Elektromos autó töltési idő

Elektromos autó töltési idő

Az elektromos autók térhódítása elkerülhetetlen. Az egyszerűbb, alacsonyabb karbantartású hajtáslánc, az olcsóbb üzemeltetés, továbbá a környezetvédelmi előnyök vonzzák az embereket az EV-k irányába. Azonban sokan aggódnak a tankoláshoz képest időigényesebb töltés miatt. Vajon az elektromos autó töltési idő mennyi lehet valójában?

Erre a kérdésre nincs egyszerű válasz, mivel nem szokás cikkeket írni a „Mennyi idő megtankolni egy dízelt?” témában. A töltési időt a tankolási időhöz viszonyítani sem életszerű, mivel különböző technológiákról van szó. Ez olyan, mintha azt mondanánk, hogy a kábeles telefon nem igényel töltést, míg egy okostelefon… Természetesen senki nem állítja, hogy az elektromos autó annyival jobb, mint egy belső égésű autó, mint egy okostelefon egy vonalas telefonhoz képest. Más előnyök másféle használati korlátokkal járnak. Jobb megközelíteni úgy a dolgot, hogy egy elektromos autó használata mennyi időráfordítást igényel. Például az, hogy otthoni töltőre dugjuk az autót, és reggelre feltölt, csak egy félperces feladat, bár 8 órának tűnhet.

Az elektromos autó töltési ideje mitől függ?

A rövid, de őszinte válasz a bevezetőben feltett kérdésre természetesen így hangzik: attól függ. De mitől is?

Kezdjük az egyszerűbb dolgokkal, majd haladjunk a bonyolultabb kalkulációk felé. Az elektromos autó töltési ideje attól függ:

  • Az akkumulátor méretétől. Egy kicsi, 40 kWh-ás akkumulátor feltöltéséhez kevesebb áram kell, mint egy nagyobb, mondjuk 75 kWh kapacitásúhoz.
  • Az akkumulátor töltöttségi szintjétől. Az elektromos autó akkumulátorok nettó kapacitástartományán belül mozogva sem mindegy, hogy a nettó kapacitás 5%-ától töltjük-e fel 100%-ig, vagy 20%-tól 70%-ig. Ugyanis a legtöbb akkumulátor karakterisztikája olyan, hogy a névleges töltési teljesítményt csupán a töltöttségi tartomány közepén, nagyjából 20% és 60% között tudja. Ez alatt sem éri el a névértéket, de felfelé haladva el fog érni egy ún. “letörési pontot”, ami fölött drasztikusan visszaesik a töltési sebesség.
  • A hőmérséklettől. Bár a legtöbb akkumulátor rendelkezik hőmérsékletet szabályozó rendszerrel, hideg időben lassabb lehet a töltés.

Most viszont térjünk át a legfontosabb, bonyolult tényezőkre!

Elektromos autó töltési idejének legfontosabb tényezői

Kezdjük az alapokkal. A töltési sebességet az autó és az elérhető töltő/töltőállomás (EVSE) paraméterei határozzák meg. Kétféle töltő van: az autó belső vagy fedélzeti töltője, ami mindig váltóáramú (AC), és az egyenáramú (DC) gyorstöltők, amelyek megkerülik az autó fedélzeti töltőjét.

A legtöbb töltőoszlop valójában EVSE. A köznyelvben gyakran töltőnek nevezett berendezések (például egy áruháznál található “töltőoszlop” vagy egy otthoni “töltő”) nem igazi töltő, hanem úgynevezett EVSE, amely egy szabályozóeszköz. Feladata, hogy intelligensen az autó (fedélzeti töltőjének) tulajdonságaihoz igazítsa a szolgáltatott áram erősségét.

Az autó belső töltőjének teljesítménye általában 3-7 kilowatt, esetenként elérheti a 11 vagy 22 kW-ot. Fontos, hogy hány fázisú ez a belső töltő. Ha például egy 11 kW-os fedélzeti töltő három fázisú, egy egyfázisú hálózat esetén a teljesítmény harmadára csökken, tehát csak 3,33 kW lesz a tényleges maximális töltési sebesség. A három fázisú hálózatok egyre gyakoribbak, de előfordulhat, hogy csak egyfázisú a rendelkezésre álló hálózat.

Mielőtt konkrét számokat mondanánk, érdemes szétválasztani a töltés háromféle típusát.

Otthoni töltés

Az otthoni töltés a leggyakoribb megoldás. Ha csak az autó gyári töltőjét, azaz EVSÉ-jét használjuk, fontos a hálózat fázisszámának és a csatlakozó biztosítéka áramerősségének ismerete. A fali töltőkhöz külön kell kiépíteni a hálózatot, ezért ezek általában három fázisúak és komolyabb áramerősséget is elbírnak. Az alábbi módon lehet kiszámolni az adott időegység alatt betáplált áram mennyiségét:

Teljesítmény: 230V szorozva áramerősség (például 6 A) = 1380 W, azaz 1,38 kW. Ez egy gyenge, egyfázisú otthoni hálózat értéke. Ezt megszorozva megkapjuk a betáplált áram mennyiségét:

1,38 kW szorozva 10 órával: 13,8 kWh.

