Így kalkulálj az elektromos autók töltésével

Az elektromos autók a piac egyre nagyobb részét hódítják meg. Egyszerűbb, ezért kevesebb karbantartást igénylő hajtásuk, az olcsóbb üzemeltetés és a környezetvédelmi előnyök szintén egyre több embert terelnek az EV-k felé. Sokan azonban félnek a tankoláshoz képest bonyolultabb és időigényesebb töltéstől. Mire számíts, mennyi idő alatt tölt fel egy elektromos autó?

Az előző kérdést provokatívnak szántuk, ugyanis a tájékozott olvasó pontosan tudja, hogy ez nem ilyen egyszerű. Nemhiába nem írnak cikkeket a “Mennyi idő megtankolni egy dízelt?” témában… És az is igaz, hogy a tankolás idejét a töltési idővel összehasonlítani kissé sántít, mert egészen más technológiákról van szó. Kicsit olyan ez, mintha azt mondanánk, hogy a kábeles telefont nem kell tölteni, bezzeg egy okostelefont… Természetesen senki nem állítja, hogy egy elektromos autó annyival többet tudna egy belső égésűnél, mint egy okostelefon egy vonalasnál, ezzel együtt a más előnyök másféle használati korlátokkal járnak. Sokkal jobb inkább onnan megközelíteni a dolgot, hogy egy elektromos autó használata mennyi időráfordítást igényel. Az például, hogy otthon rádugjuk az autót egy fali töltőre, és reggelre feltölt, hiába mondjuk 8 óra, csak egy félperces feladat.

Mitől függ az elektromos autó töltési ideje?

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

Kezdjük az egyszerűbb tudnivalókkal, utána haladjunk a bonyolultabb kalkulációk felé. Az elektromos autó töltési idő 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%-atól 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, kifejezetten hideg időben lassabb lehet a töltés.

Most viszont térjünk át a legfontosabb, ámde bonyolult tényezőkre!

Elektromos autó töltési idő: a legfontosabb tényezők

Kezdjük az alapokkal. A töltési sebességet alapvetően az autó, illetve az elérhető töltő/töltőállomás (EVSE) paraméterei határozzák meg. Fontos megemlíteni, hogy kétféle töltő van, az egyik az autó belső vagy fedélzeti töltője, amely minden esetben váltóáramú (AC), illetve vannak az egyenáramú (DC) gyorstöltők, amelyek megkerülik az autó fedélzeti töltőjét.

A köznyelvben gyakran töltőnek nevezett berendezések (pl. 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 természetesen kisebb, mint egy gyorstöltőé. Általában a 3-7 kilowatt tartományban mozog, jobb esetben eléri a 11 vagy 22 kW-ot. Az is sokat számít, hogy hány fázisú ez a belső töltő. Mert ha például egy 11 kW-os fedélzeti töltő három fázisú, akkor egy egyfázisú hálózat esetén ez a teljesítmény harmadára csökken, tehát csak 3,33 kW lesz a tényleges maximális töltési sebesség. Az újabb építésű, illetve modernizált házakban és lakásokban már gyakran van három fázis, de előfordul, hogy csak egyfázisú hálózat áll rendelkezésre, ezzel mindenképp fontos kalkulálnunk!

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

1. Otthoni töltés

Az otthoni töltés talán a leggyakoribb megoldás. A névből mindenki ki tudja találni, miről van szó: hazaérünk, és feldugjuk az autót a hálózatra vagy a kiépített fali töltőre. Amennyiben csak az autó gyári “töltőjét”, azaz EVSÉ-jét használjuk, nagyon fontos, hogy hány fázisú a hálózat, illetve hogy a hány amperes a csatlakozó biztosítéka.

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 (legyen 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 a képletben hárommal meg kell szorozni az áramerősséget. Vegyünk például egy 3×16 amperrel töltő fali töltőt:

230V x16A x 3 = 11,04 kW. Ez már jóval kedvezőbb teljesítmény.

Nézzük ezt meg a gyakorlatban, két modellnél:

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

Az első példában szereplő 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, amely csaknem 80%-os feltöltést tesz lehetővé.

B, 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!

Látszik tehát, hogy az otthoni töltés ideje, kényelmessége nagyobb részt az elektromos hálózaton és csatlakozón múlik. Vannak elektromos autók, amiket 8-10 óra alatt a gyári töltővel konnektorról is kényelmesen fel lehet tölteni egy komfortos hatótávot jelentő szintre, de bizonyos esetekben indokolt lehet egy fali töltő telepítése.

2. 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. Az otthoni töltéshez képest 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.

3. Villámtöltés

A villámtöltés előnye, hogy az autó belső AC töltője nem limitálja a töltési sebességet. Ezzel együtt 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.

Összefoglalás

Tény, hogy az elektromos autó üzemeltetése nagyobb átgondoltságot igényel, mint egy belső égésű modellé. Ezzel együtt a fenti adatokból látszik, hogy az általános, mindennapos használat esetén az otthoni töltés legtöbbször elegendő, főleg, ha nem megyünk óriási távokat. Ha alaposan kiszámoltuk a töltési időket, és az igényeinknek megfelelően alakítjuk ki az otthoni töltési infrastruktúrát (pl. felszereltetünk egy fali töltőt, de az is lehet, hogy elég a 6 amperes konnektort 10 amperesre cserélni), akkor minimális fejfájást okoz az autónk feltöltése.

Ha úgy jön ki a lépés, hogy a városban kell utántöltenünk, akkor érdemes előre kiszámolni, hogy egy adott töltőoszlop mennyi idő alatt mennyi delejt táplál autónkba. A városi töltéshez legtöbbször különféle elektromos autós alkalmazásokat kell segítségül hívnunk. A hosszabb, hatótávon túli utazásokra természetesen még alaposabban érdemes felkészülni, de egy jó villámtöltővel általában fél órán belül vagy akár gyorsabban is rátölthetünk az akkumulátorra, így alig veszítünk időt egy belső égésű autóhoz képest, és addig is kárpótol minket a csendes, simán futó elektromos hajtáslánc.

schiller.hu