Каква е ефективността на зареждане на преносимия EV заряден уред тип 2?

Реална ефективност на зареждане на портативно EV зарядно устройство с тип 2

Как се измерва ефективността на променливия ток за портативни EV зарядни устройства с тип 2

Когато оценяваме колко ефективни са преносимите EV зарядни устройства от тип 2, ние всъщност измерваме количеството енергия, което достига до батерията на автомобила, спрямо това, което се изтегля от контактната точка в стената. Има няколко фактора, които намаляват тази ефективност, включително загубите от собствената вградена зарядна система на автомобила, съпротивлението в кабелите и топлината, генерирана по време на работа. Лабораториите извършват тези тестове при доста строги условия — обикновено при температура около стайната (около 25 °C), при стабилно захранване и при зареждане на батерията между 20 % и 80 %, за да не се изкривят резултатите. Погледнете цифрите: някой изтегля 10 киловатчаса от домашния си контакт, но всъщност само 8,8 кВтч достигат до батерията. Това означава, че зарядното устройство работи с ефективност от приблизително 88 %. Тези тестове помагат за справедливо сравнение на различните зарядни устройства и показват колко съществена е разликата, която добра инженерна конструкция прави за реалната производителност на пътя.

Типичен диапазон на ефективност: 85–92 % – сравнен със стенни зарядни устройства и бързи DC зарядни устройства

Портативните Type 2 зарядни устройства обикновено постигат ефективност от 85–92 % – малко по-ниска от тази на постоянно монтираните стенни зарядни устройства (88–94 %) и значително по-ниска от тази на бързите DC зарядни устройства (92–96 %). Тази разлика се дължи на три инженерни ограничения:

• Термични ограничения : Компактните корпуси ограничават отвеждането на топлина, което увеличава резистивните загуби при по-високи токове
• Компромиси с кабела : По-дългите и гъвкави кабели, типични за портативните устройства, внасят по-голямо съпротивление в сравнение с фиксираните инсталации
• Архитектура на преобразуването : За разлика от бързите DC зарядни устройства, портативните AC устройства разчитат изцяло на вградения в автомобила заряден контролер (OBC), което води до неизбежни загуби при преобразуване от AC към DC

При оптимални условия – например при работа на портативно Type 2 зарядно устройство с ток 32 A и напрежение 240 V – ефективността може да достигне 92 %, което намалява разликата със стенни зарядни устройства. Такава производителност осигурява 30–35 мили (48–56 км) допълнителен пробег на час, запазвайки предимството на преносимост, което е от решаващо значение при пътувания с автомобил, временни подслони или домакинства с повече от един автомобил.

Ключови фактори, които намаляват ефективността на преносим заряден устройство за ЕПТ тип 2

Ограниченията на бордовото зарядно устройство на превозното средство (OBC) като доминиращо узкото място

Когато става дума за това колко бързо електрическите автомобили всъщност се зареждат в практиката, вграденият заряден уред или OBC играе по-далеч най-важната роля. Повечето обикновени електрически автомобили са оборудвани с OBC, чиято максимална мощност е между около 7 и 11 киловата. Някои по-премиум модели обаче могат да достигнат до около 19 киловата. Сега си представете портативен заряден уред от тип 2 с номинална мощност 7,6 kW, свързан към автомобил, чийто OBC може да поеме само 3,6 kW. Какво се случва? Е, приблизително половината от тази електрическа енергия се губи като топлина вместо да постъпи в батерията. Затова два изглеждащи идентични портативни зарядни уреда могат да показват толкова различна производителност. Вземете например Kia EV6, който се зарежда с около 40 километра на час при включване, в сравнение с базовия Nissan Leaf, който едва успява да постигне 25 км/ч при подобни условия. Производителите на автомобили обикновено се фокусират върху намаляване на разходите и намаляване на теглото на превозното средство, а не върху увеличаване на мощността на OBC, така че това ограничение остава почти неизбежно за всички системи за зареждане с променлив ток (AC).

Ограничения на източника на захранване: напрежение на веригата (120 V / 240 V), сила на тока (16 A – 32 A) и качество на контакта

Ефективността на преносимия заряден уред рязко намалява, когато източникът на захранване не отговаря на спецификациите:

• Отклонение в напрежението : Веригите с напрежение 120 V намаляват ефективността с 12–18 % спрямо веригите с 240 V поради по-високите изисквания към силата на тока и по-дългото време на зареждане, което усилва топлинните загуби
• Недостиг на сила на тока : Използването на заряден уред с 32 A върху верига с 16 A води до загуба на 7–9 % енергия поради удължено време на зареждане и увеличено съпротивление на медта
• Деградация на контакта : Износените контактни гнезда могат да предизвикат падане на напрежението с до 8 V под нормалното, което увеличава загубите поради съпротивление с 15 % спрямо промишлените контакти

Тези ограничения взаимодействат с ограниченията на бордния заряден уред (OBC), особено при зареждане от домашни, временни или необслужвани електрозахранващи източници, което прави проверката на източника задължително условие за постигане на надеждна ефективност.

