Guia prático

Velocidade de carregamento de veículos elétricos: kW, kWh, AC e DC

Compreenda potência de carregamento e energia da bateria, calcule um tempo de carregamento ideal e saiba porque o carro pode receber menos do que o valor anunciado.

kW mede a potência de carregamento neste momento. kWh mede a energia adicionada ao longo do tempo. Divida a energia da bateria pela potência média do lado da bateria. Quando começa pela potência de entrada do lado da tomada, aplique uma eficiência declarada: o maior número de kW do carregador é apenas um teto.

Qual é a diferença entre kW e kWh?

Um quilowatt é uma unidade de potência: descreve a taxa de transferência de energia num instante. Um quilowatt-hora é uma unidade de energia. Se a potência se mantivesse em 10 kW durante uma hora, o carregador forneceria 10 kWh; durante duas horas, 20 kWh. Nas sessões reais, a potência pode mudar, pelo que o carro ou carregador integra essa taxa variável ao longo do tempo.

Pense em kW como caudal e kWh como quantidade. A capacidade da bateria é indicada em kWh; uma wallbox ou carregador rápido é classificado em kW. Não escreva «bateria de 60 kW» se quer dizer 60 kWh, nem «carregador de 11 kWh» se quer dizer potência de 11 kW.

Como se calcula a potência de carregamento AC?

Numa estimativa monofásica simples, multiplique tensão por corrente. A IEC 60038 indica tensões normalizadas de referência. Com alimentação nominal de 230 V, os cálculos comuns são:

Configuração AC Cálculo Potência de entrada aproximada
10 A, monofásico 230 V × 10 A 2,3 kW
16 A, monofásico 230 V × 16 A 3,7 kW
32 A, monofásico 230 V × 32 A 7,4 kW
16 A, trifásico 3 × 230 V × 16 A 11 kW
32 A, trifásico 3 × 230 V × 32 A 22 kW

São potências nominais de entrada e o sistema pode selecionar corrente inferior. No AC, a wallbox fornece AC controlada ao carro e o carregador de bordo converte-a em DC para a bateria. A capacidade de corrente e fases do carro pode ser inferior à classificação da wallbox.

Porque um carro de 11 kW pode usar apenas 3,7 kW?

As etiquetas podem descrever configurações de fases diferentes. Uma classificação AC de 11 kW refere-se normalmente a 16 A em três fases à tensão europeia nominal; um ponto monofásico de 16 A fornece apenas cerca de 3,7 kW. O desencontro inverso também importa: um carregador de bordo monofásico ligado a um ponto trifásico usa apenas a configuração de fases que suporta. Um cabo pode acrescentar outro limite se a capacidade de corrente ou fases for inferior.

O controlo de carregamento mantém a sessão dentro dos limites disponíveis. A IEC 61851-1 abrange requisitos de ligação e controlo. Não pode combinar fases não usadas com um adaptador para ultrapassar o projeto do carro.

Em que difere o carregamento DC?

Uma estação DC converte eletricidade fora do veículo e fornece DC controlada ao sistema de bateria, evitando nessa sessão o percurso do carregador AC de bordo. A IEC 62196-3 abrange configurações normalizadas de acopladores DC e combinados AC/DC.

O carro continua a não aceitar uma potência arbitrária: comunica limites à estação e controla a sessão através do sistema de bateria. A estação tem de respeitar a sua própria capacidade e o pedido do veículo. O equipamento DC é muitas vezes construído para potências mais elevadas do que o equipamento AC doméstico, mas «DC» por si só não indica a velocidade. Compare a classificação da estação com a capacidade DC documentada e a curva de carregamento esperada do carro.

A classificação do carregador é um máximo

Um carregador de 150 kW pode fornecer até 150 kW nas condições nominais; não promete essa potência a todos os carros nem durante toda a sessão. Para estimar o tempo decorrido, use a média real da sessão.

Como estimar o tempo de carregamento?

Primeiro calcule a energia que quer adicionar, não a capacidade total, salvo se pretender mesmo uma carga completa. Para uma bateria utilizável de 60 kWh de 20 % a 80 %, a alteração nominal é:

60 kWh × (0,80 − 0,20) = 36 kWh

Uma wallbox de 11 kW descreve entrada do lado da tomada. Se e for a eficiência verificada entre tomada e bateria usada na estimativa:

tempo = 36 kWh ÷ (11 kW × e)

Com uma eficiência teórica de 1, o limite inferior é 3,27 horas, ou cerca de 3 h 16 min. A eficiência real é inferior a 1 e a potência de entrada pode mudar. Use uma eficiência documentada ou declarada, em vez de apresentar o limite inferior como tempo esperado. Use a capacidade utilizável quando o fabricante a fornece: a capacidade bruta inclui energia que o veículo pode reservar fora do intervalo apresentado, e misturar ambas cria uma falsa precisão.

