Prędkość ładowania pojazdów elektrycznych: ile czasu zajmuje naładowanie pojazdu elektrycznego?

Przejście z samochodów zasilanych gazem na pojazdy elektryczne zasilane akumulatorem to istotna zmiana dla kierowców z długim stażem, wymagająca gruntownej dyskusji. Zmiana ta wiąże się z nauką nowych terminów i rozwijaniem nowych nawyków jazdy, na które wpływają przede wszystkim odrębne cechy i źródła zasilania samochodów elektrycznych. W przeciwieństwie do tradycyjnych samochodów, pojazdy elektryczne mają unikalne funkcje, takie jak hamowanie regeneracyjne, jazda jednym pedałem i różne opcje ładowania. Kierowcy muszą przyzwyczaić się do tych różnic, aby zapewnić sobie płynne i wydajne wrażenia z jazdy. Zrozumienie zawiłości zarządzania akumulatorem, infrastruktury ładowania i zużycia energii ma kluczowe znaczenie dla maksymalizacji korzyści i wydajności pojazdów elektrycznych.

Oprócz czynników środowiskowych (o których mowa w Porozumieniu paryskim), zwolennicy pojazdów elektrycznych liczą na możliwość ładowania ich w domu, zamiast konieczności jazdy do dedykowanej stacji ładowania. Jednak ładowanie pojazdów elektrycznych nie jest tak proste, jak naciśnięcie pompy benzyny do pełnego zbiornika, co zajmuje mniej niż 5 minut. Naładowanie pojazdu elektrycznego od zera do pełnego może zająć godziny. To pozostaje największą przeszkodą dla sceptyków pojazdów elektrycznych. Jest to również powiązane z „lękiem o zasięg”, czyli strachem przed brakiem wystarczającego zasięgu, aby dotrzeć do celu.

Gdy już będziesz jeździć samochodem elektrycznym, Twoje nawyki związane z prowadzeniem samochodu będą się koncentrować na jego zasięgu, pojemności akumulatora i szybkości ładowania. Pamiętaj, że niemal każda funkcja i akcesorium zależą od akumulatora samochodu elektrycznego. Chociaż nie ma branżowego standardu pomiaru prędkości ładowania, przybliżone pojęcie o tym, ile czasu zajmie pełne naładowanie samochodu elektrycznego, może pomóc Ci przezwyciężyć niepokój związany z zasięgiem i wypracować bardziej efektywną rutynę jazdy.

Rodzaje ładowarek EV i ich prędkości ładowania

W większości przypadków typ sprzętu do zasilania pojazdów elektrycznych (EVSE), powszechnie nazywanego ładowarkami EV, decyduje o tym, jak szybko można naładować akumulator pojazdu elektrycznego. Istnieją trzy poziomy ładowania EV: poziom 1, poziom 2 i szybkie ładowanie DC, każdy z różnymi typami wtyczek, wymaganiami dotyczącymi zasilania i prędkościami ładowania.

Poziom 1 (standardowe gniazdo domowe)

Ładowarki EV poziomu 1 to te, które są dołączane bezpłatnie do Twojego EV — o ile Twój producent lub dealer nadal je dostarcza. Niektórzy producenci samochodów, tacy jak Tesla, przestali oferować swoim klientom bezpłatne ładowarki. Nazywane również ładowarkami podtrzymującymi ze względu na niską prędkość ładowania, mogą one dostarczać jedynie od 1,3 kW do 2,4 kW, czyli około 3 mil zasięgu na godzinę ładowania. Dobrą rzeczą w ładowarkach poziomu 1 jest to, że można je podłączyć do standardowego gniazda 120 V NEMA 5-15. Jednak ogranicza to również ich możliwości ładowania.

Jeśli jeździsz około 40 mil dziennie, ładowarka poziomu 1 może wystarczyć do nocnego uzupełniania. W przeciwnym razie możesz potrzebować mocniejszego EVSE.

Poziom 2 (ładowarki domowe i publiczne 240 V)

Ładowarki EV poziomu 2 to rozwiązanie pośrednie między szybkością ładowania publicznego a wygodą ładowania domowego. Występują w dwóch typach: wtyczkowe i przewodowe. Podobnie jak ładowarki poziomu 1, przenośne ładowarki poziomu 2 można podłączyć do standardowego gniazdka domowego (NEMA 14-50, takiego samego, jakiego używa się do dużych urządzeń). Mogą dostarczać od 3 kW do 9,6 kW mocy, co przekłada się na do 36 mil zasięgu na godzinę.

