Nabíjanie elektromobilu: 400 V vs. 800 V

Elektromobil s 800 V architektúrou môže prenášať rovnaký elektrický výkon pri približne polovičnom prúde oproti systému so 400 V. To môže znížiť odporové straty a zahrievanie vysokovýkonných súčastí. Neznamená to, že každé auto s 800 V sa bude pri každej nabíjačke nabíjať rýchlejšie. Výsledok určuje celá kombinácia vozidla a nabíjačky.

Čo 400 V a 800 V v skutočnosti znamenajú?

Opisujú široké triedy vysokonapäťovej architektúry, nie presné napätia udržiavané od prázdnej po plnú batériu. Trakčná batéria sa skladá z článkov usporiadaných do modulov a sériových reťazcov. Napätie batérie sa mení s chemickým zložením článkov, stavom nabitia, teplotou a zaťažením.

Označenie presahuje samotnú batériu. Meniče, motory, stykače, izolácia, chladenie a nabíjací hardvér musia byť navrhnuté pre zvolený rozsah napätia. Preto je „batéria 800 V“ užitočná skratka, no nie úplná špecifikácia.

Pre kupujúcich sú praktické otázky jednoduchšie: aké DC napätie môže auto prijať, aký prúd môže prijať, akú nabíjaciu krivku udrží a ktoré nabíjačky dokážu poskytnúť požadovanú kombináciu napätia a prúdu?

Prečo môže vyššie napätie znížiť prúd?

Elektrický výkon je napätie vynásobené prúdom. V ideálnom príklade potrebuje 200 kW pri 400 V prúd 500 A:

200 000 W ÷ 400 V = 500 A

Pri 800 V potrebuje rovnaký výkon prúd 250 A:

200 000 W ÷ 800 V = 250 A

Nižší prúd môže pri danom vodiči znížiť odporové zahrievanie, pretože odporová strata rastie so štvorcom prúdu. Konštruktéri môžu túto výhodu použiť na dosiahnutie vysokého výkonu, riadenie tepla, zníženie hmotnosti vodičov alebo vyváženie viacerých cieľov návrhu.

Neznamená to, že konektor zostane chladný, straty zmiznú alebo systém vždy používa presne polovičný prúd. Záleží na kábli, kontaktoch, chladení, elektronike nabíjačky a meniacom sa napätí batérie.

Nabíja sa elektromobil s 800 V rýchlejšie?

Môže, najmä keď vozidlo udrží vysoký výkon v užitočnom okne stavu nabitia a nabíjačka podporuje potrebné napätie a prúd. Architektúra vytvára priestor pre výkon. Nabíjacia krivka určuje, či ho auto využije.

Testovanie sériových vozidiel v laboratóriu Argonne ukázalo rozdielne nabíjacie profily a významný vplyv stavu nabitia, teploty batérie, stavu vozidla a limitov EVSE. Testované vozidlá s 800 V mali vysoké menovité špičkové výkony, no výsledky sa líšili, keď podmienky alebo vybavenie neboli ideálne.

Namiesto označenia napätia porovnávajte:

• čas v rovnakom okne stavu nabitia;
• energiu pridanú v tomto okne;
• priemerný výkon, nie iba špičkový výkon;
• výsledky so studenou a teplou batériou;
• výkon na nabíjačkách, ktoré naozaj môžete používať.

Úsporné auto so 400 V architektúrou a výhodnou nabíjacou krivkou môže mať kratšiu skutočnú zastávku než auto s 800 V, väčšou batériou alebo nekompatibilnou nabíjačkou.

Môže auto s 800 V používať nabíjačku s nižším napätím?

Kompatibilita závisí od vozidla. Niektoré vozidlá s 800 V obsahujú zvyšovací menič alebo používajú inú výkonovú elektroniku na zvýšenie výstupu nabíjačky pred vstupom do batérie. Dostupný výkon potom môže byť nižší než pri vhodnej nabíjačke s vysokým napätím.

Iné kombinácie môžu závisieť od toho, aké napätie dokáže poskytnúť nabíjacia stanica. Fyzicky pasujúci konektor nedokazuje, že auto dosiahne uvádzanú špičku. Aplikácie sietí tiež nie vždy zobrazujú celý rozsah napätia nabíjačky.

Mení stav nabitia batérie napätie?

Áno. Napätie článkov sa pri plnení a vybíjaní lítium-iónovej batérie mení, takže sa mení aj napätie batérie. Nabíjačka a vozidlo počas nabíjania neustále komunikujú. Prúd a výkon sa menia podľa toho, ako systém riadenia batérie dodržiava bezpečné prevádzkové limity.

Aj preto môže batéria „400 V“ požadovať hodnoty nad alebo pod týmto označením. Zároveň preto nemožno výkon nabíjačky pochopiť iba z prúdu. Stanica obmedzená na daný prúd dodá viac výkonu pri vyššom dohodnutom napätí, ak to podporuje každá časť systému.

Pri vysokom stave nabitia auto často znižuje prúd. Klesajúci výkon je súčasťou nabíjacej krivky, nie je dôkazom, že architektúra napätia prestala fungovať.

Zlepšuje 800 V domáce nabíjanie?

Domáce AC nabíjanie má inú cestu. Wallbox dodáva AC. Palubná nabíjačka auta premieňa toto AC na DC napätie potrebné pre batériu. Dostupné fázy a menovitý výkon palubnej AC nabíjačky zvyčajne určujú, či uvidíte 3,7 kW, 7,4 kW, 11 kW alebo inú podporovanú hodnotu.

Trakčný systém 800 V môže mať vo vozidle konštrukčné výhody, no nemení wallbox s výkonom 11 kW na zariadenie s vyšším výkonom. Ak obe verzie auta prijímajú 11 kW AC, ich označenia architektúry nemenia tento strop príkonu.

Pri domácom vybavení uprednostnite kapacitu prívodu, riadenie záťaže, správnu ochranu, praktické riešenie kábla, komunikačné pripojenie a servisnú podporu.

Oplatí sa vybrať auto kvôli 800 V architektúre?

Vnímajte ju ako jednu z vlastností, ktoré môžu podporiť rýchle nabíjanie. Najväčší význam má, keď sa spoliehate na opakované zastávky s vysokovýkonným DC nabíjaním a auto spája túto architektúru s dobrou nabíjacou krivkou, tepelným manažmentom a širokou kompatibilitou nabíjačiek.

Menej záleží, ak sa väčšina nabíjania deje cez noc alebo vaše pravidelné trasy používajú infraštruktúru so stredným výkonom. Účinnosť, veľkosť batérie, spotreba a spoľahlivosť nabíjacej siete môžu prevážiť označenie napätia.

Poctivým porovnaním je čas cesty vo vašich podmienkach. Napätie vysvetľuje časť konštrukcie. Neodpovedá na celú otázku vlastníctva.