Pri bežnom nabíjaní je energia na strane siete väčšia než nameraný prírastok energie v batérii. Časť energie sa zmení na teplo. Časť napája nabíjačku, čerpadlá, elektroniku a kondicionovanie batérie. Ak použijete 90 % ako zaokrúhlený príklad, zo 100 kWh odobratých zo siete sa do batérie uloží približne 90 kWh.
Čo znamená účinnosť nabíjania elektromobilu?
Účinnosť nabíjania elektromobilu je pomer. Pre vodiča je najužitočnejšie porovnať elektrinu dodanú na nabíjacom bode s nárastom energie uloženej v batérii. Často sa tomu hovorí účinnosť od siete po batériu.
Hranica merania je dôležitá. Výrobca nabíjačky môže uvádzať iba účinnosť svojej výkonovej elektroniky. Test vozidla môže zahŕňať palubnú nabíjačku a pomocné systémy vozidla. Domáci elektromer môže zahŕňať aj straty v kábli pred wallboxom. Tieto čísla odpovedajú na rôzne otázky, preto ich neporovnávajte bez overenia, kde sa každé meranie začína a končí.
Na odhad nákladov a času nabíjania používajte energiu odobratú zo siete. Za túto energiu platíte a musí ju dodať vaša elektroinštalácia.
Kam sa stratená energia podela?
Väčšina strát pri nabíjaní sa prejaví ako teplo alebo sa spotrebuje v systémoch, ktoré zabezpečujú bezpečný priebeh nabíjania. Nejde o jednu záhadnú netesnosť. Je to kombinovaný účinok niekoľkých malých a premenlivých odberov.
- Premena energie. Batéria ukladá jednosmernú energiu. Pri AC nabíjaní ju premieňa menič vo vozidle. DC nabíjačka premieňa striedavú energiu zo siete v nabíjacej stanici.
- Káble a elektrické spoje. Prúd prechádzajúci vodičmi vytvára teplo. Správne dimenzované káble a kvalitné spoje udržiavajú tieto straty v navrhnutých medziach.
- Elektronika vozidla. Riadiace moduly, stýkače a nízkonapäťové systémy zostávajú aktívne, kým auto komunikuje s nabíjačkou a riadi batériu.
- Kondicionovanie batérie. Čerpadlá, ventilátory, ohrievače alebo chladiace zariadenia môžu upravovať teplotu batérie na vhodnú úroveň.
- Batéria. Vnútorný odpor vytvára teplo, keď energia prúdi do článkov.
Tieto odbery nezostávajú konštantné. Napríklad ak by pomocné systémy vozidla spotrebovali 300 W, pri príkone 11 kW by to bolo iba 2,7 %, ale pri príkone 2,3 kW asi 13 %. Tento výpočet ukazuje, prečo môže byť nabíjanie s veľmi nízkym výkonom menej účinné aj bez poruchy; 300 W je príklad, nie typická hodnota pre každé auto.
Je účinnejšie AC alebo DC nabíjanie?
Neexistuje spoľahlivé pravidlo, že DC je vždy účinnejšie než AC. Premena prebieha na inom mieste, ale stále prebieha. Spravodlivé porovnanie musí začínať v rovnakom bode na strane siete a končiť pri batérii.
Pri AC nabíjaní wallbox najmä spína, chráni a komunikuje. Palubná nabíjačka auta premieňa AC na DC. Jej účinnosť sa môže meniť so zaťažením. Výkonná palubná nabíjačka pracujúca hlboko pod svojím menovitým výkonom nemusí dosiahnuť najlepší výsledok.
Pri DC nabíjaní stanica premieňa AC na DC a dodáva riadený jednosmerný výkon do auta. Stanica má vlastné chladenie, ovládanie a straty v kábloch. Auto môže zároveň batériu ohrievať alebo chladiť. Displej nabíjačky môže zobrazovať energiu nameranú v inom bode než domáci elektromer, takže bežné porovnanie môže zavádzať.
