Обяснена скорост на зареждане на електромобили: Защо вашето зарядно устройство от 11 kW не винаги доставя 11 kW

Купихте преносимо зарядно устройство 11 kW. Включихте го в контакт CEE, способен на 11 kW. Колата ви уж има бордово зарядно 11 kW. Тогава защо приложението за зареждане показва само 6 kW? Или 9 kW? Или понякога пълните 11 kW, но само за част от сесията?

Ако това ви звучи познато, не сте сами. Скоростта на зареждане на електромобили е един от най-неразбраните аспекти на притежаването на електрически автомобил. Числата в спецификациите рядко съвпадат с това, което виждате в реалния живот, и за това има добри причини.

В това ръководство ще разкрием мистерията на скоростта на зареждане на електромобили. Ще научите защо мощността на зареждане варира, какво всъщност определя колко бързо се зарежда колата ви и как да изчислите реалистичното време за зареждане. Без повече предположения, без повече разочарования.

Първо най-важното: kW срещу kWh

Преди да се потопим в скоростите на зареждане, нека изясним най-често срещаното объркване в света на електромобилите: разликата между kW и kWh.

kW (киловат) = Мощност

Мерки за киловат мощност , което е скоростта, с която тече енергията. Представете си го като скоростта на водата, течеща през маркуч. Зарядно 11 kW може да доставя енергия със скорост 11 киловата.

Когато казваме "зареждам с 11 kW," имаме предвид, че колата ви получава 11 киловата мощност в този момент. По-висок kW = по-бързо зареждане.

kWh (киловатчас) = Енергия

Мерки за киловатчас енергия , което е общото количество електричество, съхранено или консумирано. Представете си го като обема вода, който пълни кофа. Батерия 60 kWh може да съхранява 60 киловатчаса енергия.

Когато казваме "колата ми има батерия 60 kWh," имаме предвид, че може да съхранява 60 киловатчаса енергия, когато е напълно заредена.

Простата връзка

Ето формулата, която ги свързва:

Енергия (kWh) = Мощност (kW) x Време (часове)

Или пренаредено за намиране на времето за зареждане:

Време (часове) = Енергия (kWh) / Мощност (kW)

Пример:

Ако трябва да добавите 44 kWh към батерията си (например от 20% до 100% на батерия с 55 kWh) и зареждате с 11 kW, изчислението е: 44 kWh / 11 kW = 4 часа.

Веригата на зареждане: Къде се появяват ограниченията

Вашата реална скорост на зареждане е определена от най-слабото звено в веригата от компоненти. Всяко звено има максимален капацитет на мощност и винаги ще зареждате с скоростта на най-бавното.

Връзка 1: Вашата електрическа инсталация

Всичко започва от електрическата система на вашия дом. Наличната мощност зависи от типа на вашия контакт:

Ако включите зарядно устройство 11 kW в контакт Schuko, ще получите само 3.7 kW. Контактът е ограничението.

Връзка 2: Вашето преносимо зарядно устройство (EVSE)

Вашето преносимо зарядно устройство (технически наречено EVSE, оборудване за захранване на електрически превозни средства) има собствена мощност. Нашите зарядни Q11 и P11 доставят до 11 kW. Q74 доставя до 7.4 kW. Q37, P35 и B35 доставят до 3.7 kW.

Ако имате CEE 32A червен контакт (с капацитет 22 kW), но използвате зарядно устройство с 11 kW, ще зареждате максимум с 11 kW. Зарядното устройство става ограничението.

Връзка 3: Бордовото зарядно устройство на вашата кола (Най-често срещаното ограничение)

Тук повечето хора се объркват. Вашият електромобил има вграден компонент, наречен бордово зарядно устройство (OBC). Въпреки името, то не е зарядно в традиционния смисъл. Това е преобразувател, който превръща променлив ток от мрежата в постоянен ток, който батерията може да съхранява.

Бордовото зарядно устройство има фиксирана максимална мощност, зададена от производителя. Това почти винаги е ограничаващият фактор при домашно зареждане с променлив ток (AC).

Чести мощности на бордови зарядни устройства:

Ключово прозрение: Ако колата ви има бордово зарядно устройство с мощност 11 kW, закупуването на преносимо зарядно устройство с 22 kW е загуба на пари. Колата ви ще зарежда само с 11 kW, защото бордовото зарядно е ограничението. Съобразете зарядното с възможностите на колата.

