Hitrost polnjenja električnega vozila: kW, kWh, AC in DC

kW meri moč polnjenja zdaj, kWh pa energijo, dodano skozi čas. Energijo baterije delite s povprečno močjo na strani baterije. Kadar začnete z vhodno močjo na strani stene, uporabite navedeno učinkovitost, saj je največja številka polnilnika v kW le zgornja meja.

Kakšna je razlika med kW in kWh?

Kilovat je enota moči. Opisuje hitrost prenosa energije v nekem trenutku. Kilovatna ura je enota energije.

Če bi moč eno uro ostala pri 10 kW, bi polnilnik dobavil 10 kWh. Če bi pri 10 kW ostala dve uri, bi dobavil 20 kWh. Pri dejanskem polnjenju se moč lahko spreminja, zato polnilnik ali avtomobil to spreminjajočo se hitrost sešteva skozi čas.

kW si predstavljajte kot pretok, kWh pa kot količino. Zmogljivost baterije je lahko navedena v kWh. Wallbox ali hitra polnilnica je ocenjena v kW.

Ne pišite »baterija 60 kW«, kadar mislite 60 kWh. Polnilnika z močjo 11 kW prav tako ne opisujte kot »11 kWh«.

Kako se izračuna moč AC-polnjenja?

Za preprosto enofazno oceno pomnožite napetost s tokom. IEC 60038 določa standardne napetostne vrednosti, ki se uporabljajo kot referenca. Pri nazivni napajalni napetosti 230 V so običajni izračuni:

To so nazivne vhodne moči. Polnilni sistem lahko izbere tudi nižji tok.

Pri AC-polnjenju wallbox avtomobilu dovaja nadzorovani izmenični tok. Vgrajeni polnilnik ga pretvori v enosmerni tok za baterijo. Njegova tokovna in fazna zmogljivost sta lahko nižji od nazivne vrednosti wallboxa.

Zakaj lahko avtomobil z 11 kW uporablja le 3,7 kW?

Oznaki lahko opisujeta različni fazni razporeditvi. Nazivna moč AC 11 kW običajno pomeni 16 A na treh fazah pri nazivni evropski napetosti. Enofazna polnilna točka s 16 A lahko zagotovi le približno 3,7 kW.

Pomembno je tudi obratno neskladje. Enofazni vgrajeni polnilnik, priključen na trifazno polnilno točko, uporablja le fazno razporeditev, ki jo podpira. Dodatno omejitev lahko predstavlja kabel, če je njegova nazivna vrednost toka ali števila faz nižja.

Nadzor polnjenja zagotavlja, da seja ostane znotraj razpoložljivih omejitev. IEC 61851-1 obravnava zahteve za povezavo in nadzor. Z adapterjem ne morete združiti neuporabljenih faz in preseči zasnove avtomobila.

V čem se DC-polnjenje razlikuje?

DC-polnilna postaja elektriko pretvori zunaj vozila in baterijskemu sistemu dovaja nadzorovani enosmerni tok. V tej seji se tako izogne poti skozi vgrajeni AC-polnilnik vozila. IEC 62196-3 obravnava standardizirane izvedbe DC ter kombiniranih AC/DC spojnikov.

Avtomobil kljub temu ne sprejme poljubne moči. Postaji sporoča svoje omejitve in prek baterijskega sistema nadzoruje sejo. Postaja mora ostati tako znotraj lastnih zmogljivosti kot znotraj zahteve vozila.

DC-oprema je pogosto zasnovana za večjo moč od domače AC-opreme. Toda oznaka »DC« sama po sebi ne pove hitrosti. Nazivno moč postaje primerjajte z dokumentirano DC-zmogljivostjo vozila in pričakovano krivuljo polnjenja.

Kako ocenite čas polnjenja?

Najprej izračunajte energijo, ki jo želite dodati, ne celotne zmogljivosti baterije, razen če res načrtujete polnjenje do konca. Za uporabno baterijo s 60 kWh, ki jo polnite od 20 % do 80 %, je nazivna sprememba energije v bateriji:

60 kWh × (0,80 − 0,20) = 36 kWh

Nazivna moč wallboxa 11 kW opisuje vhodno moč na strani električnega omrežja. Če je e preverjena učinkovitost prenosa energije iz omrežja v baterijo, za oceno uporabite:

čas = 36 kWh ÷ (11 kW × e)

Pri teoretični učinkovitosti 1 je spodnja meja 3,27 ure oziroma približno 3 ure in 16 minut. Dejanska učinkovitost je manjša od 1, spreminja pa se lahko tudi vhodna moč. Uporabite dokumentirano oziroma jasno navedeno predpostavko o učinkovitosti in spodnje meje ne predstavljajte kot pričakovanega časa.

