Скорость зарядки электромобиля: сколько времени занимает зарядка электромобиля?

Переход с автомобилей на бензине на электромобили — это важный переход для водителей со стажем, требующий тщательного обсуждения. Это изменение подразумевает изучение новых терминов и выработку новых привычек вождения, в первую очередь под влиянием отличительных особенностей и источников питания электромобилей. В отличие от традиционных автомобилей, электромобили обладают уникальными функциями, такими как рекуперативное торможение, однопедальное вождение и различные варианты зарядки. Водители должны приспособиться к этим различиям, чтобы обеспечить плавное и эффективное вождение. Понимание тонкостей управления аккумулятором, инфраструктуры зарядки и потребления энергии имеет решающее значение для максимизации преимуществ и производительности электромобилей.

Помимо экологических факторов (упомянутых в Парижском соглашении), сторонники электромобилей делают ставку на возможность зарядки дома, а не на необходимость ехать на специальную зарядную станцию. Однако зарядка электромобиля не так проста, как нажатие на бензоколонку до полного бака, что занимает менее 5 минут. Зарядка электромобиля с нуля до полного может занять несколько часов. Это остается самым большим препятствием для скептиков в отношении электромобилей. Это также связано с «беспокойством о запасе хода», которое заключается в страхе не иметь достаточного запаса хода, чтобы добраться до пункта назначения.

Как только вы сядете за руль электромобиля, ваши привычки вождения будут вращаться вокруг его запаса хода, емкости аккумулятора и скорости зарядки. Помните, что почти каждая функция и аксессуар зависят от аккумулятора электромобиля. Хотя не существует отраслевого стандарта для измерения скорости зарядки, приблизительное представление о том, сколько времени потребуется для полной зарядки электромобиля, может помочь вам преодолеть беспокойство о запасе хода и разработать более эффективную рутину вождения.

Типы зарядных устройств для электромобилей и их скорость зарядки

В большинстве случаев тип оборудования для электромобилей (EVSE), чаще называемого зарядными устройствами для электромобилей, определяет, как быстро вы можете зарядить аккумулятор вашего электромобиля. Существует три уровня зарядки электромобилей: уровень 1, уровень 2 и быстрая зарядка постоянного тока, каждый из которых имеет различные типы вилок, требования к питанию и скорости зарядки.

Уровень 1 (стандартная бытовая розетка)

Зарядные устройства EV уровня 1 — это те, которые идут в комплекте с вашим EV бесплатно, если ваш производитель или дилер все еще предоставляет их. Некоторые автопроизводители, такие как Tesla, прекратили предоставлять бесплатные зарядные устройства своим клиентам. Также называемые зарядными устройствами с малым током из-за их низкой скорости зарядки, они могут обеспечивать только от 1,3 кВт до 2,4 кВт, или примерно около 3 миль пробега за час зарядки. Преимущество зарядных устройств уровня 1 в том, что их можно подключать к стандартной 120-вольтовой розетке NEMA 5-15. Однако это также ограничивает их возможности зарядки.

Если вы проезжаете около 40 миль в день, зарядного устройства уровня 1 может быть достаточно для ночной подзарядки. В противном случае вам может понадобиться более мощное EVSE.

Уровень 2 (домашние и общественные зарядные устройства на 240 В)

Зарядные устройства для электромобилей уровня 2 являются промежуточным звеном между скоростью общественной зарядки и удобством домашней зарядки. Они бывают двух типов: подключаемые или проводные. Подобно зарядным устройствам уровня 1, портативные зарядные устройства уровня 2 можно подключать к стандартной бытовой розетке (NEMA 14-50, той же, что используется для крупных приборов). Они могут обеспечивать мощность от 3 кВт до 9,6 кВт, что означает до 36 миль запаса хода в час.

Если вы хотите заряжать быстрее дома, вы можете выбрать проводные зарядные устройства уровня 2. Однако вам может потребоваться обновить существующую электрическую систему, чтобы она могла справиться с дополнительной нагрузкой. Проводные зарядные устройства имеют максимальную скорость зарядки 19,2 кВт в Соединенных Штатах и ​​до 22 кВт в Европе, что соответствует диапазону до 75 миль в час. Их можно либо закрепить на стене, либо прикрепить к пьедесталу.

Быстрая зарядка постоянным током

Быстрые зарядные устройства постоянного тока являются самыми быстрыми и мощными зарядными устройствами для электромобилей, но для большинства водителей они скорее пустая трата времени, чем необходимость. Вместо того, чтобы потреблять переменный ток и позволять встроенному зарядному устройству электромобиля преобразовывать его в постоянный ток, зарядные устройства постоянного тока подают постоянный ток прямо в аккумулятор автомобиля, что значительно ускоряет процесс зарядки. Как и обычные бензоколонки, зарядные устройства постоянного тока устанавливаются на специальных станциях, где водители могут подъехать для быстрой подзарядки. Проезд возможен, поскольку зарядные устройства постоянного тока могут выдавать до 350 кВт, что соответствует запасу хода в 240 миль в час или более. Они могут заряжать полностью заряженные электромобили от 0 до 80% менее чем за 30 минут! Более подробную информацию по этой теме можно найти в нашей статье о зарядке переменным током и постоянным током.