Връзка 4: Самата батерия

Дори когато всички други компоненти позволяват максимална мощност, самата батерия може да ограничи скоростта на зареждане. Това ни води до факторите, които причиняват реалното зареждане да се различава от теоретичния максимум.

Защо скоростта на зареждане варира: Реалните фактори

Дори при перфектно съвпадащо оборудване, ще забележите, че мощността на зареждане не е постоянна. Понякога е по-ниска от очакваното, понякога се променя по време на една сесия. Ето защо.

Фактор 1: Температура на батерията

Литиево-йонните батерии имат оптимален температурен диапазон за зареждане, обикновено между 20°C и 40°C. Извън този диапазон, системата за управление на батерията (BMS) на вашата кола ще намали мощността на зареждане, за да защити батерията.

Студена батерия (под 15°C):

• Мощността на зареждане може да спадне с 20-50% или повече
• Колата може да затопли батерията преди да приеме пълна мощност
• Това е особено забележимо при сутрешно зареждане през зимата

Гореща батерия (над 40°C):

• Мощността на зареждане се намалява, за да се предотврати прегряване
• Често след шофиране по магистрала през лятото или при повтарящо се бързо зареждане

Добри новини за домашното зареждане: Зареждането с променлив ток (AC) генерира много по-малко топлина в сравнение с бързото зареждане с постоянен ток (DC). При нощно зареждане с 11 kW, температурата на батерията рядко е ограничаващ фактор, освен при екстремно студено време.

Фактор 2: Ниво на заряд (SoC)

Текущото ниво на заряд на батерията влияе на това колко бързо може да приеме повече енергия. Този ефект е много по-изразен при бързо зареждане с постоянен ток (DC), но съществува и при зареждане с променлив ток (AC).

Нисък SoC (0-20%): Някои коли временно ограничават мощността, когато батерията е много ниска, но повечето приемат пълна мощност веднага.

Среден SoC (20-80%): Това е оптималният диапазон. Повечето коли приемат пълна мощност на зареждане с променлив ток през този диапазон.

Висок SoC (80-100%): Много коли намаляват мощността на зареждане с променлив ток над 80% за защита на живота на батерията. Последните 20% често отнемат непропорционално повече време. Някои модели намаляват мощността над 90% или 95%.

Практически съвет: За ежедневното шофиране зареждането до 80% е по-бързо, по-щадящо батерията и обикновено осигурява повече от достатъчен пробег. Запазете 100% зарежданията за дълги пътувания.

Фактор 3: Флуктуации на напрежението в мрежата

Електрозахранването в дома ви не винаги е точно 230V (или 400V за трифазно). Напрежението може да варира между около 210V и 250V в зависимост от натоварването на мрежата, часа на деня и разстоянието от трансформатора.

Тъй като Мощност = Напрежение × Ток, а токът е ограничен от предпазителя, по-ниското напрежение означава малко по-ниска мощност. Може да видите 10.5 kW вместо 11 kW в пиковите вечерни часове.

Фактор 4: Балансиране еднофазно срещу трифазно

Някои електромобили, внесени от пазари с различни електрически стандарти (особено US-спецификации), могат да зареждат само с еднофазно захранване, дори когато са свързани към трифазно. Вместо 11 kW (3 × 3.7 kW), те ще черпят само 3.7 kW от една фаза.

Проверете внимателно спецификациите на колата си. "Възможност за 11 kW" може да означава "11 kW с трифазно захранване", но само "3.7 kW с еднофазно."

Как да изчислим реалистичното време за зареждане

Сега, когато разбирате факторите, нека съберем всичко с практичен метод за изчисление.

Основната формула

Време за зареждане = Необходима енергия (kWh) / Реална мощност на зареждане (kW)

Изчисление стъпка по стъпка

Стъпка 1: Намерете използваемия капацитет на батерията си

Проверете спецификациите на колата си. Обърнете внимание, че обявеният капацитет (например 77 kWh) често е брутен капацитет. Използваемият (нетен) капацитет обикновено е с 5-10% по-малък заради буферните зони, които колата пази за защита на батерията.

Стъпка 2: Изчислете необходимата енергия

Ако батерията ви е на 20% и искате да заредите до 80%, ви трябва 60% от използваемия капацитет. За батерия с 75 kWh използваем капацитет: 75 × 0.60 = 45 kWh необходими.

