Med običajnim polnjenjem je energija na strani omrežja večja od izmerjenega povečanja energije baterije. Del energije postane toplota, del poganja polnilnik, črpalke, elektroniko in pripravo baterije. Pri zaokroženem primeru 90 % 100 kWh iz napajanja bateriji doda približno 90 kWh.
Kaj pomeni učinkovitost polnjenja?
Učinkovitost polnjenja električnega vozila je razmerje. Za voznika je najuporabnejša primerjava elektrike, dobavljene na polnilnem mestu, s povečanjem energije, shranjene v bateriji. To pogosto imenujemo učinkovitost od omrežja do baterije.
Pomembna je meja merjenja. Proizvajalec polnilnika lahko navede le učinkovitost njegove močnostne elektronike. Preskus vozila lahko vključuje vgrajeni polnilnik in pomožne porabnike vozila. Gospodinjski števec lahko vključuje tudi izgube v kablu pred wallboxom. Ti podatki odgovarjajo na različna vprašanja, zato jih ne primerjajte, ne da bi preverili, kje se posamezna meritev začne in konča.
Pri oceni stroškov in časa polnjenja uporabite energijo, odvzeto iz napajanja. To je energija, ki jo kupite in ki jo mora zagotoviti vaša električna napeljava.
Kam gre manjkajoča energija?
Večina izgub pri polnjenju se pokaže kot toplota ali pa energijo porabijo sistemi, ki omogočajo varno izvedbo seje. Ne gre za eno skrivnostno izgubo, temveč za skupni učinek več manjših in spremenljivih porabnikov.
- Pretvorba moči. Baterija shranjuje enosmerno električno energijo. Pri AC-polnjenju se uporablja pretvornik v avtomobilu. DC-polnilnica omrežni izmenični tok pretvori v polnilni postaji.
- Kabli in električni spoji. Tok skozi vodnike ustvarja toploto. Pravilno dimenzionirani kabli in brezhibni spoji zagotavljajo, da segrevanje ostane znotraj predvidenih meja.
- Elektronika vozila. Krmilni moduli, kontaktorji in nizkonapetostni sistemi med komunikacijo avtomobila s polnilnikom in upravljanjem baterije ostanejo dejavni.
- Priprava baterije. Črpalke, ventilatorji, grelniki ali hladilniki lahko baterijo privedejo do primerne temperature.
- Baterija. Notranja upornost ustvarja toploto, ko energija prehaja v celice.
Ti porabniki niso stalni. Če bi na primer pomožni sistemi vozila porabljali 300 W, bi to predstavljalo le 2,7 % vhodne moči 11 kW, vendar približno 13 % vhodne moči 2,3 kW. Ta račun ponazarja, zakaj je lahko zelo počasna seja manj učinkovita, tudi če ni nič narobe. Vrednost 300 W je zgolj primer, ne tipična vrednost za vsak avtomobil.
Ali je učinkovitejše AC- ali DC-polnjenje?
Ni zanesljivega pravila, po katerem bi bilo DC-polnjenje vedno učinkovitejše od AC-polnjenja. Pretvorba poteka na drugem mestu, vendar še vedno poteka. Poštena primerjava se mora začeti na isti točki na strani omrežja in končati pri bateriji.
Pri AC-polnjenju wallbox predvsem preklaplja, ščiti in komunicira. Vgrajeni polnilnik avtomobila pretvori izmenični tok v enosmernega. Njegova učinkovitost se lahko spreminja z obremenitvijo. Zmogljiv vgrajeni polnilnik, ki deluje daleč pod svojo nazivno močjo, morda ne bo dosegel najboljšega izkoristka.
Pri DC-polnjenju postaja omrežni izmenični tok pretvori v enosmernega in avtomobilu dovaja nadzorovano DC-moč. Postaja ima svoje hlajenje, krmiljenje in izgube v kablih. Avtomobil lahko obenem ogreva ali hladi baterijo. Prikazovalnik polnilnice lahko energijo meri na drugi točki kot domači števec, zato je bežna primerjava lahko zavajajoča.
