Какие факторы влияют на время зарядки электромобилей?

Время зарядки электромобилей не является фиксированным. Многих операторов автопарков, владельцев электромобилей и покупателей зарядного оборудования удивляет, почему двум одинаковым автомобилям требуется совершенно разное время для полной зарядки на одном и том же зарядном устройстве. Скорость зарядки определяется совокупностью факторов, включая аппаратную часть автомобиля, состояние батареи, внешнее зарядное оборудование, мощность сети, условия окружающей среды и логику управления системой.

Время быстрой зарядки зависит от модели автомобиля. Для получения более подробной информации обратитесь к данным, опубликованным производителем. Как правило, для зарядки электромобиля от 0% до 100% требуется от одного до двух часов. Распределение следующее: 0-20% — около 10 минут; 20-80% — около 30-40 минут; и 80-100% — более 40 минут.

Поэтому большинство людей предпочитают заряжать аккумулятор, когда уровень заряда составляет около 20%, чтобы избежать непредвиденных ситуаций, а затем заряжать его до 80% перед началом поездки. Это рекомендация по экономии времени, но вы можете скорректировать время зарядки в соответствии со своими обстоятельствами и потребностями.

Поскольку скорость (мощность) медленной зарядки фиксирована (большинство зарядных станций переменного тока имеют выходную мощность 7 кВт), время медленной зарядки зависит от объема заряда. Гибридные автомобили требуют меньшего количества заряда и могут быть полностью заряжены за 2-5 часов. Для зарядки электромобилей, в зависимости от модели, требуется разное количество заряда, обычно от 6 до 15 часов.

Фактическая мощность зарядки электромобиля зависит от двух факторов: максимальной мощности зарядной станции и максимальной мощности переменного тока, потребляемой электромобилем. Фактическая мощность зарядки — это минимальное из этих двух значений.

Распространенные зарядные станции переменного тока имеют мощность зарядки 3,5 кВт и 7 кВт. Максимальный зарядный ток станции переменного тока мощностью 3,5 кВт составляет 16 А, а максимальный зарядный ток станции переменного тока мощностью 7 кВт — 32 А.

Максимальное ограничение мощности для зарядки электромобилей переменным током в основном отражается в двух аспектах:

Во-первых, ограничение по спецификации интерфейса зарядки переменного тока. Для электромобилей некоторые интерфейсы зарядки рассчитаны на 32 А, что позволяет заряжать мощностью до 7 кВт, в то время как другие рассчитаны на 16 А, что позволяет заряжать мощностью до 3,5 кВт.

Во-вторых, ограничение мощности бортового зарядного устройства. При использовании станции зарядки переменного тока для зарядки электромобиля основная функция станции — это электропитание и защита. Компонент, преобразующий переменный ток в постоянный для зарядки аккумулятора, — это бортовое зарядное устройство. Ограничение мощности бортового зарядного устройства напрямую влияет на время зарядки.

Большая емкость аккумулятора соответствует большей максимальной мощности зарядки, в то время как конечное время зарядки, как правило, примерно одинаково. Электромобиль с аккумулятором емкостью 50 кВт·ч и мощностью зарядки 70 кВт заряжается примерно за 70 минут; автомобиль с аккумулятором емкостью 70 кВт·ч и мощностью зарядки 90 кВт заряжается примерно за 75 минут. Однако, если у двух автомобилей одинаковая максимальная мощность зарядки, чем больше емкость аккумулятора, тем дольше время зарядки.

Чем ниже остаточный заряд аккумулятора, тем быстрее скорость зарядки. Например, зарядка с 10% займет 15 минут, когда остаточный заряд составляет 80–90%, и всего 5 минут, когда остаточный заряд составляет 20–30%.

Выравнивающая зарядка — это продолжение зарядки в течение определенного периода времени после завершения обычной зарядки. Система управления высоковольтными батареями выполняет балансировку каждой ячейки литиевой батареи, так что напряжение каждой ячейки становится практически одинаковым, обеспечивая тем самым общую производительность батареи. Время выравнивающей зарядки для типичного автомобильного зарядного устройства переменного тока может составлять около 2 часов.

Аккумуляторы электромобилей обычно представляют собой тройные литиевые батареи или литий-железо-фосфатные батареи. При низкой температуре скорость движения ионов лития внутри батареи снижается, химическая реакция замедляется, и активность батареи снижается, что приводит к увеличению времени зарядки. В большинстве автомобилей перед зарядкой батарею нагревают до определенной температуры, что также увеличивает время зарядки.

Потери тока: В процессе преобразования тока происходят некоторые потери, что приводит к незначительному снижению фактической мощности зарядки.

Напряжение: В районах с недостаточным электроснабжением напряжение может быть низким, что также приведет к снижению фактической мощности зарядки.

В итоге, с учетом вышеуказанных факторов, фактическое время зарядки, как правило, увеличивается на 10–20% по сравнению с расчетным результатом.

Независимо от того, являетесь ли вы владельцем электромобиля или оператором зарядной станции, оптимизация скорости зарядки должна начинаться с улучшения температурного режима батареи, подбора подходящего мощного зарядного оборудования и избегания пиковых перегрузок сети, чтобы минимизировать снижение мощности и сократить общее время зарядки.