Стъпка 3: Определете реалната си мощност на зареждане

Това е минимумът от: капацитета на вашия контакт, мощността на зарядното и бордовото зарядно на колата. За повечето конфигурации с Q11/P11 и CEE 16A червен контакт, това е 11 kW.

Стъпка 4: Добавете загуби от ефективността (по избор, но реалистично)

Зареждането с променлив ток има около 85-90% ефективност. Част от енергията се губи като топлина в зарядното и в бордовата електроника. За консервативна оценка умножете необходимата енергия по 1.1 до 1.15.

Стъпка 5: Изчислете

45 kWh × 1.1 (ефективност) = 49.5 kWh реална енергия от мрежата. 49.5 kWh / 11 kW = 4.5 часа

Бърза справка: Времена за зареждане на популярни електромобили

Тези времена предполагат зареждане от 20% до 80% с 11 kW зарядно (Q11 или P11):

Практични съвети за максимизиране на скоростта на зареждане

1. Съобразете зарядното с колата си

Не харчете излишно за зарядно 22 kW, ако колата ви приема само 11 kW. Няма да зареждате по-бързо, просто ще сте платили повече. Използвайте таблицата ни по-горе, за да намерите правилното съвпадение.

2. Инсталирайте правилния контакт

За повечето собственици на електромобили CEE 16A червен (трифазен) контакт е оптимален. Той осигурява 11 kW, което съответства на бордовите зарядни на повечето коли. Разходите за инсталация са разумни, а зареждането на типичен електромобил от 20-80% отнема около 4 часа.

3. Зареждайте през нощта

При 11 kW дори голяма батерия от 77 kWh се зарежда от празна до пълна за около 7-8 часа. Включете колата, когато се приберете, и се събудете с пълна батерия. Няма нужда от по-бързо зареждане у дома.

4. Не преследвайте 100%

Зареждането се забавя над 80%. За ежедневна употреба задайте лимит на заряда на колата си на 80%. Така ще спестите време и ще удължите живота на батерията. Запазете 100% за дълги пътувания.

5. През зимата зареждайте веднага след шофиране

Ако е възможно, включете колата докато батерията все още е топла от шофиране. Ще получите по-бързо зареждане, отколкото ако изчакате батерията да изстине при студени температури.

Заключение

Вашето зарядно 11 kW, което не доставя 11 kW, не е дефект. Това е физика. Скоростта на зареждане се определя от най-слабото звено в веригата: контакта, зарядното, бордовото зарядно и текущото състояние на батерията.

За домашно зареждане бордовото зарядно почти винаги е ограничаващият фактор. Затова е толкова важно да съобразите преносимото си зарядно с възможностите на колата. Q11 или P11 (11 kW) са перфектни за голямата част от електромобилите. Q22 (22 kW) има смисъл само за няколкото коли с бордови зарядни от 22 kW.

Истинската магия на домашното зареждане не е скоростта. Това е удобството. Никога повече няма да посещавате бензиностанция. Всяка сутрин колата ви е готова с точното количество заряд, от което се нуждаете. А при 11 kW през нощта имате повече от достатъчно мощност, за да покриете дори най-интензивното дневно шофиране.

Приятно зареждане!

Намерете правилното зарядно за вашия електромобил:

Q11 (11 kW с WiFi): https://www.amperepoint.pl/products/portable-charger-q11-16a-11kw-type-2-display-bag-included-wifi

Q11 с адаптери: https://www.amperepoint.pl/products/portable-charger-q11-16a-11kw-type-2-display-bag-included-wifi-adapters

P11 (11 kW): https://www.amperepoint.pl/products/portable-charger-p11-16a-11kw-type-2

Q22 (22 kW с WiFi): https://www.amperepoint.pl/products/portable-charger-q22-32a-22kw-type-2-display-bag-included-wifi

Q74 (7.4 kW с WiFi): https://www.amperepoint.pl/products/portable-charger-q74-32a-7-4kw-type-2-display-bag-included-wifi

Източници:

(1) IEC 61851-1 - Система за кондуктивно зареждане на електрически превозни средства

(2) SAE J1772 - Кондуктивен заряден конектор за електрически превозни средства и плъгин хибриди

(3) Battery University - Зареждане на литиево-йонни батерии

(4) ADAC - Данни от тестове за зареждане на електрически автомобили

(5) Европейска асоциация на автомобилните производители - база данни със спецификации за електромобили

(6) Спецификации на производителя: Tesla, Volkswagen, BMW, Skoda, Kia, Hyundai, BYD, Renault