Конструкция на конектора тип 2 и неговата роля за ефективността на преносимите EV зарядни устройства

Защо еднофазната работа определя повечето преносими EV зарядни устройства с конектор тип 2 – и какви са нейните последици за ефективността

Портативните EV зарядни устройства от тип 2 най-често работят в еднофазен режим, тъй като трябва да са съвместими с електрическата инсталация, която обикновено е налична в повечето домакинства и обществени места днес. Трехфазното захранване просто не е нещо, което хората обикновено имат в гаражите си или в кафенетата. Въпреки че тези седем контакта на конектора от тип 2 могат да поддържат както еднофазна, така и трёхфазна конфигурация, портативните модели използват само еднофазен режим, за да могат обикновените потребители лесно да ги свържат навсякъде, където има подходящ контакт. Еднофазният режим има КПД около 85–92 %, което всъщност е доста добро, като се има предвид, че при тежки натоварвания той изостава по производителност от трёхфазния. Но това всъщност не е въпрос на неефективност като такава. Основните проблеми се дължат на неравномерното разпределение на фазите и допълнителното съпротивление по време на преноса. Тук помагат комуникационните контакти, вградени в самия конектор. Те позволяват на зарядното устройство динамично да регулира тока, намалявайки загубите на енергия при колебания на напрежението или при прекомерно нагряване на компонентите. По същество производителите са направили избора да жертват малко ефективност в полза на нещо много по-важно в практиката — универсален достъп. Шофьорите могат безопасно и ефективно да зареждат своите автомобили почти навсякъде, където има съвместим контакт, което е по-добро от наличието на изключително ефективно оборудване, което никой всъщност не може да използва у дома.

Оптимизиране на ефективността: съгласуване на преносимия ви EV заряден уред от тип 2 с приемателната мощност на автомобила

Как изходът 240 V / 32 A (7,6 kW) съответства на обичайната AC зарядна приемателна мощност на електромобилите (напр. Tesla, VW ID.4, Kia EV6)

Максималното използване на зареждането зависи значително от това дали преносимият заряден уред съответства на това, което електромобилът може да поеме чрез своя бордов заряден уред (OBC). Разгледайте днешните електромобили като Tesla Model 3 и Y, VW ID.4 и моделите Kia EV6 — те обикновено са оборудвани с OBC с номинална мощност между 7 kW и 11 kW. За най-добри резултати изберете преносим уред, който осигурява около 240 волта при 32 ампера, което дава приблизително 7,6 kW мощност. Тази стойност попада удобно в очаквания от тези автомобили диапазон, така че енергията се предава ефективно, без прекомерно натоварване на вградените компоненти за преобразуване.

Когато изходната мощност и приемателната мощност са съгласувани — както е при повече от 85 % от днешните електромобили — възникват два предимства за ефективността:

• Оптимизирано преобразуване оБК работи в близост до идеалния си диапазон на натоварване, като минимизира загубената енергия поради недостатъчно използване или намаляване на мощността
• Стабилни топлинни характеристики компонентите работят по-студени, което намалява загубите, свързани с електрическото съпротивление

Когато всичко работи правилно и синхронизирано, ефективността от електроразпределителната мрежа директно до батерията е около 92–95 %. Това надвишава ефективността на несъвместимите системи с около 8–12 процентни пункта според последните данни за ЕП от 2023 г. Вземете например случая, когато някой опита да използва голям преносим заряден уред с мощност 22 kW заедно със стандартен бордов заряден уред с мощност само 7 kW. Какво се случва тогава? Системата трябва значително да намали мощността си, което означава загуба на около 15–20 % от цялата входяща енергия под формата на излишна топлина. От друга страна, използването на прекалено слаб заряден уред просто удължава времето за зареждане до неприемливи граници, докато повечето от възможностите на превозното средство остават неизползвани. Мощност около 7,6 kW изглежда е оптималната точка — тя осигурява достатъчна преносимост, без да се жертва много от реалната производителност при обикновени ежедневни шофьорски ситуации.

Често задавани въпроси

Какви фактори влияят върху ефективността на преносим заряден устройство за ЕПК тип 2?

Ефективността се влияе от ограниченията на бордовото зарядно устройство, ограниченията на източника на електрическа енергия (като напрежение и ампераж), съпротивлението на кабела и термичните ограничения. Тези фактори могат да доведат до загуби на енергия, които намаляват ефективността.

Как може да се подобри ефективността на преносимите зарядни устройства тип 2?

Ефективното зареждане се подобрява чрез съгласуване на изходната мощност на зарядното устройство със скоростта, с която ЕПК приема заряда, предпочитане на вериги с напрежение 240 V, проверка на номиналните стойности на автоматичните прекъсвачи и замяна на остарели контакти, които предизвикват загуби поради съпротивление.