DC rýchlonabíjanie býva rýchlejšie, pretože rýchlonabíjacia stanica môže poskytnúť vyšší výkon než typická palubná AC nabíjačka. Samotná rýchlosť však nedokazuje, že celý proces od siete po batériu spotreboval menej energie.
Porovnávajte porovnateľné
Pri každom nabíjaní používajte rovnakú hranicu merania. Energia na strane siete vydelená odhadovanou energiou v batérii je užitočný údaj. Porovnávať AC vstup jednej nabíjačky s DC výstupom druhej však nie je správne.
Aké straty pri nabíjaní môžete očakávať?
Neexistuje jedno percento platné pre každý elektromobil. Zverejnené testy ukazujú, že účinnosť nabíjania sa mení podľa zariadenia, požadovaného výkonu a teploty. Test Spoločného výskumného centra Európskej komisie na vybraných rýchlonabíjačkách a vozidlách nameral pri extrémnom chlade výrazne nižšiu účinnosť premeny než pri 25 °C.
Pre orientačný odhad tento článok používa 90 % ako zaokrúhlený príklad. Nie je to nameraná predvolená hodnota ani sľúbená úroveň výkonu. Pri plánovaní času alebo nákladov otestujte aj prípad s nižšou účinnosťou.
Táto tabuľka ukazuje, ako predpoklad ovplyvní energiu uloženú pri rovnakom prívode 40 kWh zo siete.
| Predpokladaná účinnosť | Energia zo siete | Energia uložená v batérii | Rozdiel |
|---|---|---|---|
| 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 |
Riadky sú orientačné príklady, nie sľúbené pásma výkonu. Meranie vlastných nabíjaní je užitočnejšie než výber najlichotivejšieho zverejneného čísla.
Ako vypočítate vlastnú účinnosť nabíjania?
Energiu pridanú do batérie vydeľte energiou dodanou zo siete a výsledok vynásobte 100. Ak sieť dodala 40 kWh a batéria získala odhadom 36 kWh, výsledok je 36 ÷ 40 × 100 = 90 %.
Pre užitočnejšie meranie:
- Zaznamenajte energiu na strane siete zo samostatného elektromera alebo z wallboxu, ktorý meria svoj vstup.
- Použite dostatočne veľké nabíjanie, napríklad z 20 % na 80 %, aby zaokrúhľovanie a pevné odbery mali menší vplyv.
- Odhadnite uloženú energiu z využiteľnej kapacity batérie vozidla a zmeny stavu nabitia.
- Meranie opakujte v podobných podmienkach a spriemerujte viacero nabíjaní.
Percento batérie je odhad systému riadenia vozidla. Využiteľná kapacita sa tiež mení s teplotou a vekom. Tento domáci výpočet je preto odhad, nie laboratórny test účinnosti.
Ako straty ovplyvňujú náklady a čas nabíjania?
Platíte za energiu zo siete, nie iba za prírastok v batérii. V príklade so 40 kWh stojí elektrina pri cene 0,30 € za kWh 12,00 €. Ak sa do batérie dostane 36 kWh, každá uložená kWh efektívne stojí približne 0,33 €.
Účinnosť mení aj odhad času. Pridanie 36 kWh pri stálom príkone 7,4 kW a 90 % účinnosti trvá približne 5 hodín 24 minút: 36 ÷ (7,4 × 0,90). Pri 80 % sa rovnaký odhad predĺži na približne 6 hodín 5 minút.
Počas skutočného nabíjania môže vozidlo znížiť výkon alebo prerušiť nabíjanie. Na plánovanie použite naše kalkulačky času a nákladov na nabíjanie a potom nahraďte predpoklady vlastnou sadzbou a nameranými údajmi.
Prečo teplota mení výsledok?