Однако эксперты рекомендуют использовать быстрые зарядные устройства только при необходимости, поскольку частая быстрая зарядка связана с деградацией аккумулятора. Поскольку зарядное устройство потребляет много энергии, оно также выделяет много тепла, что может повлиять на состояние аккумулятора в долгосрочной перспективе.

Факторы, влияющие на скорость зарядки

Помимо уровня заряда, на скорость зарядки могут влиять и другие факторы, в том числе внешние условия, емкость аккумулятора и степень его разрядки.

Размер аккумулятора и модель автомобиля

Более крупная батарея будет заряжаться дольше, даже при использовании самого быстрого доступного зарядного устройства. Например, типичная батарея электромобиля на 60 кВт·ч будет заряжаться от нуля до полной зарядки с использованием зарядного устройства уровня 2 мощностью 7,4 кВт за 8 часов. В то же время зарядка батареи на 80 кВт·ч с использованием того же зарядного устройства займет 10–12 часов.

Размер аккумулятора для электромобилей различается в зависимости от модели. Например, Tesla Model S 2019 предлагается в трех комплектациях: Standard Range, Long Range и Performance. Standard Range поставляется с аккумулятором емкостью 75 кВт·ч, для полной зарядки которого требуется около 10 часов с помощью зарядного устройства мощностью 7,4 кВт. Напротив, комплектации Long Range и Performance оснащены аккумулятором емкостью 100 кВт·ч. Зарядка этих более крупных аккумуляторов с помощью того же зарядного устройства мощностью 7,4 кВт займет более 13 часов для достижения полной емкости. Это различие в размере аккумулятора и времени зарядки важно для потенциальных покупателей при выборе идеальной модели автомобиля.

Состояние заряда аккумулятора

Состояние заряда (SOC) показывает, насколько разряжен или полон аккумулятор вашего электромобиля. Это важно для понимания того, насколько быстро или медленно аккумулятор может быть полностью заряжен. Почти разряженный аккумулятор будет быстрее заряжаться на ранних стадиях. Когда он приближается к 100% или около отметки 80%, зарядка будет замедляться, чтобы защитить аккумулятор от перегрева. Вот почему вы можете заметить, что оставшиеся 20% занимают больше времени, чем первые 80%, как и в случае с мобильным телефоном.

И электромобили, и смартфоны используют литий-ионные аккумуляторы, которые естественным образом замедляют процесс зарядки, чтобы избежать накопления тепла и обеспечить безопасность вам и вашему электромобилю. Поэтому, если вы пытаетесь зарядить электромобиль с 80% до полной зарядки, будьте готовы к тому, что это займет некоторое время.

Температурные условия

Литий-ионные аккумуляторы чувствительны к колебаниям температуры. Экстремальная жара или холод могут повлиять на эффективность аккумулятора и производительность зарядного устройства. В холодные месяцы химические реакции внутри литий-ионных аккумуляторов замедляются. Чтобы бороться с этим, некоторые электромобили имеют встроенные нагреватели аккумуляторов, чтобы поддерживать ионы лития «возбужденными». Между тем, дополнительное тепло в теплые месяцы может еще больше их деградировать. Вот почему зарядные устройства электромобилей дросселируют мощность, чтобы избежать перегрева, что, в свою очередь, замедляет процесс зарядки. Подробнее об эффективности электромобилей в холодную погоду читайте в нашей статье.

Зарядное оборудование и инфраструктура

Как обсуждалось в предыдущем разделе, зарядное оборудование является одним из важнейших факторов, влияющих на скорость зарядки электромобилей и подключаемых гибридов. Зарядные устройства уровня 1 обычно имеют максимальную скорость от 1,3 кВт до 2,4 кВт. Если у вас типичный электромобиль на 60 кВт·ч, то для полной зарядки потребуется от 25 до 45 часов.

Зарядные устройства уровня 2 имеют мощность от 3 до 19,2 кВт, что займет от 3 до 20 часов, чтобы зарядить аккумулятор электромобиля емкостью 60 кВт·ч. Между тем, быстрые зарядные устройства постоянного тока имеют максимальную мощность от 60 кВт до 360 кВт. Станция быстрой зарядки мощностью 150 кВт может полностью зарядить тот же аккумулятор за 30 минут. Однако эти скорости все равно будут зависеть от системы управления аккумулятором автомобиля. Система управления аккумулятором автомобиля широко рассматривается как мозг электромобиля, поскольку она определяет оптимальную скорость зарядки относительно состояния заряда.

