Швидкість заряджання електромобіля (одного і того самого) варіюється у великому діапазоні і її не завжди можна точно передбачити. Як пояснити, наприклад, що на станції більшої потужності батарея не заряджається швидше? Або чому на одній і тій самій станції зарядка займає різний час у різні дні?
Ось 5 ключових факторів, які впливають на швидкість заряджання електромобіля.
Ємність та ресурс батареї
Чим більшою є ємність батареї, тобто її об'єм, тим більше часу потрібно для її заряджання. Наприклад, якщо Nissan Leaf з батареєю на 40 кіловат-годин заряджається на 50-кіловатній станції постійного струму приблизно за 1,5 години, то GMC Hummer EV з батареєю понад 200 кВт·год потребуватиме близько 4,5 годин.
Також це стосується деградації батареї, коли вона втрачає свої властивості. Зазвичай, цей процес проявляється у зменшенні корисної ємності, а також попутно може знижуватися пікова здатність прийому заряду. Наприклад, якщо спочатку автомобіль міг заряджатися зі швидкістю 170 кВт, то через 5 років він уже прийматиме максимум 160 кВт через зміни хімічних процесів в осередках акумуляторів.
Стан батареї перед заряджанням
Заряджання розрядженої батареї займе більше часу, ніж заряджання частково зарядженої. Важливо зазначити, що ця залежність не є лінійною. Іншими словами, батарея, заряджена на 50%, не обов'язково зарядиться вдвічі швидше, ніж повністю розряджена. Швидкість заряджання є найвищою в діапазоні від 20% до 80% загальної ємності батареї, а після досягнення 80% ємності вона знову сповільнюється. Якщо ви плануєте повністю зарядити батарею, процес займе значно більше часу.
Максимальна швидкість заряджання електромобіля
Загальна швидкість заряджання обмежена максимальною швидкістю прийому енергії батареєю. Чим більший потік енергії, тим вища сила струму, що призводить до більшого нагрівання батареї. У разі досягнення небезпечних температур, система керування батареєю обмежить силу струму, активуючи температурний контроль (детальніше про це ми писали в цій статті). Це може пояснити, чому іноді неможливо зарядитися швидше, навіть на станції з вищою швидкістю зарядки.
Наприклад, Audi e-tron 2023 року може приймати від станції потужністю 350 кВт лише 270 кВт, і то не постійно, адже це є її піковою можливою швидкістю заряджання.
Потужність зарядної станції та розподіл потужності заряду між кількістю авто
Швидкість заряджання електромобіля, безумовно, обмежена максимальною швидкістю зарядної станції. Домашні зарядні станції можуть бути вдесятеро менш потужними, ніж швидка зарядна станція, що має потужність 50, 150 кВт і більше.
Водночас на громадських станціях потужність може бути нестабільною через розподіл потужності заряду між кількістю авто. Приклад: якщо до 120-кіловатної станції, яка розрахована на 2 авто, підключений один автомобіль, вона віддає цьому автомобілю всі 120 кВт. Якщо ж одночасно підзаряджаться 2 автомобілі, потужність розподіляється між ними порівну по 60 кВт або залежності від кроку інверторів у зарядній станції (як на скріні) – 80 кВт CSS / 40 кВт Chademo.
Як змінюється потужність заряджання під час однієї сесії – скріншот графіку заряджання в архіві резервацій в застосунку GO TO-U. На зображенні можна побачити, скільки кВт пропонує зарядна станція (синім кольором) і скільки приймає/запитує автомобіль (зеленим кольором). З графіка видно, що на цій зарядці паралельно заряджалась інша машина, потім вона поїхала і доступною стала вся потужність. Але до цього часу автомобіль зарядився до 80%, тому швидкість заряджання знизилася в кінці сесії до мінімуму.
Погода
За низької температури заряджання займає більше часу, оскільки батарея і станція працюють менш ефективно. Різниця особливо помітна під час заряджання від швидкої станції.
Ось як різні температури впливають на заряджання при підключенні до швидкісних зарядних станцій (DC):
+25 градусів Цельсія – оптимальні умови заряджання, забезпечується максимальну швидкість та ефективність.
+10 градусів Цельсія – заряджання трохи повільніше, оскільки батареї потребують часу для досягнення оптимальної температури.
0 градусів Цельсія – заряджання відбувається значно повільніше через потребу в додатковому підігріві батареї.
-5 градусів Цельсія – низькі температури суттєво обмежують хімічні реакції у батареї, зменшуючи швидкість заряджання електромобіля.
-15 градусів Цельсія – зарядка може бути дуже повільною (до прогріву до оптимальної температури) через сильні обмеження хімічних процесів.
Також варто врахувати, що старіші батареї можуть бути більш чутливими до температурних умов. Наприклад, в холодну погоду старіша батарея може потребувати більше часу для підігріву перед зарядкою, що призведе до повільного заряджання порівняно з більш новим автомобілем. Сюди відносяться і можливі проблеми (неполадки) з системою охолодження.
Як бачимо, на швидкість заряджання електромобіля загалом впливають 5 головних факторів. Це як цілком очевидні чинники – ємність батареї та потужність зарядної станції, так і менш очевидні – стан батареї перед заряджанням та в момент підживлення, обмеженість заряджання в самому електромобілі, характеристики і властивості зарядної станції, а також погода.