Energijos nuostoliai: kur dingsta elektra įkrovimo metu? 

Jei jūsų automobilio akumuliatoriaus talpa yra 60 kWh, tai nereiškia, kad galite jį įkrauti nuo 0 iki 100 % tam panaudodami lygiai 60 kWh. Daugelį elektromobilių savininkų stebina tai, kad reikia įkrauti daugiau energijos, nei automobilis iš tikrųjų gauna.

Anot ADAC (Allgemeiner Deutscher Automobil-Club) didžiausios automobilių asociacijos Europoje ataskaitų, kraunant elektromobilį galima prarasti nuo 10% iki 25% viso įkrautos energijos kiekio. Svarbu žinoti tai, kad jūs negalite to išvengti – energija tiesiog prarandama pakeliui į jūsų transporto priemonę.

Šiame straipsnyje aptarsime, ką daryti, kad kuo labiau sumažintumėte energijos nuostolius kraudami elektromobilio akumuliatorių.

Kur dingsta elektra įkrovimo metu?

Kai energija juda iš taško A į tašką B arba ji paverčiama iš vienos formos į kitą, visada atsiranda tam tikrų nuostolių. Taip nutinka, kai įkraunate elektromobilį, kompiuterį, telefoną ar bet kokį kitą prietaisą, kuriame yra baterija. Energija nedingsta, mes jos netenkame pakeliui arba keisdami jos formą.

4 pagrindiniai veiksniai, kurie lemia energijos praradimus

Įkrovimo procesą naudojant kintamosios srovės įkroviklį sudaro keli komponentai:

• Transporto priemonėje įmontuotas įkroviklis (angl. onboard charger, OBC);
• Įkrovimo laidas;
• Įkrovimo galia;
• Elektromobilio baterija.

Kiekvienas iš jų prisideda prie energijos praradimo ir įkrovimo efektyvumo sumažėjimo.

Energijos praradimas dėl transporto priemonėje integruoto įkroviklio

Didžiausią energijos netekimą lemia integruoti įkrovikliai, nes jų efektyvumas paprastai yra nuo 75% iki 95%. Transporto priemonėje įmontuotas įkroviklis (angl. onboard charger, OBC) - tai elektrinėse transporto priemonėse montuojamas galios elektronikos prietaisas, kuris iš išorinių šaltinių, pvz., buitinių elektros lizdų, gaunamą kintamosios srovės energiją paverčia nuolatinės srovės energija ir įkrauna transporto priemonės akumuliatorių. Konversija gamina šilumą, todėl elektromobilio įkrovimo elektronika paprastai aušinama skysčiu. Nepaisant to, tai visiškai neapsaugo nuo energijos praradimo.

Integruotos įkrovimo sistemos veikia ypač neefektyviai, kai teka per maža elektros srovė. Tačiau iš esmės nieko negalite padaryti, kad išvengtumėte įkrovimo praradimo šiame proceso etape.

Energijos praradimas dėl įkrovimo kabelio

Tam tikra dalis elektros energijos taip pat prarandama, kai ji teka įkrovimo laidu. Tai įvyksta dėl pasipriešinimo, tad kuo trumpesnis įkrovimo laidas, tuo mažesni galios nuostoliai. Kodėl? Nes pasipriešinimas mažesnis.

Energijos praradimas dėl įkrovimo galios

Didesnė galia generuoja didesnę šilumą. Ir kaip jau žinote, šiluma yra tai, kuo paprastai virsta energija.

Storas įkrovimo laidas yra vienas iš dalykų, galinčių sumažinti šilumą ir taip išvengti energijos nuostolių.

Kuo didesnis įkrovimo greitis, tuo storesnis kabelis turi būti. Tarkime, kad įkraunate savo elektromobilį 11 kW ir 22 kW galia tuo pačiu kabeliu, skirtu 11 kW įkrovimo stotelei. Kas nutiks?

Naudojant 22 kW, nuostoliai bus didesni, nes bus pagaminama daugiau šilumos. Todėl geriau turėti laidą, skirtą tam tikram įkrovimo greičiui ar net jį viršijančiam, nes tokiu atveju energijos nuostoliai bus mažesni.

