Az elektromos autók töltési vesztesége: Hova lesz az energia?
Ha gépkocsid akkumulátorának kapacitása 58 kW, az nem jelenti azt, hogy pontosan 58 kWh felhasználásával töltheted fel teljesen a nulláról. Meglepő módon... Gyakran több energiát kell a töltéshez elhasználnod, mint amennyit az autód ténylegesen befogad. Ebből kifolyólag pedig többet kell fizetned.
Az ADAC szerint a felöltött energia teljes mennyiségének akár 10−25%-a is veszteségként jelentkezhet.
Nem kevés, igaz?
Sajnos az a helyzet, hogy normál esetben ez nem is kerülhető el, az energia egyszerűen elvész az autódhoz vezető úton.
De miért történik ez? És mit tehetsz az energiaveszteség minimalizálása érdekében az akkumulátor töltésekor? Nézzük!
And the thing is, you normally cannot avoid it - the energy simply gets lost on the way to your vehicle.
But why is that? And what can you do to minimise energy loss when charging the battery? Let’s see!
Engedélyezni akarja a Integration of youtube videos-t?
Allows the playback of videos, that are hosted on youtube.com. By allowing this feature, you accept the privacy agreement of google.
Mit jelent a töltési veszteség?
Amikor az energia A pontból B pontba áramlik, vagy egyik alakból a másikba alakul, akkor mindig keletkezik némi töltési veszteség. Ez mindig így történik, akár az autódat, a tabletedet, a telefonodat vagy bármilyen más, akkumulátoros eszközt töltesz fel.
Akár érdekel a fizika, akár nem, valószínűleg ismered Einstein szabályát: energiát nem lehet létrehozni vagy megsemmisíteni, csak egyik formából a másikba átalakítani.
Például amikor futsz, az energiád a testedből származó hővé alakul át. Ugyanez érvényes az elektromos autók töltésére is.
Nem tűnik el az energia... de akkor hova kerül? Megmutatjuk.
Az elektromos autók töltési veszteségét befolyásoló 4 fő tényező
A váltakozó áramú töltővel végzett töltési folyamat több összetevőből áll:
Mindegyikük hozzájárul a teljesítmény és a töltés hatékonyságának csökkenéséhez.
1. tényező: töltési veszteség a fedélzeti töltőberendezés miatt
Sajnos a fedélzeti töltők jelentik a legnagyobb gondot az energiaveszteség tekintetében, mivel a hatékonyságuk általában 75 és 95 százalék között van.
Nézzük meg, miért.
A fedélzeti töltőrendszer fő feladata a váltakozó áram egyenárammá alakítása.
Az átalakítás során hő keletkezik, ezért az elektromos autó teljesítményelektronikája normál esetben folyadékhűtésű. Mindazonáltal, ez sajnos nem véd meg teljesen a teljesítményveszteségtől.
A fedélzeti töltőrendszerek különösen kevésbé hatékonyak, ha túl kevés áram folyik a rendszerben. Alapvetően azonban semmit sem tehetsz azért, hogy a folyamat ezen szakaszában elkerüld a töltési veszteséget.
Megjegyzés: Bár a nagy sebességgel történő töltés megoldásnak tűnik, ha folyamatosan ezzel a módszerrel töltesz, az káros a környezetre. Tény, hogy a nagy áramerősség növeli a villamosenergia-hálózatra nehezedő nyomást, míg az alacsonyabb áramerősség jelentősen hozzájárul a hálózat stabilitásához.
2. tényező: töltési veszteség a töltőkábel miatt
Energiaveszteség lép fel akkor is, amikor az áram áthalad a töltőkábelen.
Ez az ellenállás miatt van. Minél rövidebb a töltőkábel, annál kisebb a teljesítményveszteség.
Hogy miért? Mert kisebb az ellenállás.
Tippünk: Próbálj optimális hosszúságú kábelt választani gépkocsid töltéséhez.
3. tényező: töltési veszteség a töltési teljesítmény miatt
A nagyobb teljesítmény nagyobb hőt termel. És ahogy azt már tudod, az energia általában hővé alakul.
A vastag töltőkábel az egyik olyan dolog, amely csökkentheti a hőt, és ezáltal megakadályozhatja az energiaveszteséget. Minél nagyobb a töltési sebesség, annál vastagabb kábelre van szükség.
Tegyük fel, hogy elektromos autódat 11 kW és 22 kW teljesítményen töltöd, ugyanazzal a 11 kW-os töltőállomáshoz szánt kábellel.
Mi történik?
22 kW teljesítménynél a hőtermelés növekedésével nagyobb lesz a veszteség. Ezért jobb, ha egy adott töltési sebességre, vagy annál nagyobbra tervezett kábelt használsz, mivel ebben az esetben kisebb lesz az energiaveszteség.
Tippünk: A töltéshez vastag kábelre lesz szükséged. A go-e például megfelelő kábeleket kínál akár 22 kW-os töltéshez, amelyek lehetővé teszik az energiaveszteség jelentős minimalizálását.
4. tényező: töltési veszteség az elektromos autó akkumulátora miatt
A töltőállomásról származó elektromos energia a lítium-ion akkumulátorban kémiai energiává alakul át. Az átalakítási folyamat hőt termel, és ezáltal energiaveszteséget okoz.
Szerencsére a legtöbb elektromos autó akkumulátorcsomagja – a Nissan LEAF-et leszámítva – rendelkezik hőkezelő rendszerrel, amely csökkenti az energiaveszteséget, amikor az akkumulátor felmelegszik vagy lehűl.