Porque a potência muda durante a sessão?

O sistema de bateria ajusta a potência para trabalhar dentro dos limites. O estado de carga, a temperatura das células, a tensão da bateria e o sistema térmico podem influenciar o pedido; a gestão de potência do local também pode limitar a alimentação. Em DC, a sessão começa muitas vezes abaixo do máximo, sobe ou estabiliza e depois reduz ao aproximar-se da meta. A curva exata pertence ao veículo, à versão de software e às condições; não publique uma curva como regra para todos os carros.

O AC pode parecer mais plano porque o carregador de bordo tem um teto fixo, mas pode ainda reduzir por controlo térmico, programação, gestão de carga ou corrente escolhida no carro.

Porque a bateria ganha menos kWh do que o contador mostra?

A energia no ponto de carregamento e a energia armazenada não são idênticas. A conversão, a cablagem, a eletrónica e a gestão térmica usam energia; a diferença muda com o equipamento, as condições e a potência. Não aplique uma eficiência fixa a todas as sessões. Para o planeamento, indique a hipótese usada; para a faturação, use o contador ou a fatura, porque mede a energia fornecida e faturada segundo o tarifário. As sessões curtas podem fazer o consumo fixo médio parecer maior e o condicionamento de uma bateria fria ou quente consome energia, mesmo que ajude a alcançar uma condição adequada.

O que limita a velocidade final?

No AC, confirme estes tetos:

  • corrente e capacidade de fases do ponto de carregamento;
  • capacidade de corrente e fases do cabo;
  • corrente, potência e fases do carregador de bordo;
  • configuração da gestão de carga do local;
  • limite de carregamento escolhido pelo utilizador.

No DC, confirme o conector e o sistema suportado pelo carro. O carregamento real é definido por compatibilidade de conector e limites ativos de potência, corrente e tensão no local, estação e veículo. Qualquer um pode reduzir o resultado.

Um carregador maior poupa tempo em casa?

Só se o carro e a instalação o puderem usar. Uma wallbox de 22 kW não faz um carregador de bordo de 11 kW aceitar 22 kW e pode exigir uma maior capacidade de ligação e um processo de aprovação diferente. Comece pela energia necessária: se o carro fica estacionado dez horas e precisa de 20 kWh, uma potência média moderada chega. O equipamento rápido pode ajudar vários veículos ou janelas curtas, mas a utilização deve justificá-lo.

A gestão dinâmica não aumenta o limite de ligação do edifício: distribui pelo carregamento a corrente disponível, respeitando os outros consumos medidos. Isto torna uma alimentação limitada mais fácil de usar, sem prometer a potência máxima durante toda a noite.

Como comparar alegações de carregamento?

Pergunte se o número é kW ou kWh e se descreve estação, cabo, máximo do veículo, pico da bateria ou média de sessão. Não são intercambiáveis. Para uma estimativa útil, anote percentagens inicial e alvo e capacidade utilizável. Use potência média do lado da bateria ou converta a entrada da tomada com eficiência declarada.

Energia dividida por potência média dá tempo. A parte difícil é escolher uma média que reflita a sessão real.

Perguntas frequentes

Qual é a diferença entre kW e kWh?

Um quilowatt é uma taxa de potência; um quilowatt-hora é uma quantidade de energia. Um carregador que fornece 10 kW durante uma hora fornece 10 kWh antes de considerar alterações de potência ou perdas.

Como estimo o tempo de carregamento?

Divida a energia da bateria que quer adicionar pela potência média que chega à bateria. Capacidade dividida pela potência indicada do carregador é apenas uma estimativa ideal, porque a potência muda e o carregamento usa energia fora da bateria.

Porque o carro carrega abaixo do valor em kW da estação?

A classificação da estação é um teto, não uma promessa. O carro, o cabo no AC, a partilha de potência, o estado e a temperatura da bateria e o controlo de carregamento podem impor um valor inferior.

O DC é sempre mais rápido do que AC?

O equipamento DC pode disponibilizar potências muito mais elevadas do que o equipamento AC doméstico porque a conversão ocorre fora do carro, mas a potência real depende do carro e das condições. Um ponto DC de baixa potência não é automaticamente mais rápido do que todos os pontos AC.

Fontes e normas

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