Lítium-iónové batérie fungujú pri chlade a teple odlišne. Vozidlo môže obmedziť nabíjací výkon a spotrebovať energiu na kondicionovanie batérie. Táto energia riadi teplotu batérie a pomáha jej fungovať v prevádzkových medziach, ale okamžite nezvýši zobrazený stav nabitia.
Neexistuje univerzálna minimálna teplota batérie, ktorú musí vodič dosiahnuť pred DC nabíjaním. Systém riadenia batérie vozidla ovláda povolený výkon podľa jej chemického zloženia a konštrukcie. Riaďte sa návodom na obsluhu, nie pevnou teplotou skopírovanou z iného modelu.
Kondicionovanie podľa trasy môže pomôcť pred rýchlym nabíjaním, ak ho vozidlo podporuje. V chladnom počasí môže kondicionovanie počas pripojenia doma presunúť časť ohrevu batérie a kabíny na sieť pred odjazdom. Spotrebu energie však neodstráni; môže urobiť odjazd a nabíjanie predvídateľnejšími.
Ako môžete znížiť zbytočné straty pri nabíjaní?
Používajte správne vybavenie a zamerajte sa na opakovateľné návyky. Malé percentuálne rozdiely sú menej dôležité než nebezpečná inštalácia alebo sadzba, ktorá nezodpovedá vášmu režimu.
- Používajte správne nainštalovaný wallbox alebo nabíjací bod na okruhu navrhnutom pre dané zaťaženie.
- Používajte iba nastavenie nabíjacieho prúdu schválené pre okruh, zásuvku, kábel, nabíjačku a auto. Nezvyšujte prúd iba kvôli lepšej účinnosti.
- Ak vozidlo túto funkciu ponúka, pred rýchlym nabíjaním ho predkondicionujte.
- Ak je to praktické, naplánujte nabíjanie na mierne podmienky alebo vhodnú sadzbu.
- Zástrčky a zásuvky udržiavajte čisté, suché a nepoškodené. Zariadenie, ktoré je nezvyčajne horúce alebo poškodené, prestaňte používať.
- Skôr než usúdite, že má auto poruchu, zmerajte viacero porovnateľných nabíjaní.
Nabíjanie nikdy nebude bez strát. Konzistentný spôsob merania, rozumný predpoklad pri plánovaní a kvalitné nabíjacie zariadenie vám poskytnú čísla, ktoré sú dôležité pre vaše auto.
Časté otázky
Je nabíjanie elektromobilu stopercentne účinné?
Nie. Časť energie sa spotrebuje alebo stratí pri premene, v kábloch, elektronike vozidla, pri kondicionovaní batérie aj v samotnej batérii. Presný výsledok od siete po batériu sa líši podľa vozidla aj jednotlivého nabíjania.
Ako vypočítam účinnosť nabíjania elektromobilu?
Odhad energie pridanej do batérie vydeľte energiou nameranou na prívode a výsledok vynásobte 100. Ak sa napríklad zo 40 kWh dodaných uloží 36 kWh, účinnosť je 90 %.
Je účinnejšie AC alebo DC nabíjanie?
Ani jedno nie je vždy účinnejšie. Pri AC nabíjaní premieňa energiu palubná nabíjačka vozidla. Pri DC stanici sa premena uskutočňuje mimo auta. Výsledok určujú zariadenie, výkon, teplota, pomocné odbery aj zvolené miesta merania.
Prečo sú straty pri nabíjaní v chladnom počasí väčšie?
Studená batéria môže prijímať nižší výkon a vozidlo môže spotrebovať energiu na ohriatie batérie a kabíny. Pri pomalom nabíjaní tvorí spotreba stále zapnutej elektroniky väčší podiel celkovej spotreby.
Mám pri výpočte nabíjania použiť 90 % účinnosť?
Neexistuje univerzálna predvolená hodnota. Ak použijete 90 % ako zaokrúhlený príklad, otestujte aj prípad s nižšou účinnosťou a pri dostupnosti nameraných údajov ich použite namiesto odhadu.