Kadar proizvajalec navede uporabno zmogljivost baterije, uporabite to vrednost. Bruto zmogljivost vključuje energijo, ki jo vozilo lahko zadrži zunaj prikazanega območja. Mešanje bruto in uporabnih podatkov ustvari lažno natančnost.

Zakaj se moč polnjenja med sejo spreminja?

Baterijski sistem prilagaja moč, da deluje znotraj svojih omejitev. Na zahtevo lahko vplivajo napolnjenost baterije, temperatura celic, napetost baterije in sistem za uravnavanje temperature v vozilu. Napajanje lahko omeji tudi upravljanje moči na lokaciji.

DC-polnjenje se pogosto začne pod največjo močjo postaje, nato moč naraste ali se ustali in se ob približevanju ciljni napolnjenosti zmanjša. Natančna krivulja je odvisna od vozila, različice programske opreme in pogojev. Ene same krivulje ne predstavljajte kot pravila za vse avtomobile.

AC-polnjenje je lahko videti bolj enakomerno, saj ima vgrajeni polnilnik določeno zgornjo mejo moči. Kljub temu lahko zmanjša moč zaradi uravnavanja temperature, načrtovanega polnjenja, upravljanja obremenitve na lokaciji ali nastavitve toka v avtomobilu.

Zakaj baterija pridobi manj kWh, kot jih prikaže števec?

Energija, dobavljena na polnilnem mestu, in energija, shranjena v bateriji, nista enaki. Del energije porabijo pretvorba, kabli, elektronika in uravnavanje temperature. Razlika se spreminja glede na opremo, pogoje in moč polnjenja.

Ne uporabljajte enega fiksnega odstotka učinkovitosti za vsako sejo. Pri oceni za načrtovanje navedite uporabljeno predpostavko. Pri izračunu računa uporabite vrednost števca ali računa, saj predstavlja energijo, dejansko dobavljeno po tarifi.

Pri kratkih sejah je lahko tudi povprečni delež pomožne porabe videti večji. Predpriprava hladne ali vroče baterije porablja energijo, vendar lahko bateriji pomaga doseči primerne pogoje za polnjenje. Armaturna plošča lahko povečanje energije v bateriji prikaže drugače kot račun polnilnice.

Kaj omejuje končno hitrost?

Pri AC-polnjenju preverite naslednje zgornje meje:

• tokovno in fazno zmogljivost polnilne točke;
• nazivni tok in število faz kabla;
• tokovno, močnostno in fazno zmogljivost vgrajenega polnilnika v avtomobilu;
• nastavitev upravljanja obremenitve na lokaciji;
• omejitev polnjenja, ki jo je izbral uporabnik.

Pri DC-polnjenju preverite priključek in sistem, ki ga podpira avtomobil. Dejansko polnjenje določajo združljivost priključka ter aktivne omejitve moči, toka in napetosti na lokaciji, postaji in v vozilu. Rezultat lahko zmanjša katera koli od teh omejitev.

Ali zmogljivejši domači polnilnik skrajša čas?

Samo če ga lahko uporabita avtomobil in električna napeljava. Wallbox z močjo 22 kW ne more doseči, da bi vgrajeni polnilnik z močjo 11 kW sprejel 22 kW. Zahteva lahko tudi večjo zmogljivost priključka in drugačen postopek odobritve.

Začnite s potrebo po energiji. Če je avtomobil parkiran deset ur in potrebuje 20 kWh, ga lahko napolni že zmerna povprečna moč. Zmogljivejša oprema je lahko vseeno koristna za več vozil ali kratka obdobja parkiranja, vendar jo mora upravičevati način uporabe.

Dinamično upravljanje obremenitve ne poveča omejitve priključka stavbe. Razpoložljivi tok dodeljuje polnjenju ob upoštevanju drugih izmerjenih porabnikov. Tako je omejen priključek mogoče bolje izkoristiti, ne da bi obljubljali največjo moč vso noč.

Kako primerjati trditve o polnjenju?

Vprašajte se, ali je številka izražena v kW ali kWh. Nato preverite, ali opisuje postajo, kabel, največjo zmogljivost vozila, vršno moč baterije ali povprečje seje. Te vrednosti niso zamenljive.

Za uporabno časovno oceno si zapišite začetni in ciljni odstotek ter uporabno zmogljivost baterije. Uporabite povprečno moč na strani baterije ali pa vhodno moč iz omrežja pretvorite z navedeno učinkovitostjo.

Energija, deljena s povprečno močjo, da čas. Najtežji del je izbrati povprečje, ki ustreza dejanski seji.