzalna najniža temperatura baterije koju vozač mora postići prije DC punjenja. Sustav upravljanja baterijom automobila upravlja dopuštenom snagom prema kemiji i izvedbi. Slijedite priručnik vozila, a ne fiksnu temperaturu preuzetu s drugog modela.
Predkondicioniranje prema ruti može pomoći prije brzog punjenja kada ga vozilo podržava. Po hladnom vremenu predkondicioniranje dok je vozilo priključeno kod kuće može dio zagrijavanja baterije i kabine prebaciti na mrežu prije polaska. Ne uklanja potrošnju energije; može učiniti polazak i punjenje predvidljivijima.
Kako smanjiti gubitke koji se mogu izbjeći?
Koristite odgovarajuću opremu i usredotočite se na ponovljive navike. Male postotne razlike manje su važne od nesigurne instalacije ili tarife koja ne odgovara vašem rasporedu.
- Koristite pravilno ugrađen wallbox ili mjesto punjenja na strujnom krugu projektiranom za opterećenje.
- Koristite samo postavku struje koju odobravaju strujni krug, utičnica, kabel, punjač i automobil. Ne povećavajte struju samo radi učinkovitosti.
- Predkondicionirajte prije brzog punjenja kada automobil to nudi.
- Kada je praktično, planirajte punjenje za umjerene uvjete ili odgovarajuću tarifu.
- Utikače i utičnice držite čistima, suhima i neoštećenima. Prestanite koristiti opremu koja se neuobičajeno zagrijava ili pokazuje oštećenje.
- Izmjerite više usporedivih punjenja prije zaključka da vozilo ima kvar.
Punjenje nikada neće biti bez gubitaka. Dosljedan način mjerenja, razumna pretpostavka za planiranje i ispravna oprema za punjenje daju brojke važne za vaš automobil.
Česta pitanja
Je li punjenje EV-a 100 % učinkovito?
Ne. Pretvorba energije, kabeli, elektronika vozila, kondicioniranje baterije i sama baterija troše ili gube dio energije. Stvarni rezultat od priključka do baterije mijenja se među vozilima i punjenjima.
Kako izračunati učinkovitost punjenja EV-a?
Podijelite procijenjenu energiju dodanu bateriji energijom izmjerenom na napajanju, zatim pomnožite sa 100. Na primjer, 36 kWh pohranjeno iz 40 kWh isporučenih znači učinkovitost od 90 %.
Je li AC ili DC punjenje učinkovitije?
Nijedno nije uvijek učinkovitije. AC punjenje koristi ugrađeni pretvarač automobila, a DC stanica pretvara energiju izvan vozila. Oprema, snaga, temperatura, pomoćna opterećenja i mjerna točka određuju rezultat.
Zašto su gubici punjenja veći po hladnom vremenu?
Hladna baterija može prihvaćati manju snagu, dok vozilo može koristiti energiju za zagrijavanje baterije i kabine. Fiksna elektronika također čini veći udio tijekom sporog punjenja.
Trebam li koristiti 90 % učinkovitosti u izračunu punjenja?
Ne postoji univerzalna zadana vrijednost. Ako 90 % koristite kao zaokruženi primjer, ispitajte i slučaj niže učinkovitosti te ga zamijenite izmjerenim podacima kada su dostupni.
