Zwodnicza prawda o mocy szczytowej ładowania prądem stałym

150 kW, 200 kW, 250 kW – jeśli chodzi o moc szczytową ładowania prądem stałym, wyścig pozornie się nie kończy. Czy jednak znaczenie maksymalnej mocy ładowania samochodu elektrycznego nie jest przesadzone? W końcu ładowanie prądem stałym w życiu samochodu elektrycznego stanowi mniejszość sesji ładowania, które będą miały miejsce. 95% europejskich kierowców pokonuje do 50 km/dzień, więc czy naprawdę ma znaczenie, jak szybko przywracają minimalny zużyty ładunek?

Powodem, dla którego ładowanie prądem stałym zyskało na znaczeniu, jest chęć producentów, aby pokazać postęp technologiczny w swojej technologii akumulatorów. Wiele osób nadal porównuje „moc ładowania” i czas potrzebny na „naładowanie” (uzupełnienie) pojazdu ICE z pojazdem elektrycznym.

I rzeczywiście, podczas długiej podróży ładowanie prądem stałym jest ważne w przypadku samochodu elektrycznego, ale czy te samochody z możliwością szybkiego ładowania o mocy 200 kW, 250 kW i 300 kW naprawdę spełniają swoje obietnice? Dowiedzmy się

Szczytowa moc ładowania

Szczytowa moc ładowania jest jednym z aspektów równania. Ostatnio samochody o architekturze 800 V przesuwają granice ładowania prądem stałym, czego przykładem jest Lucid Air (300 kW) lub Porsche Taycan i Audi E-tron GTduo (270 kW).

W świecie 400 V Tesla jest liderem z szczytową mocą ładowania 250 kW w doładowaniach V3. Z drugiej strony, samochody o niższych wskaźnikach ładowania to te z akumulatorami chłodzonymi powietrzem, takie jak Nissan Leaf (50 kW) i Skoda Citigo, VW e-up! duet (40 kW).

W poniższej tabeli obliczono szczytowe szybkości ładowania i oczekiwany zasięg na minutę ładowania. Oczekiwany zasięg na minutę ładowania oblicza się na podstawie oczekiwanego zużycia energii elektrycznej przy prędkości 130 km/h na autostradzie, co jest typowym scenariuszem, gdy ładowanie prądem stałym jest najbardziej potrzebne i najczęściej stosowane.

Krzywa ładowania

Szczytowa moc ładowania DC jest zdecydowanie istotna i świadczy o poziomie technologicznym pojazdu elektrycznego. Jednak dla codziennego kierowcy bardziej liczy się średnia moc ładowania prądem stałym dla typowego zakresu od 10% do 80%.

W idealnym świecie szczytowa moc ładowania prądem stałym odpowiadałaby czasowi ładowania, ale niestety tak nie jest. Akumulatory wysokiego napięcia mogą wytrzymać szczytową moc ładowania tylko przez krótki czas i tylko przy określonych poziomach naładowania.

Krzywe ładowania są różne dla każdego samochodu i zależą głównie od specyfikacji akumulatora oraz sposobu obsługi ładowania z poziomu BMS (Battery Management System). Spadek mocy ładowania jest właściwie mechanizmem zabezpieczającym, mającym na celu uniknięcie nadmiernego nagrzewania się akumulatora, a przy wyższym poziomie naładowania akumulatora następuje równoważenie ogniw, co ogranicza moc ładowania.

W poniższej tabeli przedstawiamy rzeczywiste dane i oczekiwany zasięg ładowania na minutę przy średniej mocy ładowania od 10 do 80%. Wydaje się, że najlepsi producenci dysponują średnią mocą ładowania prądem stałym wynoszącą maksymalnie około 175–180 kW, mimo że ich szczytowa moc ładowania prądem stałym jest znacznie wyższa. Średnią moc ładowania obliczono na podstawie danych pobranych z krzywych ładowania dostarczonych przez Fastned.

Conclusions

Okazuje się, że niezależnie od maksymalnej mocy ładowania, jaką może uzyskać samochód, wszystkie wydają się osiągać plateau wynoszące około 180 kW, przy średniej mocy ładowania podczas typowej sesji ładowania prądem stałym wynoszącej 80%. I to rzeczywiście ma sens z technologicznego punktu widzenia.

Większość samochodów elektrycznych wykorzystuje obecnie akumulatory chemiczne Li-Ion NMC, z niewielkimi różnicami między nimi. Ponieważ średnia moc ładowania wynosząca 180 kW jest niezależna od napięcia (400 lub 800 V), wydaje się, że jest to granica technologiczna obecnych rozwiązań chemicznych. Być może uda nam się przekroczyć tę granicę dzięki przełomowi technologicznemu, takiemu jak Li-Air czy chemia ciała stałego. Czas pokaże.