Hitro DC-polnjenje je običajno hitrejše, ker lahko hitra polnilnica zagotovi več moči kot običajni vgrajeni AC-polnilnik. Hitrost sama po sebi ne dokazuje, da je celoten postopek od omrežja do baterije porabil manj energije.
Primerjajte enako z enakim
Za vsako sejo uporabite isto mejo merjenja. Energija na strani omrežja, deljena z ocenjeno energijo baterije, je uporabna; primerjava AC-vhoda enega polnilnika z DC-izhodom drugega ni.
Kolikšne izgube pri polnjenju lahko pričakujete?
Ni enega odstotka, ki bi veljal za vsa električna vozila. Objavljeni preskusi kažejo, da se učinkovitost polnjenja spreminja glede na opremo, zahtevano moč in temperaturo. Skupno raziskovalno središče Evropske komisije je pri preizkusu izbranih hitrih polnilnic in vozil v skrajnem mrazu izmerilo bistveno nižjo učinkovitost pretvorbe kot pri 25 °C.
V delovnem izračunu ta članek uporablja 90 % kot zaokrožen primer. To ni izmerjena privzeta vrednost ali zagotovljena raven zmogljivosti. Pri načrtovanju časa ali stroškov preizkusite tudi primer z nižjo učinkovitostjo.
Tabela kaže, kako predpostavka spremeni energijo, shranjeno pri enakem dovodu 40 kWh iz omrežja.
| Predpostavljena učinkovitost | Energija iz omrežja | Energija, shranjena v bateriji | Razlika |
|---|---|---|---|
| 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 |
Vrstice so delovni primeri, ne obljubljeni razredi zmogljivosti. Meritve lastnih sej so uporabnejše od izbire najugodnejšega objavljenega podatka.
Kako izračunate lastno učinkovitost polnjenja?
Energijo, dodano bateriji, delite z dobavljeno energijo in pomnožite s 100. Če je omrežje dobavilo 40 kWh, baterija pa je pridobila ocenjenih 36 kWh, je rezultat 36 ÷ 40 × 100 = 90 %.
Za uporabnejšo meritev:
- Zabeležite energijo na strani omrežja z namenskega števca ali wallboxa, ki meri svoj vhod.
- Uporabite dovolj obsežno sejo, na primer od 20 % do 80 %, da bodo zaokroževanje in stalni pomožni porabniki manj pomembni.
- Shranjeno energijo ocenite iz uporabne zmogljivosti baterije vozila in spremembe stopnje napolnjenosti.
- Meritev ponovite v podobnih pogojih in nato izračunajte povprečje več sej.
Odstotek baterije je ocena sistema za upravljanje baterije. Tudi uporabna zmogljivost se spreminja s temperaturo in starostjo. Domači izračun je zato ocena, ne laboratorijski preskus učinkovitosti.
Kako izgube vplivajo na strošek in čas polnjenja?
Plačate energijo iz omrežja, ne samo povečanja energije v bateriji. V primeru s 40 kWh elektrika po 0,30 € na kWh stane 12,00 €. Če baterijo doseže 36 kWh, vsaka shranjena kWh dejansko stane približno 0,33 €.
Učinkovitost spremeni tudi oceno časa. Dodajanje 36 kWh pri stalni vhodni moči 7,4 kW in 90-odstotni učinkovitosti traja približno 5 ur in 24 minut: 36 ÷ (7,4 × 0,90). Pri 80-odstotni učinkovitosti ista ocena znaša približno 6 ur in 5 minut.
V dejanski seji lahko vozilo zmanjša moč ali polnjenje začasno prekine. Naša kalkulatorja časa in stroškov polnjenja uporabljajte za načrtovanje, nato pa predpostavke nadomestite s svojo tarifo in izmerjenimi podatki o polnjenju.
