Αρχική EVs e-Cars AC/DC – Τα θεμελιώδη για την φόρτιση ηλεκτρικών οχημάτων

AC/DC – Τα θεμελιώδη για την φόρτιση ηλεκτρικών οχημάτων

φορτιση ηλεκτρικών αυτοκινήτων AC DC ηλεκτρικά αυτοκίνητα EVs αρχές ισχύς τάση μονοφασικό τριφασικό ρεύμα (3)
Του Λουκά Μπαφατάκη, Μηχανολόγου-Μηχανικού – ΕΜΠ (MSc)

Αν έχετε θερμικό αυτοκίνητο, δεν χρειάζεται να ξέρετε πολλές λεπτομέρειες για την διαδικασία ανεφοδιασμού. Είναι τόσο απλή που δεν έχει ιδιαίτερη σημασία. Με ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο, όμως, συνιστούμε να εξοικειωθείτε με τη φόρτιση ηλεκτρικών οχήματων, καθώς επηρεάζει σημαντικά την εμπειρία χρήσης.

Καθώς ανεφοδιάζετε με καύσιμο, περιμένετε 2-3 λεπτά, πληρώνετε και είστε έτοιμοι να φύγετε. Αν έχετε EV, συχνά το “πρατήριο” είναι το σπίτι σας και πρέπει να γνωρίζετε για την ηλεκτρική σας εγκατάσταση και τον εξοπλισμό του οχήματός σας. Και όταν φορτίζετε σε κοινόχρηστους σταθμούς, υπάρχουν επίσης πράγματα που πρέπει να ξέρετε. Για παράδειγμα, τη μέγιστη ισχύ του φορτιστή και τη μέγιστη ισχύ που μπορεί να υποστηρίξει το αυτοκίνητό σας. Ας προσπαθήσουμε να ξεκαθαρίσουμε το τοπίο.

Το Hyundai Ioniq 5 σε κοινόχρηστο AC/DC φορτιστή

Φόρτιση AC

Η συντριπτική πλειοψηφία των επαναφορτίσεων είναι αυτού του τύπου (AC). Η αρχή είναι απλή. Ο οικιακός ή κοινόχρηστος φορτιστής παρέχει εναλασσόμενο ρεύμα (AC). Ο on-board φορτιστής (OBC) του οχήματος μετατρέπει το AC ρεύμα σε DC (συνεχές), ώστε να επαναφορτιστεί η μπαταρία.

Για να διαπιστώσουμε τη μέγιστη ισχύ φόρτισης του EV μας πρέπει να ξέρουμε δύο πράγματα. Πρώτον, την παροχή του σταθμού φόρτισης και δεύτερον το αντίστοιχο spec του OBC μας.

Η οικιακή εγκατάσταση μπορεί να είναι μονοφασική ή τριφασική. Με μονοφασική παροχή, η ισχύς είναι P = V * I, όπου P η ισχύς, V ή τάση και I η ένταση του ρεύματος. Η τάση εξαρτάται από τη χώρα που μένετε, στην Ευρώπη είναι 230V. Πολλαπλασιάζοντάς την με την ένταση, βρίσκουμε την ισχύ.

Για παράδειγμα, αν έχουμε 230V τάση και 32A ένταση ρεύματος, η ισχύς φόρτισης είναι 7,36kW. Στην περίπτωση τριφασικής παροχής, με 400V τάση και 32A ένταση, η ισχύς είναι P = V * I * √3 = 400V * 32A * 1,732 = 22kW. Είναι προφανές οτι μια τριφασική παροχή αποδίδει μεγαλύτερη ισχύ από μια μονοφασική.

