Auto elektryczne zwykle nie ładuje się szybko jedną stałą mocą od pustej do pełnej baterii. Podąża za krzywą ładowania. Krzywa pokazuje, jaką moc DC auto przyjmuje w miarę zapełniania się baterii.
Dlatego auto reklamowane mocą szczytową 200 kW może spędzić znaczną część postoju na ładowaniu poniżej 200 kW. Szczyt może być prawdziwy, a mimo to opowiadać tylko małą część historii.
Jak wygląda krzywa ładowania?
Wyobraź sobie wykres. Stan naładowania biegnie od lewej do prawej, a moc ładowania od dołu do góry. Linia może wzrosnąć na początku sesji, osiągnąć wysoki odcinek, a potem spadać w jednym lub kilku etapach wraz z zapełnianiem baterii.
Nie ma jednej krzywej wspólnej dla wszystkich aut elektrycznych. Badania Argonne na pojazdach produkcyjnych wykazały, że profile mocy się różnią. Na wynik wpływały początkowy stan naładowania, temperatura baterii, konstrukcja pojazdu i sprzęt do ładowania.
Krzywą steruje pojazd. Ładowarka informuje, co może dostarczyć, ale system zarządzania baterią decyduje, co pakiet może w danej chwili przyjąć.
Dlaczego moc spada, gdy bateria się zapełnia?
Szybkie ładowanie baterii tworzy ciepło i obciążenie elektrochemiczne. Pojazd monitoruje napięcie ogniw, temperaturę pakietu i inne warunki. W razie potrzeby zmniejsza prąd, aby utrzymać baterię w granicach pracy.
To ograniczenie jest często najbardziej widoczne przy wysokim stanie naładowania. Modelowanie planistyczne NREL zakłada znaczny spadek mocy około 80% do 85% dla przykładowych krzywych pojazdów. Nie jest to uniwersalny przełącznik dokładnie przy 80%. Część aut ogranicza moc wcześniej, a inne utrzymują użyteczną moc dłużej.
Wniosek praktyczny jest prosty: końcowa część sesji DC może trwać nieproporcjonalnie długo. W podróży wcześniejszy wyjazd i kolejny krótki postój mogą być szybsze niż czekanie na niemal pełną baterię.
Moc szczytowa a średnia moc
Moc szczytowa to najwyższa osiągnięta wartość, często przez krótki czas. Średnia moc to dodana energia podzielona przez czas sesji.
Załóżmy, że auto dodaje 50 kWh w 30 minut. Jego średnia moc w tym przedziale wynosi 100 kW:
50 kWh ÷ 0,5 godziny = 100 kW
Auto mogło osiągnąć 180 kW na początku sesji, a potem stopniowo ograniczać moc. Obie liczby mogą być prawidłowe. Wynik z 30 minut mówi więcej o tym postoju.
Porównując auta, szukaj jednej z tych miar:
- czasu od tego samego procentu początkowego do tego samego końcowego;
- energii dodanej w ustalonym czasie;
- zasięgu dodanego w ustalonym czasie przy jasno podanej metodzie zużycia;
- średniej mocy obliczonej dla tego samego okna ładowania.
Nie porównuj czasu 10%–80% jednego auta z czasem 20%–80% drugiego, jakby testy były równe.
Czy mocniejsza ładowarka zawsze pomaga?
Tylko gdy ograniczeniem jest ładowarka. Słupek 350 kW nie może dostarczyć autu 350 kW, jeśli żąda ono 120 kW. Auto o dużej mocy może też ładować się wolniej na słupku 100 kW, bo wtedy ograniczeniem jest słupek.
Ważny jest też projekt stacji. Część lokalizacji współdzieli budżet mocy między złączami. Oznaczenie urządzenia może opisywać maksimum przy pełnej dostępności mocy, a nie moc gwarantowaną na każdym zajętym stanowisku.
Zgodność napięcia może również wpływać na moc w niektórych kombinacjach auta i ładowarki. Planując ważny postój, korzystaj z bieżących informacji sieci i wskazówek producenta pojazdu dotyczących zgodności.
