Od czego zależy szybkość ładowania auta elektrycznego?

Dalszy sukces pojazdów elektrycznych będzie w dużej mierze zależał z jednej strony od dostępności infrastruktury ładowania, a z drugiej od szybkości ładowania. Niektóre stacje ładowania mogą już dostarczyć 350 kW, tworząc 300 km zasięgu w 15 minut, ale to nie znaczy, że Twój samochód może ładować się z taką szybkością.  Szybkość ładowania auta elektrycznego staje się kolejnym bardzo analizowanym tematem – oto co na ten temat wiemy i doradzamy.

Auta elektryczne i stacje ładowaina aut elektrycznych w Polsce.

Jak podaje IBRM SAMAR: W 2021 roku, w okresie od stycznia do maja, w Polsce zarejestrowano 5 655 nowych samochodów osobowych z wtyczką. 1/3 tej liczby (dokładnie 1 906 sztuk) stanowiły modele „czysto” elektryczne, a zdecydowaną większość – hybrydy typu plug-in. Chociaż wzrost liczony rok do roku jest imponujący – wynosi 191% – to jednak duży wpływ na taki rezultat miała ubiegłoroczna pandemia, a sam wynik na tle całego rynku pozostaje niewielki. To zaledwie 2,8% wszystkich nowych aut osobowych zarejestrowanych w analizowanym czasie. 

Zgodnie z danymi PSPA i CEPiK pod koniec maja 2021 w Polsce zarejestrowanych było 27 019 aut „ z wtyczną” czyli aut elektrycznych BEV i hybryd plug-in PHEV. Pod koniec maja 2021 w Polsce funkcjonowało prawie 1500 stacji ładowania o łącznej liczbie 2897 stanowisk. Z tej liczby 33% stacji to punkty szybkiego ładowania prądem stałym DC (o mocy ładowania powyżej 22 kW).

Szybkość ładowania auta elektrycznego – od czego zależy?

istnieje wiele czynników, które określają prędkość ładowania Twojego auta elektrycznego. Z jednej strony jest moc wyjściowa stacji, a z drugiej ograniczenia wejściowe Twojego pojazdu. Wpływ ma również temperatura zewnętrzna, zajętość stacji ładującej, stan naładowania i inne elementy – to mocno złożony proces i jest on dużo bardziej zależny od różnorakich elementów niż tankowanie samochodu na stacji benzynowej. Zatem po kolei, szybkość ładowania pojazdu BEV i PHEV zależy od:

1. Wyjścia stacji ładującej. Zwykle waha się od 3,7 do 11 kW w przypadku prądu przemiennego (AC, regularne ładowanie) i od 50 do 150 kW w przypadku prądu stałego (DC, szybkie ładowanie). Na świecie są już ładowarki 300 kW, jednak pamiętajmy, że nie znaczy to tyle, że auto elektryczne „nakarmimy” w kilka minut.

2. Zajętość stacji ładującej. Jeśli ze stacji ładującej korzysta jednocześnie kilka pojazdów elektrycznych, dostępna moc jest zwykle (ale nie zawsze) rozłożona na pojazdy. Na przykład, jeśli dostępne jest 100 kW i musisz dzielić stację z innym pojazdem elektrycznym, być może będziesz musiał zadowolić się zaledwie 50 kW (chociaż w rzeczywistości nie zawsze jest to 50-50, ponieważ prędkość ładowania stale się zmienia).

3. Pojemność ładowania Twojego auta elektrycznego. Niezależnie od tego, czy ładujesz prąd zmienny, czy stały, to Twój samochód określa, ile kW jest pobieranych. Innymi słowy, przy ładowarce 100kW DC, jeśli twój sprzęt jest ograniczony do 50kW, tyle dostaniesz ze stacji. W przypadku ładowania prądem przemiennym istnieje wąskie gardło spowodowane ładowarką pokładową pojazdu elektrycznego. To urządzenie musi konwertować prąd zmienny na prąd stały, aby zasilić baterię. W większości przypadków ładowarka pokładowa jest ograniczona do 7,4 kW dla zasilania jednofazowego i 11 kW dla zasilania trójfazowego. Tylko droższe modele mogą obsłużyć 22kW AC.

4. Stan naładowania akumulatora (SoC). Początkowo ładowanie przebiega szybko, ale potem zwalnia – zwykle od 80% SoC w górę. System zarządzania baterią spowalnia ładowanie pod koniec, aby nie przeciążać ani nie przegrzewać ogniw baterii. Kwestia oprogramowania oraz zarządzania ładowaniem oraz utrzymaniem energii jest indywidualną sprawą każdego producenta samochodów i pod tym kątem również należy dość dokładnie realizować zapytania przetargowe.

5. Rozmiar baterii pojazdu elektrycznego. Im większa bateria, tym większa ilość ogniw i tym szybciej można ją doładować. Można to porównać do napełniania szklanki wody. Im większa szklanka, tym szerszy można otworzyć kran, aby zwiększyć przepływ bez rozlewania. Jednak wielkość baterii jest również połączona bezpośrednio z kwestią możliwości ładowania (konwerter w samochodzie), zajętością stacji, mocą danej stacji i poziomem naładowania baterii.

6. Temperatura zewnętrzna. Akumulator działa najlepiej, gdy temperatura nie jest ani za wysoka, ani za niska. W praktyce jest to często od 20°C do 30°C. W zimie bateria może się bardzo ochłodzić, co może znacznie spowolnić ładowanie. I odwrotnie, w letni dzień bateria może się bardzo nagrzać, co może mieć negatywny wpływ na prędkość ładowania. Niektóre pojazdy mają klimatyzację do swoich akumulatorów, zmniejszając wpływ temperatury zewnętrznej. Skrajne temperatury również wpływają na ilość czasu spędzonego pod punktem ładowania.

7. Napięcie systemu. Podczas gdy większość pojazdów typu BEV działa pod napięciem 400 V, Porsche Taycan, Audi e-tron GT, Ioniq 5 i Kia EV6 mają akumulator 800 V. Dlaczego? Ponieważ te pojazdy są w stanie być naładowane przez ultraszybkie ładowarki do 350kW. Ultraszybkie ładowanie wymaga bardzo grubych kabli chłodzonych cieczą, chyba że zwiększysz napięcie systemu. 800V oznacza, że ​​możesz przesłać dwa razy więcej mocy tym samym kablem bez konieczności zwiększania jego średnicy lub obawy o przegrzanie. Napięcie w pojeździe również ma finalnie wpływ na prędkość ładowania.

Na koniec pamiętajmy, że zarządzanie flotą pojazdów elektrycznych oraz przygotowanie do elektryfikacji firmowego car parku to procesy bardzo złożone i wymagające wielu benchmarków, studiów przypadków i analiz. Warto proces dekarbonizacji floty i przejścia na zeroemisyjny transport zaprojektować i realizować z silnym partnerem technologicznych, jak choćby Cartrack Polska – zapraszamy do zaprojektowania z nami swojej ścieżki do ekologicznej floty!