φορτιση ηλεκτρικών αυτοκινήτων AC DC ηλεκτρικά αυτοκίνητα EVs αρχές ισχύς τάση μονοφασικό τριφασικό ρεύμα (3)
Η Mercedes-Benz EQS σε οικιακό AC φορτιστή

Πάμε, τώρα, στο αυτοκίνητο. Αν ο OBC “ταιριάζει” με την ηλεκτρική εγκατάσταση, τότε η ισχύς φόρτισης είναι η ίδια. Για παράδειγμα, η Mercedes-Benz EQS με τον προαιρετικό 22kW OBC εκμεταλλεύεται πλήρως μια τριφασική παροχή (32A) και η ισχύς φόρτισης είναι 22kW. Δυστυχώς, αν δεν έχετε τριφασική παροχή και συνδέσετε το αυτοκίνητό σας σε απλή πρίζα σούκο (Type F), με 10Α ένταση (συνήθως), θα λάβετε μόνο 2,3 kW ισχύος.

Για να υπολογίσετε τον απαιτούμενο για τη φόρτιση χρόνο, χρειάζεστε την “καθαρή” χωρητικότητα της μπαταρίας σας σε kWh και την “καθαρή” ισχύ φόρτισης. Ένα EV με μπαταρία 50kWh, με 11kW OBC και τυπική αποδοτικότητα φόρτισης στο 94%, απαιτεί 50/(11*0,94) = 4 ώρες και 50 λεπτά για μια πλήρη φόρτιση. Στη θεωρία, φυσικά. Το πόσο θα απέχει αυτός ο χρόνος από την πραγματικότητα εξαρτάται από την “καμπύλη” ισχύος φόρτισης του εκάστοτε οχήματος, που δεν είναι μια ευθεία γραμμή (σταθερή ισχύς), αλλά αυξομειώνεται ανάλογα με διάφορους παράγοντες. Σε γενικές γραμμές, πάντως, με “αργή” φόρτιση λίγων kW, ο θεωρητικός εκτιμώμενος χρόνος είναι πολύ κοντά στον πραγματικό.

 Vehicle consumption 18 kWh/100 km*Υποθετική μέση κατανάλωση 18 kWh/100 km

Φόρτιση DC

Στο πεδίο της φόρτισης DC, τα πράγματα είναι πολύ πιο απλά. Ο DC φορτιστής προσφέρει συνεχές ρεύμα και η μπαταρία του EV το δέχεται ως είναι, χωρίς μετατροπή. Έτσι, παρακάμπτεται ο OBC και δεν αποτελεί, πλέον, περιοριστικό παράγοντα. Η μέγιστη ισχύς DC φόρτισης εξαρτάται από τις δυνατότητες της μπαταρίας και του φορτιστή.

Εν γένει, οι μπαταρίες EVs έχουν τάση 400V, αν και τα πιο σύγχρονα μοντέλα με μεγάλη μπαταρία και ισχύ βασίζονται σε 800V πλατφόρμες. Παραδείγματα είναι η Porsche Taycan, το Audi E-Tron GT, το Hyundai Ioniq 5, το Kia EV6 και το Lucid Air. Αυτά τα μοντέλα υποστηρίζουν ισχύ φόρτισης έως 350kW, μέσω των αντίστοιχων 800V φορτιστών.

φορτιση ηλεκτρικών αυτοκινήτων AC DC ηλεκτρικά αυτοκίνητα EVs αρχές ισχύς τάση μονοφασικό τριφασικό ρεύμα (3)
Το Audi E-Tron GT επαναφορτίζεται με έως και 270kW ισχύος

Η ισχύς φόρτισης εξαρτάται και από την ψύξη. Τα περισσότερα EVs έχουν υδρόψυκτες μπαταρίες (εξαίρεση είναι π.χ. το πρώτο Nissan Leaf), κάτι το απαραίτητο για να διαχειριστούν τη θερμότητα που παράγεται κατά την ταχεία φόρτιση. EVs με μπαταρίες παθητικής ψύξης (αερόψυκτες) συνήθως δεν υποστηρίζουν DC φόρτιση μεγαλύτερη των 50kW, για την αποφυγή υπερθέρμανσης.