Jeśli chcesz szybszego ładowania w domu, możesz zdecydować się na ładowarki przewodowe poziomu 2. Jednak może być konieczna modernizacja istniejącego systemu elektrycznego, aby dostosować go do dodatkowego obciążenia. Ładowarki przewodowe mają maksymalną moc ładowania 19,2 kW w Stanach Zjednoczonych i do 22 kW w Europie, co przekłada się na zasięg do 75 mil na godzinę. Mogą być montowane na ścianie lub przymocowane do cokołu.

Szybkie ładowanie prądem stałym

Szybkie ładowarki DC to najszybsze i najmocniejsze ładowarki EV, ale dla większości kierowców są raczej wydatkiem niż koniecznością. Zamiast pobierać prąd zmienny i pozwolić ładowarce pokładowej EV przekształcić go na prąd stały, ładowarki DC dostarczają prąd stały bezpośrednio do akumulatora pojazdu, znacznie przyspieszając proces ładowania. Podobnie jak typowe dystrybutory benzyny, ładowarki DC są instalowane na dedykowanych stacjach, gdzie kierowcy mogą podjechać na szybkie doładowanie. Możliwy jest przejazd, ponieważ ładowarki DC mogą dostarczać do 350 kW, co przekłada się na zasięg 240 mil na godzinę lub więcej. Mogą one naładować w pełni naładowane samochody elektryczne od 0 do 80% w mniej niż 30 minut! Aby uzyskać więcej informacji na ten temat, zapoznaj się z naszym artykułem na temat ładowania AC vs DC.

Eksperci sugerują jednak korzystanie z szybkich ładowarek tylko wtedy, gdy jest to konieczne, ponieważ częste szybkie ładowanie wiąże się z degradacją baterii. Ponieważ ładowarka zużywa tak dużo energii, generuje również dużo ciepła, co może mieć wpływ na stan baterii w dłuższej perspektywie.

Czynniki wpływające na prędkość ładowania

Oprócz poziomu naładowania, na szybkość ładowania mogą mieć wpływ inne czynniki, m.in. warunki otoczenia, pojemność akumulatora i stopień rozładowania akumulatora.

Rozmiar akumulatora i model pojazdu

Większa bateria będzie się ładować dłużej, nawet przy użyciu najszybszej dostępnej ładowarki. Na przykład, typowa bateria samochodu elektrycznego o pojemności 60 kWh będzie się ładować od zera do pełna przy użyciu ładowarki 7,4 kW poziomu 2 przez 8 godzin. Tymczasem ładowanie baterii 80 kWh przy użyciu tej samej ładowarki zajmie 10-12 godzin.

Rozmiar baterii w pojazdach elektrycznych różni się w zależności od modelu. Na przykład Tesla Model S 2019 oferuje trzy poziomy wyposażenia: Standard Range, Long Range i Performance. Standard Range jest wyposażony w baterię 75 kWh, której pełne naładowanie przy użyciu ładowarki 7,4 kW zajmuje około 10 godzin. Natomiast wersje Long Range i Performance mają baterię 100 kWh. Naładowanie tych większych baterii tą samą ładowarką 7,4 kW zajmie ponad 13 godzin, aby osiągnąć pełną pojemność. Ta różnica w rozmiarze baterii i czasie ładowania jest niezbędna dla potencjalnych nabywców przy wyborze idealnego modelu pojazdu.

Stan naładowania akumulatora

Stan naładowania (SOC) informuje, jak pusty lub pełny jest akumulator EV. Jest to kluczowe dla określenia, jak szybko lub wolno akumulator można w pełni naładować. Prawie pusty akumulator będzie ładowany szybciej na wczesnych etapach. Gdy zbliży się do 100% lub osiągnie około 80%, ładowanie zostanie spowolnione, aby chronić akumulator przed przegrzaniem. Dlatego możesz zauważyć, że pozostałe 20% trwa dłużej niż pierwsze 80%, tak jak w przypadku telefonu komórkowego.