Energijos praradimas dėl elektromobilio akumuliatoriaus

Elektros energija iš įkrovimo stoties ličio jonų akumuliatoriuje paverčiama chemine energija. Konversijos procesas sukelia šilumą ir dėl to galios nuostolius.

Tačiau daugumoje elektromobilių akumuliatorių, išskyrus Nissan LEAF, yra šilumos valdymo sistema, kuri sumažina energijos nuostolius, kai akumuliatorius įkaista arba vėsta.

Papildomi EV įkrovimo nuostolių veiksniai

Jei įkraunate automobilį žiemos dieną, kai šalta, pastebėsite, kad procesas vyksta lėčiau nei įprastai, nes EV baterija turi sušilti prieš pradedant įkrauti. Procesui reikia šiek tiek energijos, kuri kitu atveju patektų tiesiai į akumuliatorių. Kita vertus, karštos vasaros dienos taip pat nėra idealios EV įkrovimui. Gerai tai, kad dauguma elektromobilių turi aušinimo sistemą, kuri sumažina akumuliatoriaus temperatūrą, kai jis kraunamas karštu oru.

Tai ne tik energijos nuostoliai, o papildomos energijos suvartojimo būdas. Remiantis kai kuriais eksperimentais, ideali EV įkrovimo ir veikimo temperatūra yra 20–25 °C.

Kaip galite išmatuoti energijos praradimą?

Paprasčiausias būdas apskaičiuoti įkrovimo nuostolius - įkrauti automobilio akumuliatorių nuo nulio iki 100% ir patikrinti, kiek energijos buvo sunaudota. Po to - palyginti šį skaičių su savo automobilio akumuliatoriaus talpa. Susidaręs skirtumas bus įkrovimo nuostoliai. Tačiau toks matavimo būdas yra rizikingas, nes iškrauti automobilio akumuliatorių iki minimumo nėra "sveika" pačiam akumuliatoriui.

Kitas būdas sužinoti, kokius įkrovimo energijos nuostolius patiriate kiekvieną kartą, kai prijungiate įkrovimo kabelį prie savo transporto priemonės neatliekant eksperimentų pačiam?

Galite naudoti patikimų testavimo organizacijų pateiktus duomenis.

Pavyzdžiui, ADAC atliko ekologinį testą naudodama tą pačią 22 kW sieninę stotelę (AC) ir tas pačias aplinkos sąlygas (23 °C), kad nustatytų įkrovimo nuostolius. Paaiškėjo, kad įkrovimo nuostoliai buvo dideli. Pavyzdžiui, rezultatas rodo, kad norint užpildyti 105 kWh BMW iX akumuliatorių, reikia įkrauti 125,2 kWh. Ne ką geresni rezultatai ir pigesnio "Jaguar i-Pace" atveju – nuo 100,8 kWh sąnaudos 90 kWh akumuliatoriui įkrauti.

AC ir DC įkrovimas: įkrovimo nuostolių skirtumas

Kaip jau minėjome anksčiau, įkrovimo nuostoliai dažniausiai nutinka, kai transporto priemonėje įmontuotų įkrovikliu kintamoji srovė paverčiama nuolatine. Tai aktualu kintamos srovės įkrovimui arba kitaip sakant, kraunant AC tipo įkrovimo stotelėmis.

Įkrovimas nuolatine srove (DC) dažnai yra efektyvesnis nei įkrovimas kintamąja srove (AC), nes nereikia elektros energijos konvertuoti iš kintamosios į nuolatinę. Tačiau verta pažymėti, kad įkrovimas nuolatine srove taip pat gali sukelti šilumos nuostolius, tačiau šie vis tiek yra mažesni nei kintamosios srovės įkrovimo atveju.

Įdomūs faktai

Vokietijos automobilių klubas, vadinamas ADAC reikalavo EV gamintojų į bendrą techninę informaciją įtraukti įkrovimo nuostolius. Visgi, nors įkrovimo nuostoliai atrodo dideli, bet jie yra ženkliai mažesni nei deginant benziną vidaus degimo variklyje..

Norite sužinoti daugiau apie elektromobilių įkrovimo nuansus? Susisiekite su mūsų įmonės atstovais.