Οι κατασκευαστές συστήνουν την DC φόρτιση μέχρι το 80%, για να μειώνεται η καταπόνηση της μπαταρίας. Επίσης διότι η ισχύς φόρτισης πέφτει αισθητά πάνω από το 80% και έτσι δεν έχει ιδιαίτερο νόημα η συνέχιση του session.

 Vehicle consumption 18 kWh/100 km*Υποτιθέμενη μέση κατανάλωση 18 kWh/100 km

Μια χαμένη ευκαιρία (;)

Η φόρτιση, ως διαδικασία, θα ήταν εξαιρετικά απλούστερη αν χρησιμοποιούσαμε μόνο DC ρεύμα. Αυτό ακούγεται κάπως αμφισβητούμενο αλλά στην περίπτωση αυτή, δεν θα χρειαζόταν καθόλου OBC. Άρα, θα είχαμε μειώση του κόστους, μείωση του απαιτούμενου χώρου και δεν θα χρειαζόταν κανένα καλώδιο φόρτισης από την πλευρά του χρήστη.

Σε οικιακό επίπεδο, οι χρήστες θα μπορούσαν να έχουν DC wallboxes με μέγιστη ισχύ 22kW. Τέτοια wallboxes είναι διαθέσιμα στην αγορά σήμερα, αλλά κοστίζουν έως και 5 φορές περισσότερο από το αντίστοιχο AC wallbox. Παρά ταύτα, αν όλοι οι κατασκευαστές υιοθετούσαν μόνο την DC φόρτιση, οι οικονομίες κλίμακας σταδιακά θα μείωναν τις τιμές οικιακών DC φορτιστών.

Σαφώς και μια τέτοια απόφαση θα έπρεπε να παρθεί στην αρχή της εποχής της ηλεκτροκίνησης, αλλά ακόμα και σήμερα, δεν υπάρχει καν “διάλογος” για κάτι τέτοιο. Αυτή θα μπορούσε να θεωρηθεί μια από τις πλέον μεγάλες, χαμένες ευκαιρίες στην ηλεκτροκίνηση εν γένει.

φορτιση ηλεκτρικών αυτοκινήτων AC DC ηλεκτρικά αυτοκίνητα EVs αρχές ισχύς τάση μονοφασικό τριφασικό ρεύμα (3)
ABB 24 kW DC wallbox

φόρτιση ηλεκτρικών φόρτιση ηλεκτρικών  φόρτιση ηλεκτρικών  

Το πρωτότυπο άρθρο δημοσιεύθηκε στο ArenaEV.com και με την άδεια του αναδημοσιεύθηκε στο Μέσο μας.

Σας αρέσουν τα άρθρα μας; Ακολουθήστε μας στο Google News, στο YouTube, στο Facebook και στο Instagram!

Δείτε επίσης: 

Γιατί τα EVs δεν έχουν κιβώτιο ταχυτήτων;

Προηγούμενο άρθροΦωτορεπορτάζ από την, γεμάτη επαγγελματικά EVs, IAA Transportation 2022!
Επόμενο άρθροΤα επαγγελματικά EVs της BYD στην Ελλάδα μέσω της Πέτρος Πετρόπουλος ΑΕΒΕ
Λάτρης της τεχνολογίας και της αυτοκίνησης από μικρή ηλικία, αρθρογραφώ σε tech media από το...μακρινό, πλέον, 2006. Το concept της ηλεκτροκίνησης με συνεπήρε από τη στιγμή που ανέβηκα για πρώτη φορά σε ηλεκτρικό πατίνι και μπήκα στο πρώτο αμιγώς ηλεκτρικό αυτοκίνητο. Κατά βάθος, όμως, θα είμαι πάντα λίγο "petrolhead"...

ΑΦΗΣΤΕ ΜΙΑ ΑΠΑΝΤΗΣΗ

Please enter your comment!
Please enter your name here

Αυτός ο ιστότοπος χρησιμοποιεί το Akismet για να μειώσει τα ανεπιθύμητα σχόλια. Μάθετε πώς υφίστανται επεξεργασία τα δεδομένα των σχολίων σας.