Эффективность зарядки электромобилей

Это проявляется по-разному.

Во-первых, если вы снижаете скорость зарядки ближе к концу, это будет гораздо эффективнее, чем принудительная зарядка с определённой скоростью. Аккумуляторы электромобилей (да и вообще все аккумуляторы) предпочитают замедляющуюся зарядку ближе к концу.

А домашняя зарядка переменного тока 2-го уровня — это, по сути, «капельная зарядка» огромной батареи электромобиля. Чем разумнее зарядка 2-го уровня, тем лучше. Представьте, что вы снизили скорость зарядки телефона так, что на зарядку уходит 20 часов. Очевидно, что это очень бережно по отношению к аккумулятору. Это хорошая метафора для зарядки 2-го уровня электромобиля.

Большой - это не добродетель

Теперь многие люди сталкиваются с серьёзными проблемами при установке зарядных устройств второго уровня. Они не задумываются о своих потребностях и просто устанавливают самое мощное из возможных устройств. Часто они совершенно не задумываются о том, насколько это безопасно и законно — увеличивать и без того большую нагрузку на электросеть!

Многие из нас проповедуют здравомыслие и сдержанность, указывая на то, что даже цепи на 20 А/240 В, обеспечивающие зарядку мощностью 3840 Вт, более чем достаточно практически для любых целей, и они поместятся в резервном пространстве большинства домов.

На случай «но иногда» есть быстрая зарядка постоянным током — сделайте это при низком заряде по дороге домой, а затем зарядите аккумулятор на оставшиеся 100 миль или около того дома. Таким образом, быстрая зарядка постоянным током будет происходить в середине диапазона заряда аккумулятора, когда она наиболее эффективна, а зарядка второго уровня обеспечит плавный/завершающий заряд, для которого она и предназначена.

Очевидно, что зарядка мощностью 3840 Вт и силой тока 20 А будет более щадящей для аккумулятора и немного более эффективной, чем зарядка мощностью 11 520 Вт и силой тока 60 А.

Но есть и паразитические нагрузки.

Единственная загвоздка в этом — подготовка аккумулятора и его охлаждение.

При более высоких температурах автомобилю может потребоваться включить систему охлаждения аккумулятора (контур охлаждающей жидкости), чтобы аккумуляторы не перегревались во время зарядки. Чем выше скорость зарядки, тем сильнее нагрузка на систему охлаждения аккумулятора, поэтому медленная зарядка будет более эффективной.

При условии, что электромобиль может «регулировать» скорость охлаждения! Если система охлаждения работает на полную мощность при любой скорости зарядки, то нагрузка на систему охлаждения одинакова при любой скорости зарядки, что снижает эффективность медленной зарядки.

При низких температурах зарядное устройство для электромобилей должно "предварительно разогреть" аккумулятор до безопасной температуры, прежде чем он сможет начать заряжаться. Это означает использование энергии стены для запуска системы охлаждения аккумулятора "в обратном направлении" с помощью резистивного нагрева или теплового насоса для нагрева аккумулятора выше точки замерзания. Этот первоначальный прогрев обойдется точно так же, независимо от скорости зарядки. Однако слишком медленная и слишком эффективная зарядка может привести к недостаточному нагреву аккумулятора и может потребоваться дополнительный нагрев во время зарядки.

Да, для зарядки литий-ионных аккумуляторов действительно существует «золотая середина».

Проблема в том, что по мере приближения к полному заряду аккумулятора большая часть поступающей энергии преобразуется в тепло. Это приводит к двум проблемам:

1. Чем выше температура, тем выше сопротивление элементов, что приводит к ещё большему нагреву. Именно поэтому автопроизводители встраивают системы для тщательного контроля этого параметра. Они (очевидно) хотят избежать перегрева, который может привести к неприятным последствиям.

   
   



2. По мере того как аккумулятор приближается к состоянию полной зарядки, в нём остаётся всё меньше и меньше носителей заряда, которые можно вернуть на их исходные места. Таким образом, процесс зарядки становится всё менее эффективным. Это очень похоже на то, почему вакуумному насосу требуется всё больше времени, чтобы снизить давление на определённую величину по мере приближения к 0. Просто вокруг остаётся всё меньше и меньше молекул воздуха, которые он может откачать.

   
   

На многих электромобилях «обычная» зарядка не доводится до 100 %, поскольку это неэффективно и сокращает срок службы аккумулятора. В большинстве случаев предусмотрена возможность зарядки до 100 % в тех случаях, когда вы знаете, что в следующий раз будете использовать максимальный запас хода.