Различия в разъемах для зарядки электромобилей существенно влияют на диапазон зарядки в час. Большинство электромобилей в Северной Америке используют разъем J1772 для зарядки переменным током и комбинированную систему зарядки (CCS) для быстрой зарядки. Однако некоторые модели, такие как Nissan LEAF, используют разъем CHAdeMO японского производства для зарядки постоянным током. Tesla использует один разъем — Supercharger — на всех уровнях зарядки. Недавно такие крупные автопроизводители, как Ford и GM, объявили о планах перейти на систему Tesla на основе Supercharger, что указывает на переход к более унифицированной и потенциально более эффективной инфраструктуре зарядки для электромобилей.

Реальное время зарядки популярных моделей электромобилей

Ниже приведена таблица с подробным описанием запаса хода в милях в час для некоторых популярных моделей электромобилей в зависимости от уровня зарядки:

Сценарии зарядки: сколько времени это займет?

Зарядка электромобиля дома может дать иной результат по сравнению с зарядкой на общественной зарядной станции.

Домашняя зарядка в течение ночи (уровень 1 и 2)

Зарядка уровня 1 (розетка 120 В):Идеально подходит для легких ежедневных водителей, зарядка уровня 1 обеспечивает около 2-5 миль в час. Это означает, что для полной зарядки большой батареи может потребоваться более 30 часов, поэтому она лучше всего подходит для водителей, которые ездят на работу менее 40 миль в день и могут оставлять свой автомобиль подключенным к сети на ночь.

Зарядка уровня 2 (розетка 240 В):Для тех, кто ездит на работу дольше или хочет заряжаться быстрее, зарядка уровня 2 станет удобным решением дома. Обычно она добавляет 10–25 миль в час, позволяя большинству электромобилей полностью заряжаться за ночь за 8–10 часов. Для установки зарядного устройства уровня 2 может потребоваться розетка на 240 вольт, часто требующая профессиональной установки.

Общественная быстрая зарядка для поездок на автомобиле (DC Fast)

Станции быстрой зарядки постоянного тока (уровень 3):При длительных поездках быстрая зарядка DC может стать решающим фактором, добавляя 100-200+ миль всего за 15-30 минут в зависимости от модели электромобиля и мощности зарядного устройства. С мощными станциями, такими как Tesla's Superchargers или 350 кВт общественные зарядные станции, вы можете делать короткие перерывы для подзарядки и быстро возвращаться в путь.

Планирование остановок для зарядки:Поскольку станции быстрой зарядки постоянного тока обычно располагаются вдоль крупных автомагистралей и в популярных районах, приложения для планирования маршрутов, такие как PlugShare и ChargePoint, могут помочь найти ближайшие станции, показать доступность в режиме реального времени и рассчитать предполагаемое время зарядки.

Взимание платы на рабочих местах и ​​в общественных местах назначения

Уровень 2. Зарядка на рабочем месте:Многие компании предлагают своим сотрудникам зарядные станции уровня 2, что добавляет примерно 20-25 миль пробега в час. Для большинства электромобилей этого достаточно для покрытия дневных поездок, поэтому зарядка электромобиля в рабочее время — это удобный способ поддерживать аккумулятор заряженным без необходимости заряжать его дома.

Взимание платы в общественных местах назначения:Зарядные устройства уровня 2 также часто встречаются в торговых центрах, спортзалах, отелях и парковочных гаражах. Эти места обеспечивают умеренную скорость зарядки, поэтому даже пара часов может добавить достаточно запаса хода для местных поездок или приблизить вас к полной зарядке перед возвращением домой.

Советы по оптимизации времени зарядки

Зарядка, когда аккумулятор низкий, но не разряжен:Для более быстрой зарядки лучше заряжать при более низком уровне заряда батареи, около 10–20%, поскольку батарея заряжается быстрее, когда она разряжена.

Избегайте регулярной зарядки до 100%:Зарядка до полной емкости замедляется по мере достижения последних 20%. Если вам не нужна полная зарядка, попробуйте остановиться на уровне около 80–90%, чтобы сократить время ожидания и защитить аккумулятор.

Используйте настройки контроля температуры:В экстремальных погодных условиях предварительная подготовка аккумулятора вашего электромобиля (нагрев или охлаждение) может повысить скорость зарядки. Многие электромобили позволяют управлять настройками температуры через приложение, особенно перед подключением к быстрому зарядному устройству.

Планируйте остановки для подзарядки заранее:Используйте приложения вроде ChargePoint, PlugShare или собственное приложение вашего электромобиля, чтобы найти станции и избежать пиковых часов. Планирование позволяет сократить время ожидания и найти наиболее эффективный маршрут с минимальными остановками для зарядки.

Инвестируйте в домашнее зарядное устройство 2-го уровня (если возможно):Если вы ежедневно ездите на большие расстояния, домашнее зарядное устройство уровня 2 может сэкономить время, поскольку вам придется реже пользоваться общественными зарядными станциями.