Ha három fázisunk van, akkor hárommal kell szorozni az áramerősséget. Vegyünk például egy 3×16 amperrel töltő fali töltőt:

230V x 16A x 3 = 11,04 kW. Ez már kedvezőbb teljesítmény.

Nézzük ezt meg két modellnél

  • Volkswagen e-Up: a fedélzeti töltő teljesítménye 3,6 kW (egy fázis), a legnagyobb választható akkumulátor mérete 36,8 kWh.

    Az első példában egy 6 amperes otthoni konnektorba dugva a gyári töltővel óránként 1,38 kWh áramot tölthetünk bele, 8 óra alatt tehát 11,04 kWh-t, azaz az akkumulátor kapacitásának harmadát sem töltjük fel.

    Egy fali töltővel, amelyet a maximális 3,6 kW teljesítményre terveztek, 8 óra alatt 28,8 kWh áramot tölthetünk bele, ami csaknem 80%-os feltöltést tesz lehetővé.

    Az elektromos autó töltési ideje számításokra van szükség.

  • Renault Zoe R90: a fedélzeti töltő teljesítménye 22 kW (3 fázis), az akkumulátor 25 kWh kapacitású.

    Mennyi idő alatt lehet feltölteni ezt a kicsi akkumulátort?

    Az első példában kiszámolt 1,38 kW-os teljesítménnyel (1 fázis, 6A) több, mint 18 óra alatt tudnánk teljesen feltölteni, 8 óra alatt pedig 11,04 kW-ot tudunk betáplálni, ami a kapacitás kevesebb, mint fele.

    Ha viszont a három fázisú, 16 amperes fali töltővel töltjük (11,04 kW), akkor látszik, hogy nagyjából két és fél óra alatt teljesen fel is tudjuk tölteni!

Az otthoni töltés ideje nagyrészt az elektromos hálózaton és csatlakozón múlik. Bizonyos autókat 8-10 óra alatt a gyári töltővel konnektorról kényelmesen fel lehet tölteni egy komfortos hatótávot jelentő szintre, de bizonyos esetekben indokolt lehet egy fali töltő telepítése.

Célállomás töltés

A célállomás töltés azt jelenti, hogy autónkkal elmegyünk valahova, ahol néhány órát eltöltünk, és addig töltőre dugjuk az autót. Ilyen lehet egy pláza vagy bevásárolóközpont. A nyilvános töltőoszlopok általában 7,4 kW (egy fázis, 32A), 11 kW (három fázis, 16A), illetve 22 kW (három fázis, 32A) teljesítményűek. A Renault Zoe kivétel, de sajnos a legtöbb autó nem tudja kihasználni ezeket a töltőoszlopokat, mert ennél kevesebbet tud a fedélzeti töltője. A Volkswagen e-Up-ot például ugyanúgy csak 3,6 kW teljesítménnyel tudjuk tölteni.
Bár a városban található különféle töltési pontok használata nem minősül célállomás töltésnek, az alkalmazott technológia ugyanaz, ezért hasonlóan alakulnak a töltési idők.

A nyilvános töltőoszlopok általában gyorsabb töltést tesznek lehetővé, mint a gyári töltő.

Villámtöltés

A villámtöltés előnye, hogy az autó belső AC töltője nem limitálja a töltési sebességet. Az egyenáramú (DC) villámtöltés esetén is van egy beépített elektronikai küszöbérték, amennyit elbír az akkumulátor. Így közel sem biztos, hogy autónk ki tudja használni az általában 50 kW, illetve 120 kW teljesítményű villámtöltőket. Nézzük meg, mi a helyzet a korábban már említett Volkswagen e-Upnál:
A Volkswagen e-Up 40 kW-os maximális töltési sebességgel rendelkezik, ez azt jelenti, hogy a nagyobb, 36,8 kWh-s akkumulátort nagyjából 55 perc alatt tölti fel teljesen. Más autók, például a Tesla Model 3 akár egészen 250 kW-os töltési teljesítménnyel is rendelkezhetnek, ez esetben már tényleg villámtöltésről van szó.

Áttekintés

Az elektromos autó üzemeltetése több odafigyelést igényel, mint a belső égésű modelleké. A fenti adatok alapján az otthoni töltés általában elegendő a mindennapos használathoz, különösen, ha nem nagy távolságokra megyünk. Ha alaposan kiszámoltuk a töltési időket és megfelelően kiépítettük az otthoni töltési infrastruktúrát, minimális lesz az autónk feltöltése miatti fejfájás.

Ha a városban kell utántöltenünk, előre kell kalkulálnunk, hogy egy adott töltőoszlop mennyi idő alatt mennyi energiát ad autónkba. A városi töltéshez gyakran elektromos autós alkalmazásokat kell használnunk. A hosszabb utazásokra érdemes alaposan felkészülni, de egy jó villámtöltővel általában rövid időn belül feltölthetjük az akkumulátort, így alig veszítünk időt egy belső égésű autóhoz képest, és addig is kárpótol minket a csendes, sima elektromos hajtáslánc.