Zarówno EV, jak i smartfony wykorzystują baterie litowo-jonowe, które naturalnie spowalniają proces ładowania, aby uniknąć gromadzenia się ciepła i zapewnić bezpieczeństwo Tobie i Twojemu EV. Tak więc, jeśli próbujesz naładować samochód elektryczny od 80% do pełna, spodziewaj się, że zajmie to trochę czasu.

Warunki temperaturowe

Akumulatory litowo-jonowe są wrażliwe na wahania temperatury. Ekstremalne ciepło lub zimno może mieć wpływ na wydajność akumulatora i wydajność ładowarki. W chłodniejszych miesiącach reakcje chemiczne wewnątrz akumulatorów litowo-jonowych ulegają spowolnieniu. Aby temu przeciwdziałać, niektóre pojazdy elektryczne mają wbudowane podgrzewacze akumulatorów, aby jony litu były „pobudzone”. Tymczasem dodatkowe ciepło w cieplejszych miesiącach może je jeszcze bardziej zdegradować. Dlatego ładowarki pojazdów elektrycznych ograniczają moc, aby uniknąć przegrzania, co z kolei spowalnia proces ładowania. Przeczytaj więcej w naszym artykule o skuteczności samochodów elektrycznych w zimne dni.

Sprzęt i infrastruktura ładowania

Jak omówiono w poprzedniej sekcji, sprzęt do ładowania jest jednym z największych czynników wpływających na prędkość ładowania pojazdów elektrycznych i hybryd typu plug-in. Ładowarki poziomu 1 mają zazwyczaj maksymalną moc od 1,3 kW do 2,4 kW. Jeśli masz typowy samochód elektryczny o mocy 60 kWh, pełne naładowanie zajmie od 25 do 45 godzin.

Ładowarki poziomu 2 mają moc od 3 do 19,2 kW, co zajmuje od 3 do 20 godzin, aby naładować akumulator samochodu elektrycznego o pojemności 60 kWh. Tymczasem szybkie ładowarki DC mają maksymalną moc od 60 kW do 360 kW. Stacja szybkiego ładowania o mocy 150 kW może w pełni naładować ten sam akumulator w ciągu 30 minut. Jednak prędkości te nadal będą zależeć od systemu zarządzania akumulatorem pojazdu. System zarządzania akumulatorem samochodu jest powszechnie uważany za mózg pojazdu elektrycznego, ponieważ określa optymalną prędkość ładowania w stosunku do stanu naładowania.

Różnice w złączach ładowania pojazdów elektrycznych znacząco wpływają na zasięg ładowania na godzinę. Większość pojazdów elektrycznych w Ameryce Północnej używa złącza J1772 do ładowania prądem przemiennym i Combined Charging System (CCS) do szybkiego ładowania. Jednak niektóre modele, takie jak Nissan LEAF, używają japońskiego złącza CHAdeMO do ładowania prądem stałym. Tesla wykorzystuje jedno złącze — Supercharger — na wszystkich poziomach ładowania. Niedawno główni producenci samochodów, tacy jak Ford i GM, ogłosili plany przejścia na system oparty na Supercharger Tesli, co wskazuje na przejście na bardziej ujednoliconą i potencjalnie bardziej wydajną infrastrukturę ładowania pojazdów elektrycznych.

Rzeczywiste czasy ładowania popularnych modeli pojazdów elektrycznych

Poniżej znajduje się tabela przedstawiająca liczbę mil zasięgu na godzinę, jaką mogą osiągnąć niektóre popularne modele pojazdów elektrycznych w zależności od poziomu ładowania:

Scenariusze ładowania: ile to potrwa?

Ładowanie samochodu elektrycznego w domu może dać inne rezultaty niż ładowanie na publicznej stacji ładowania.

Ładowanie w domu w nocy (poziom 1 i 2)

Poziom 1 ładowania (gniazdo 120 V):Idealne dla kierowców jeżdżących codziennie, ładowanie poziomu 1 zapewnia zasięg około 2-5 mil na godzinę. Oznacza to, że pełne naładowanie dużej baterii może zająć ponad 30 godzin, więc jest najlepsze dla kierowców dojeżdżających do pracy poniżej 40 mil dziennie i mogących zostawić pojazd podłączony do ładowarki na noc.

