În acest articol vom vorbi despre cât de repede se încarcă o mașină electrică și ce factori influențează viteza de încărcare.
Înainte de a intra în detaliu despre acest subiect trebuie să clarificăm o chestie și anume diferența dintre kW (kilowatt) și kWh (kilowatt oră). KWh (kilowatt oră) reprezintă practic cantitatea de energie, ce plătim noi pe factura de curent. Tot în kwh se măsoară și capacitatea baterie. KW reprezintă puterea electrică.
Ca sa înțelegem vă dau următorul exemplu. Să zicem că avem un calorifer electric de putere 2 kW. Când îl băgăm în priză acesta trage din rețea cu o putere de 2 kW. Dacă îl lăsăm 1 oră în priză (considerăm că merge în continuu), va consuma o cantitate de energie de 2 kWh. Dacă îl lăsăm jumătate de oră, el va consuma 1 kWh. Alt exemplu, să zicem că avem un bec incandescent de 100W, dacă îl lăsăm pornit 10 ore, el va consuma 1 kWh, dacă îl lăsăm 5 ore, va consuma 0,5 kWh.
În concluzie Energia în kWh este Puterea (în kW) înmulțit cu Timpul (în ore) ⇒ E=P∙t
Puterea electrică este Tensiunea (în volți) înmulțit cu Curentul (în amperi) ⇒ P=U∙I
Factorii care dictează puterea de încărcare, și prin urmare și timpul de încărcare sunt:
- puterea încărcătorului de la bordul mașinii OBC
- puterea stației
- limitarea puterii dictată de BMS (adică softul de management al bateriei)
Am explicat în articolul anterior despre OBC și stații de încărcare în curent alternativ și despre stații rapide de încărcare în curent continuu.
Durata aproximativă de încărcare a mașinii o aflăm dacă împărțim capacitatea netă a bateriei la puterea cu care încarcă stația.
Capacitatea (kWh) / Puterea de încărcare (kW) = Timpul (ore)
Vom discuta (prin exemple) mai întâi despre cazul în care încărcăm în curent alternativ.
În cazul încărcătoarelor casnice puterea maximă de încărcare este de 16 amperi (sau 3,7 kW putere). De exemplu la Hyundai Kona Electric avem o baterie de 64 kwh. Dacă o încărcăm cu 3,7kW putere (maxim), ne dă 64/3,7 aproape 18 ore timp de încărcare de la 0% la 100%. În acest caz nu OBC-ul ne limitează, deoarece el poate încărca cu 7,2 monofazic sau 11kw trifazic.
Dacă ne montăm o stație de 22 kW putere acasă, și avem branșament trifazic de minim această putere, limitarea nu mai este de la stație, este de la OBC. OBC-ul de pe Kona trage cu maxim 11kw, împărțim 64 la 11 și rezulta aproape 6 ore timp de încărcare. Însă către finalul încărcării, când bateria este peste 95%, în funcție de BMS-ul fiecărei mașini, e posibil să nu mai tragă cu 11kw, și astfel ultimii 5% să încarce cu o putere mai mică de 11kW, cât poate OBC-ul. BMS-ul limitează puterea de încărcare ca să protejeze bateria. Astfel el limitează în funcție de cât de încărcată este bateria și în funcție de temperatura bateriei. Același lucru este valabil și la o stație publică Tip 2 de 22kW.
Recomandarea mea pentru o stație de încărcare smart care știe să încarce din surplusul de producție fotovoltaică este stația Lektri.co 1P7k-EM. Folosește codul fullelectric pentru o reducere de 10%!
Acum să trecem la cazul unei stații rapide în curent continuu. Aici factorul limitant este mai degrabă BMS-ul decât puterea stației.
Ca să înțelegeți mai bine vom analiza 3 curbe de încărcare la stațiile rapide pentru Kona Electric, Dacia Spring, respectiv Hyundai Ioniq 5.
În imaginea de mai sus vedem curba de încărcare a unei Dacia Spring la o stație rapidă de 50kW. Se poate vedea că puterea de încărcare începe de la pe la 30 și ceva de kW putere, urcă la un maxim de 33-34 kW, și apoi scade treptat pe măsură ce crește procentul de încărcare a bateriei. În acest caz BMS-ul mașini este factorul care limitează puterea de încărcare. Puterea stației este mai mare decât puterea maximă cu care se poate încărca bateria.
În cazul Hyundai Kona Electric putem vedea în imagine practic 2 curbe de încărcare, una la stație de 50kW putere (cu galben), alta la stație de 150/360 kW putere (cu albastru). În cazul curbei galbene de la stația de 50kW se vede cum încărcarea pleacă de la 46-47 de kW putere, atinge un maxim de aproape 50 kW putere spre 70% procent de încărcare, și apoi scade treptat pe măsură ce crește procentul de încărcare. Aici factorul limitant este puterea maximă a stației, până la 70%, iar apoi BMS-ul mașini este factorul care limitează puterea de încărcare, ca să protejeze bateria la nivel ridicat de încărcare. La curba albastră de la stația de 150kW se vede cum încărcarea pleacă de la 72-73 de kW putere și ajunge la un maxim de 75kW spre 40% nivel de încărcare, apoi scade treptat. Aici factorul limitant este BMS-ul mașinii de-a lungul întregii încărcări, deoarece puterea stației depășește puterea maximă de încărcare a baterie. În acest caz putem obține durata cea mai mică de încărcare, cea care este și lăudată de producător
În imaginea care arată curbele de încărcare pentru Ioniq 5 se poate vedea același comportament. Atât timp cât puterea stației este mai mare decât puterea maximă de încărcare dictată de BMS-ul mașinii, vom obține cel mai scurt timp de încărcare. La Ioniq 5 acest timp este de 18 minute de la 10% pana la 80% nivel de încărcare la o stație de 350kW!
Producătorii de mașini dau de obicei timpul de încărcare cu încărcătorul casnic, la o stație lentă în curent alternativ și la o stație rapidă în curent continuu. La o stație rapidă ei dau de obicei timpul de la 10%-20% pana la 80%, astfel ca dacă vedeți în broșură că se încarcă în 30 minute, asta nu înseamnă că oriunde sau oricând se va încărca în 30 minute, ci doar la stații cu putere mai mare sau egală cu puterea maximă suportată de bateria mașinii respective, și la temperaturi ideale pentru baterie (≥25° de obicei).
Dacă te duci cu bateria foarte rece la o stație de încărcare rapidă, viteza de încărcare va fi substanțial mai mică. De exemplu, eu am mers într-o dimineață, de test, să încarc Kona Electric a mea, după o noapte geroasă cu temperaturi sub -10 grade, și nu am avut o putere mai mare de 20kW, chiar dacă bateria era aproape goală. Nici nu e recomandat să încarci mașina la stație rapidă în acest caz, când bateria este foarte rece.
Pentru orice alte întrebări și discuții vă aștept pe grupul Totul despre Fotovoltaice pe Facebook și pe canalul de YouTube Full Electric.
Atenție! Orice intervenție asupra echipamentelor electrice se face doar de către personal autorizat!