Zakaj temperatura spremeni rezultat?
Litij-ionske baterije pri nizkih ali visokih temperaturah delujejo drugače. Vozilo lahko omeji moč polnjenja in porablja energijo za temperaturno pripravo baterijskega sklopa. Ta energija uravnava temperaturo baterije in ji pomaga delovati znotraj nadzornih omejitev, vendar prikazane stopnje napolnjenosti ne poveča takoj.
Ni univerzalne najnižje temperature baterije, ki bi jo moral voznik doseči pred DC-polnjenjem. Sistem za upravljanje baterije glede na njeno kemijo in zasnovo nadzoruje dovoljeno moč. Upoštevajte navodila za uporabo, ne fiksne temperature, prepisane z drugega modela.
Predpriprava glede na načrtovano pot lahko pomaga pred hitrim polnjenjem, če jo vozilo podpira. V hladnem vremenu lahko predpriprava priključenega avtomobila doma del ogrevanja baterije in kabine prenese na omrežje pred odhodom. Porabe energije ne odpravi, lahko pa omogoči predvidljivejši odhod in polnjenje.
Kako zmanjšati izgube, ki se jim je mogoče izogniti?
Uporabljajte pravilno opremo in se osredotočite na ponovljive navade. Majhne razlike v odstotkih so manj pomembne od nevarne namestitve ali tarife, ki ne ustreza vašemu urniku.
- Uporabljajte pravilno nameščen wallbox ali polnilno točko na tokokrogu, zasnovanem za to obremenitev.
- Uporabljajte samo nastavitev polnilnega toka, ki je dovoljena za tokokrog, vtičnico, kabel, polnilnik in avtomobil. Toka ne zvišujte samo zato, da bi izboljšali učinkovitost.
- Pred hitrim polnjenjem pripravite baterijo, če avtomobil to omogoča.
- Kadar je praktično, polnjenje načrtujte ob zmernih temperaturah ali v ustreznem tarifnem obdobju.
- Vtiči in vtičnice naj bodo čisti, suhi in nepoškodovani. Opremo, ki se neobičajno segreva ali kaže poškodbe, prenehajte uporabljati.
- Preden sklenete, da ima avtomobil okvaro, izmerite več primerljivih sej.
Polnjenje nikoli ne bo brez izgub. Dosledna metoda merjenja, razumna predpostavka pri načrtovanju in brezhibna polnilna oprema vam dajo podatke, ki so pomembni za vaš avtomobil.
Pogosta vprašanja
Ali je polnjenje električnega vozila 100-odstotno učinkovito?
Ne. Pretvorba, kabli, elektronika vozila, priprava baterije in sama baterija nekaj energije porabijo ali izgubijo. Natančen rezultat od omrežja do baterije se spreminja med vozili in polnjenji.
Kako izračunam učinkovitost polnjenja električnega vozila?
Ocenjeno energijo, dodano bateriji, delite z energijo, izmerjeno pri napajanju, in pomnožite s 100. Na primer, 36 kWh shranjenih iz 40 kWh dobavljenih pomeni 90-odstotno učinkovitost.
Ali je polnjenje AC ali DC učinkovitejše?
Nobeno ni vedno učinkovitejše. Pri AC pretvarja vgrajeni pretvornik avtomobila, pri DC postaja to počne zunaj vozila. Oprema, moč, temperatura, pomožne obremenitve in merilne točke določajo rezultat.
Zakaj so izgube večje v hladnem vremenu?
Hladna baterija lahko sprejme manj moči, avtomobil pa lahko porablja energijo za ogrevanje baterije in kabine. Fiksna elektronika pri počasnem polnjenju predstavlja večji delež.
Ali naj pri izračunu uporabim 90-odstotno učinkovitost?
Splošne privzete vrednosti ni. Če 90 % uporabite kot zaokrožen primer, preizkusite tudi primer nižje učinkovitosti in ga ob razpoložljivosti nadomestite z izmerjenimi podatki.