Poziom 2 ładowania (gniazdo 240 V):Dla osób dojeżdżających do pracy na dłuższych dystansach lub chcących szybciej ładować, ładowanie poziomu 2 jest wygodnym rozwiązaniem w domu. Zazwyczaj zwiększa zasięg o 10–25 mil na godzinę, umożliwiając większości pojazdów elektrycznych pełne naładowanie w ciągu nocy w ciągu 8–10 godzin. Instalacja ładowarki poziomu 2 może wymagać gniazda 240 V, często wymagającego profesjonalnej instalacji.

Szybkie ładowanie publiczne dla podróży drogowych (DC Fast)

Stacje szybkiego ładowania DC (poziom 3):Podczas długich podróży samochodem szybkie ładowanie prądem stałym może być przełomem, dodając 100-200+ mil w zaledwie 15-30 minut, w zależności od modelu EV i pojemności ładowarki. Dzięki stacjom o dużej mocy, takim jak Superchargers Tesli lub publiczne ładowarki o mocy 350 kW, możesz robić krótkie przerwy, aby doładować akumulator i szybko wrócić na drogę.

Planowanie przystanków ładowania:Ponieważ stacje szybkiego ładowania prądem stałym są zazwyczaj zlokalizowane wzdłuż głównych autostrad i w popularnych miejscach, aplikacje do planowania tras, takie jak PlugShare i ChargePoint, mogą pomóc zlokalizować pobliskie stacje, pokazać dostępność w czasie rzeczywistym i obliczyć szacowany czas ładowania.

Opłata za miejsce pracy i miejsce publiczne

Poziom 2 ładowania w miejscu pracy:Wiele firm oferuje pracownikom stacje ładowania poziomu 2, dodając około 20-25 mil zasięgu na godzinę. W przypadku większości pojazdów elektrycznych wystarcza to na całodniowy dojazd do pracy, więc podłączanie pojazdu elektrycznego w godzinach pracy zapewnia wygodny sposób na utrzymanie naładowanej baterii bez konieczności ładowania w domu.

Opłata za miejsce publiczne:Ładowarki poziomu 2 są również powszechnie spotykane w centrach handlowych, siłowniach, hotelach i garażach parkingowych. Te miejsca zapewniają umiarkowane prędkości ładowania, więc nawet kilka godzin może zapewnić wystarczający zasięg do jazdy lokalnej lub zbliżyć Cię do pełnego naładowania przed powrotem do domu.

Wskazówki dotyczące optymalizacji czasu ładowania

Ładuj, gdy bateria jest słaba, ale nie rozładowana:Aby przyspieszyć ładowanie, lepiej jest ładować baterię przy niższym poziomie naładowania, ok. 10–20%, ponieważ bateria ładuje się szybciej, gdy jest bardziej rozładowana.

Unikaj regularnego ładowania do 100%:Ładowanie do pełnej pojemności zwalnia, gdy osiąga ostatnie 20%. Jeśli nie potrzebujesz pełnego ładowania, spróbuj zatrzymać się przy poziomie około 80–90%, aby skrócić czas oczekiwania i chronić baterię.

Użyj ustawień kontroli temperatury:W ekstremalnych warunkach pogodowych wstępne przygotowanie akumulatora pojazdu elektrycznego (ogrzewanie lub chłodzenie) może poprawić szybkość ładowania. Wiele pojazdów elektrycznych umożliwia zarządzanie ustawieniami temperatury za pomocą aplikacji, zwłaszcza przed podłączeniem do szybkiej ładowarki.

Zaplanuj postoje na ładowanie z wyprzedzeniem:Użyj aplikacji takich jak ChargePoint, PlugShare lub natywnej aplikacji Twojego EV, aby zlokalizować stacje i uniknąć godzin szczytu. Planowanie pozwala skrócić czas oczekiwania i znaleźć najefektywniejszą trasę z minimalną liczbą postojów na ładowanie.

Zainwestuj w ładowarkę Home Level 2 (jeśli to możliwe):Jeśli codziennie pokonujesz duże odległości, ładowarka poziomu 2 w domu pozwoli Ci zaoszczędzić czas, ograniczając konieczność korzystania z publicznych ładowarek.