Сколько времени требуется для полной зарядки электромобиля на новых источниках энергии?
Существует простая формула для расчета времени зарядки электромобилей на новых источниках энергии:
Время зарядки = Емкость аккумулятора / Мощность зарядки
Согласно этой формуле, мы можем приблизительно рассчитать, сколько времени потребуется для полной зарядки.
Помимо емкости аккумулятора и мощности зарядки, которые напрямую связаны со временем зарядки, к распространенным факторам, влияющим на время зарядки, относятся также сбалансированная зарядка и температура окружающей среды.
1. Емкость аккумулятора
Емкость аккумулятора — один из важных показателей для оценки характеристик электромобилей на новых источниках энергии. Проще говоря, чем больше емкость аккумулятора, тем больше запас хода автомобиля на чистом электрическом ходу и тем дольше время зарядки; чем меньше емкость аккумулятора, тем меньше запас хода автомобиля на чистом электрическом ходу и тем короче время зарядки. Емкость аккумуляторов электромобилей на новых источниках энергии обычно составляет от 30 кВт·ч до 100 кВт·ч.
пример:
① Емкость аккумулятора Chery eQ1 составляет 35 кВт·ч, а запас хода — 301 километр;
② Емкость аккумулятора версии Tesla Model X с увеличенным запасом хода составляет 100 кВт⋅ч, а дальность хода достигает 575 километров.
Емкость аккумулятора подключаемого гибридного автомобиля на новых источниках энергии относительно невелика, обычно от 10 до 20 кВт⋅ч, поэтому его запас хода на чисто электрической тяге также невелик, как правило, от 50 до 100 километров.
Для одной и той же модели, когда вес автомобиля и мощность двигателя практически одинаковы, чем больше емкость аккумулятора, тем больше дальность хода.
Версия BAIC New Energy EU5 R500 имеет запас хода от батареи 416 километров и емкость батареи 51 кВт⋅ч. Версия R600 имеет запас хода от батареи 501 километр и емкость батареи 60,2 кВт⋅ч.
2. Мощность зарядки
Мощность зарядки — ещё один важный показатель, определяющий время зарядки. Для одного и того же автомобиля, чем выше мощность зарядки, тем короче время зарядки. Фактическая мощность зарядки электромобиля на новых источниках энергии зависит от двух факторов: максимальной мощности зарядной станции и максимальной мощности переменного тока, используемого для зарядки электромобиля, при этом фактическая мощность зарядки принимает меньшее из этих двух значений.
А. Максимальная мощность зарядной станции
Наиболее распространенные мощности зарядных устройств переменного тока для электромобилей составляют 3,5 кВт и 7 кВт, максимальный зарядный ток для зарядного устройства мощностью 3,5 кВт составляет 16 А, а для зарядного устройства мощностью 7 кВт — 32 А.
B. Максимальная мощность зарядки электромобиля переменным током
Максимально допустимая мощность зарядки переменным током электромобилей на новых источниках энергии определяется главным образом тремя аспектами.
① Порт для зарядки от сети переменного тока
Технические характеристики зарядного порта переменного тока обычно указываются на этикетке порта для электромобилей. Для полностью электрических автомобилей часть зарядного интерфейса рассчитана на 32 А, поэтому мощность зарядки может достигать 7 кВт. Существуют также некоторые зарядные порты для полностью электрических автомобилей с током 16 А, например, Dongfeng Junfeng ER30, максимальный зарядный ток которого составляет 16 А, а мощность — 3,5 кВт.
Из-за небольшой емкости батареи подключаемый гибридный автомобиль оснащен зарядным устройством переменного тока на 16 А, а максимальная мощность зарядки составляет около 3,5 кВт. Небольшое количество моделей, таких как BYD Tang DM100, оснащены зарядным устройством переменного тока на 32 А, а максимальная мощность зарядки может достигать 7 кВт (около 5,5 кВт, измеренных водителями).
② Ограничение мощности бортового зарядного устройства
При использовании зарядного устройства переменного тока для зарядки электромобилей, его основные функции — это подача питания и защита. Часть, которая преобразует переменный ток в постоянный для зарядки аккумулятора, — это бортовое зарядное устройство. Ограничение мощности бортового зарядного устройства напрямую влияет на время зарядки.
Например, в BYD Song DM используется зарядный интерфейс переменного тока на 16 А, но максимальный зарядный ток достигает только 13 А, а мощность ограничена примерно 2,8–2,9 кВт. Основная причина заключается в том, что встроенное зарядное устройство ограничивает максимальный зарядный ток до 13 А, поэтому, даже если используется зарядный блок на 16 А, фактический зарядный ток составляет 13 А, а мощность — около 2,9 кВт.
Кроме того, в целях безопасности и по другим причинам, в некоторых автомобилях можно установить ограничение зарядного тока через центральный блок управления или мобильное приложение. Например, у Tesla ограничение тока можно установить через центральный блок управления. Если зарядное устройство может обеспечить максимальный ток 32 А, но установлен ток зарядки 16 А, то зарядка будет производиться током 16 А. По сути, настройка мощности также устанавливает ограничение мощности бортового зарядного устройства.
В итоге: емкость аккумулятора стандартной версии Model 3 составляет около 50 кВт⋅ч. Поскольку встроенное зарядное устройство поддерживает максимальный зарядный ток 32 А, основным фактором, влияющим на время зарядки, является зарядная станция переменного тока.
3. Уравнительный заряд
Сбалансированная зарядка подразумевает продолжение зарядки в течение некоторого времени после завершения основной зарядки, при этом система управления высоковольтным аккумуляторным блоком балансирует напряжение каждой литий-ионной ячейки. Сбалансированная зарядка позволяет добиться практически одинакового напряжения каждой ячейки, тем самым обеспечивая общую производительность высоковольтного аккумуляторного блока. Среднее время зарядки автомобиля может составлять около 2 часов.
4. Температура окружающей среды
В качестве источника энергии в электромобилях используется тройная литиевая батарея или литий-железо-фосфатная батарея. При низких температурах скорость движения ионов лития внутри батареи снижается, химическая реакция замедляется, и емкость батареи падает, что приводит к увеличению времени зарядки. В некоторых автомобилях батарею нагревают до определенной температуры перед зарядкой, что также увеличивает время зарядки.
Из вышеизложенного видно, что время зарядки, полученное на основе емкости/мощности батареи, в основном совпадает с фактическим временем зарядки, где мощность зарядки представляет собой меньшее из двух значений: мощности зарядного устройства переменного тока и мощности бортового зарядного устройства. С учетом равновесной температуры зарядки и температуры окружающей среды, отклонение составляет в основном не более 2 часов.
Дата публикации: 30 мая 2023 г.