Jak temperatura i przygotowanie baterii zmieniają krzywą?
Zimna albo bardzo gorąca bateria może przyjmować mniej mocy. Pojazd może zużywać energię na ogrzewanie lub chłodzenie pakietu i ograniczać prąd, dopóki warunki się nie poprawią.
Niektóre auta elektryczne przygotowują baterię, gdy w fabrycznej nawigacji wybierzesz szybką ładowarkę. Może to pomóc autu dotrzeć do lepszego fragmentu krzywej ładowania. Nie znosi jednak limitów ładowarki ani baterii.
Nawiguj do ładowarki w samochodzie
Jeżeli pojazd obsługuje automatyczne przygotowanie baterii, ustaw właściwą zgodną szybką ładowarkę jako cel w fabrycznej nawigacji. Stosuj instrukcję auta; adres lub pobliska firma mogą nie uruchomić tej samej funkcji.
Dlaczego dwie sesje w tym samym aucie mogą się różnić?
Początkowy procent może być inny. Bateria może być chłodniejsza. Ładowarka może mieć mniej dostępnej mocy. Auto może przygotowywać kabinę lub baterię. Aktualizacja oprogramowania albo stan pakietu również mogą zmienić sposób zarządzania mocą przez system.
Ta zmienność nie czyni każdego wyniku bezwartościowym. Oznacza, że pojedynczy zrzut ekranu jest słabym dowodem. Powtarzane sesje w stałym przedziale stanu naładowania dają lepszy obraz.
Jeśli sesja jest znacznie wolniejsza od oczekiwanej, sprawdź komunikaty auta i ładowarki. Przeniesienie się do innego złącza może pomóc, gdy stacja ma usterkę, ale wielokrotne podłączanie nie ogrzeje zimnej baterii ani nie usunie własnego limitu auta.
Co wpisać do szacunku podróży?
Użyj średniej mocy ładowania, a nie szczytowej. Jeśli wiarygodne testy wskazują, że Twoje auto dodaje 45 kWh w 27 minut w planowanym przedziale, średnia wynosi 100 kW.
45 kWh ÷ 0,45 godziny = 100 kW
Następnie dodaj czas na zjazd z trasy, znalezienie urządzenia, podłączenie i płatność. Krzywa ładowania wyjaśnia czas przesyłania energii, ale nie obejmuje tych dodatkowych czynności.
Na końcu zachowaj rezerwę. Obliczony zasięg nie gwarantuje, że odpowiednia ładowarka będzie dokładnie w odpowiedniej odległości. Bieżące wyznaczanie trasy nadal ma znaczenie.
Użyteczna zasada
Traktuj moc szczytową jako możliwość, a nie czas podróży. Przydatne pytania brzmią: jak długo auto utrzymuje dużą moc, jak zachowuje się w planowanym oknie ładowania i jak warunki to zmieniają.
Krzywa ładowania zamienia jedną imponującą liczbę w realistyczną historię. W podróży to ona pozwala ruszyć dalej.
Najczęstsze pytania
Czym jest krzywa ładowania auta elektrycznego?
To wykres mocy DC, którą auto elektryczne przyjmuje w miarę zapełniania się baterii. Moc może rosnąć, utrzymywać się, spadać skokowo i stopniowo maleć, zamiast pozostać na reklamowanym maksimum.
Dlaczego szybkie ładowanie DC zwalnia w pobliżu 80%?
System zarządzania baterią zmniejsza moc, gdy wymagają tego warunki, zwykle bardziej widocznie przy wysokim stanie naładowania. Dokładny moment i kształt krzywej zależą od pojazdu.
Czy maksymalna moc ładowania jest użyteczna przy porównaniu?
Pokazuje najlepszą moc auta przez krótki czas, lecz nie opisuje całego postoju. Porównuj także czas w tym samym przedziale stanu naładowania oraz dodaną energię.
Czy ładowarka 350 kW może ładować każde auto z mocą 350 kW?
Nie. Auto żąda mocy, którą może przyjąć. Możliwości ładowarki, współdzielona moc na stacji, temperatura baterii i stan naładowania mogą dodatkowo zmniejszyć wynik.