Tippünk: Minél kisebb a töltési teljesítmény, annál „lágyabb” az átalakítás, és annál kisebb a veszteség. Ezért az elektromos autók kisebb sebességgel történő töltése pénzügyi szempontból kedvezőbb. Emellett a kisebb áramerősség nagymértékben hozzájárul az elektromos hálózat stabilitásához.
Az elektromos autók töltési veszteségét befolyásoló további tényezők
Ha fagyos időben, egy téli napon töltöd az autódat, akkor azt észlelheted, hogy az a szokásosnál lassabban tölt.
Valójában az elektromos autó akkumulátorának fel kell melegednie, mielőtt tölteni kezdene. A folyamathoz olyan energiára van szükség, amely egyébként közvetlenül az akkumulátorba kerülne.
Másrészt a forró nyári napok sem ideálisak az elektromos autók töltéséhez.
Szerencsére a legtöbb elektromos autó rendelkezik hűtőkörrel, hogy az meleg időben történő töltéskor csökkentse az akkumulátor hőmérsékletét.
Ez nem igazán nevezhető energiaveszteségnek, hanem inkább az áramfogyasztás egyéb módjának. Egyes kísérletek szerint az elektromos autók töltésének és üzemeltetésének ideális hőmérséklete 20–25 °C.
Tippünk: Előnyös lehet felmelegíteni az akkumulátort a töltés előtt. Ha az elektromos járműved akkumulátorát előkondicionálták, akkor javasoljuk, hogy töltés előtt hagyd, hogy az akkumulátor szobahőmérsékletűre melegedjen vagy hűljön.
Megjegyzés: Tökéletes megoldásnak tűnhet az akkumulátor feltöltése közvetlenül érkezés után, amikor az akkumulátor még meleg. Ha azonban sokan a munkából való hazatérés után azonnal elkezdik tölteni az akkumulátorukat, az nagy terhelést jelent az elektromos hálózat számára.
A forró időben történő töltéssel kapcsolatban a tanácsunk, nos, elég egyértelmű: próbálj árnyékban parkolni, hogy elkerülhesd az akkumulátor túlmelegedését.
Hogyan mérhető az elektromos autók töltési vesztesége?
A legkézenfekvőbb módja ennek az lenne, ha az autó akkumulátorát nulláról 100%-ra töltenéd, és megnéznéd, mennyi energiát fogyasztott. Ezt követően összehasonlíthatnád ezt a számot az autó akkumulátorának kapacitásával, és láss csodát – a különbség a töltési veszteség. De ne siesd el a dolgot, mert egy ilyen kísérlet sokba kerülhet. Semmi jó nem származik abból, ha az autó akkumulátorát tökéletesen lemerítjük!
De hogyan tudhatod meg, hogy milyen töltési veszteséget tapasztalsz minden egyes alkalommal, amikor a töltőkábelt a járművedhez csatlakoztatod?
Használhatod a neves tesztelőszervezetek által szolgáltatott adatokat.
Például az ADAC gazdaságossági vizsgálatot végzett ugyanazzal a 22 kW-os fali dobozzal (AC) és ugyanazokkal a környezeti feltételekkel (23 °C), hogy megállapítsa a töltési veszteséget. A töltési veszteségek jelentős mértékűek voltak.
Az eredmény például azt mutatja, hogy a BMW iX 105 kWh kapacitású akkumulátorának feltöltéséhez 125,2 kWh-ra van szükség. Az olcsóbb Jaguar i-Pace esetében sem jobb a helyzet – 100,8 kWh kell a 90 kWh-hoz.
AC- vagy DC-töltés: különbség a töltési veszteségben
Mint már említettük, a töltési veszteség többnyire akkor következik be, amikor a váltakozó áramot a fedélzeti töltő egyenárammá alakítja. Ez váltakozó áramú töltés esetében releváns.
De mi a helyzet az egyenáramú töltéssel? Lényegesen kisebb az energiaveszteség akkor, ha az energiát nem kell átalakítani miután elhagyta a töltőállomást?
Alapvetően igen. Ne feledd azonban, hogy az egyenárammal történő töltés sem ideális. Mivel rövidebb idő alatt több áram folyik a rendszerben, ez hőveszteséget okoz. Ez azonban csak kisebb veszteség, és az egyenáramú töltés mindenképpen hatékonyabb.
Megjegyzés: Ha folyamatosan egyenáramú töltőről töltöd az elektromos autódat, akkor az károsíthatja a jármű akkumulátorát. Ez inkább olyan helyzetekre alkalmas, amikor nagyon gyorsan kell feltölteni az elektromos járművet. Ha több időd van arra, hogy feltöltsd az autód akkumulátorát energiával, az olyan váltakozó áramú töltőállomások, mint a go-e Charger, sokkal jobb választásnak bizonyulnak.
Összefoglaló
Senki sem szeretne borsos árat fizetni olyan energiáért, amely nem kerül felhasználásra. Nem csoda, hogy a töltési veszteség témája egyre nagyobb hangsúlyt kap.
Az ADAC nevű német autóklub még azt is előírta az elektromos autók gyártói számára, hogy a töltési veszteséget az általános műszaki információk között tüntessék fel.
Egy dolgot nem szabad elfelejteni: a világon semmi sem éri el a 100%-os hatékonyságot.
Bár a töltési veszteséggel kapcsolatos mizéria elég rémisztően hangzik, ez semmi ahhoz képest, mint amikor egy belsőégésű motorban benzint égetünk el az autó meghajtásához!
