Որ գործոններն են ազդում EV լիցքավորման արագության վրա:

EV լիցքավորիչի տեսակն ու հզորությունը. Ծանոթացեք կՎտ-ին, լարմանը և ամպերաժին

Ինչպես է կիլովատտ (կՎտ) հզորությունը ուղղակիորեն որոշում լիցքավորման արագությունը

Էլեկտրական տրանսպորտային միջոցի լիցքավորման սարքի հզորությունը, որը չափվում է կիլովատտերով (kW), մեծ ազդեցություն ունի լիցքավորման արագության վրա: Ավելի բարձր հզորությամբ սարքերը պարզապես ավելի արագ են էլեկտրականությունը մատակարարում մարտկոցին: Վերցրեք, օրինակ, ստանդարտ 2-րդ մակարդակի լիցքավորման սարքը՝ 19,2 կՎտ հզորությամբ, և համեմատեք հիմնական 1-ին մակարդակի սարքի հետ, որն արտադրում է մոտ 1,4 կՎտ: Տարբերությունն այնքան մեծ է, որ առաջինի մեջ ավելի քան 13 անգամ շատ է հոսող հզորությունը յուրաքանչյուր ժամվա ընթացքում: Ուստի էլ այդ առաջատար DC արագ լիցքավորման սարքերը, որոնք 50-ից մինչև 350 կՎտ-ից ավել են, կարող են տրանսպորտային միջոցին տալ 200 մղոնից ավել անցած ճանապարհ կես ժամում: Համեմատեք սա 1-ին մակարդակի դանդաղ լիցքավորման հետ, որն ամեն ժամը 3-5 մղոն է ավելացնում:

Լարման և ամպերաժի դերը հզորության հաղորդման մեջ (kW = V × A)

Լիցքավորման համար հասանելի հզորության չափը կախված է ինչպես լարման (վոլտերով չափված), այնպես էլ հոսանքից (ամպերով): Հիմնական հաշվարկը հետևյալն է. կիլովատտը հավասար է վոլտերին բազմապատկած ամպերով՝ բաժանած 1000-ի: Երբ խոսում ենք ավելի բարձր լարման համակարգերի մասին, դրանք փաստորեն փոխանցման ընթացքում ավելի քիչ էներգիա են կորցնում, քանի որ դիմադրությունը դեմ է ավելի քիչ աշխատում: Դա նշանակում է, որ էլեկտրաէներգիան ավելի արդյունավետ է մատակարարվում: Նայեք, թե ինչ է կատարվում, երբ մեկը կրկնապատկում է լարումը՝ մոտ 400 վոլտից մինչև մոտ 800 վոլտ, մինչդեռ նույն 300 ամպեր հոսանքը շարունակվում է: Հանկարծ, 120 կիլովատտի փոխարեն համակարգից ստանում ենք գրեթե կրկնակի՝ մոտ 240 կիլովատտ: Այս պատճառով է, որ շատ ընկերություններ, որոնք աշխատում են էլեկտրական տրանսպորտի ոլորտում, այսօր շատ ուշադրություն են դարձնում իրենց լարման հնարավորությունները բարձրացնելուն: Նրանք ցանկանում են լավագույն լիցքավորման կատարողականություն՝ առանց ավելի բարձր հոսանքի պահանջներին համապատասխան հաստ, ծանր կեբլների հետ կապված խնդիրների:

AC և DC լիցքավորում. Հզորության հաղորդման և արդյունավետության տարբերություններ

Ստանդարտ AC լիցքավորիչները աշխատում են ավտոմեքենայի ներդրված փոխարկիչի միջոցով՝ AC հոսանքը փոխարկելով DC-ի՝ մարտկոցները լիցքավորելու համար, ինչը սահմանափակում է լիցքավորման արագությունը մոտ 19,2 կՎտ-ով: DC արագ լիցքավորիչները սակայն ամբողջովին այլ մոտեցում են կիրառում. նրանք բաց են թողնում ամրակցված փոխարկման փուլը և անմիջապես DC հոսանք են մատակարարում մարտկոցին, ինչը թույլ է տալիս շատ ավելի բարձր լիցքավորման արագություն՝ որոշ մոդելներում հասնելով 350 կՎտ-ի: Ինչ վերաբերում է թերություններին, ապա այս DC համակարգերը լիցքավորման ընթացքում լիցքավորման առավելագույն հզորության դեպքում մոտ 10-15 տոկոսը կորցնում են ջերմության տեսքով: Մինչդեռ մեծ մասամբ որակյալ AC լիցքավորիչները սովորական օգտագործման ընթացքում պահպանում են մոտ 85-90 տոկոս արդյունավետություն՝ առանց սարքերին չափազանց ծանրաբեռնված դարձնելու: Այսպիսով՝ արագության և արդյունավետության միջև ակնհայտորեն առկա է փոխզիջում՝ կախված այն բանից, թե որ տեսակի լիցքավորիչ է անհրաժեշտ մարդու ամենօրյա վարման սովորությունների համար:

Իրական կյանքի համեմատություն. Տնային և հանրային EV լիցքավորիչների արդյունքներ

Սարքիչի տիպ	Մոտավիր հզորություն	Վոլտաժ	Սովորական լիցքավորման ամբողջական ժամանակ (60 կՎտ·ժ մարտկոց)
Մակարդակ 1 (Տուն)	1,4–1,9 կՎտ	120Վ AC	25–45 ժամ
2-րդ մակարդակ (տնային/հանրային)	7,7–19,2 կՎտ	208–240 Վ սույն հաճախականությամբ	4–10 ժամ
DC Fast (հանրային)	50–350 կՎտ	400–1000 Վ սույն հաճախականությամբ	20–60 րոպե (լիցքավորումը 80%)

Վերջերս կատարված վերլուծությունները ցույց են տվել, որ արագ լիցքավորման DC կայանները հիմա կազմում են հանրային կայանների 38%-ը, ինչը ցույց է տալիս արագ լիցքավորման նկատմամբ աճող պահանջարկը: Տնային տեղադրումների համար 2-րդ մակարդակը մնում է առաջատար՝ շնորհիվ ցածր ենթակառուցվածքային ծախսերի և համատեղելիության շնորհիվ ամենաշատ տնային էլեկտրական համակարգերի հետ:

Մեքենայի մակարդակի գործոններ. առկա լիցքավորիչի սահմանափակումներ և մարտկոցի հատկանիշներ

Բորտային լիցքավորիչի հզորությունը որպես փոփոխական հոսանքով լիցքավորման արագության սահմանափակող գործոն

Շատ էլեկտրական ավտոմեքենաներ արդեն սարքավորված են 3,3 կՎտ-ից մինչև 22 կՎտ տիրույթում բորտային լիցքավորիչներով: Այս բորտային սարքերը էապես սահմանափակում են ավտոմեքենայի փոփոխական հոսանքով լիցքավորման առավելագույն արագությունը՝ անկախ նրանից, թե ինչ տեսակի հատակակալի կամ լիցքավորման կայանին է միացված: Դիտարկենք հետևյալ իրավիճակը. եթե մարդը իր էլեկտրական ավտոմեքենան միացնի հզոր 19,2 կՎտ 2-րդ մակարդակի լիցքավորման կայանին, սակայն նրա մեքենան ունի միայն 7,4 կՎտ բորտային լիցքավորիչ, ապա նա մեկ ժամում կստանա մոտ 30 մղոն լրացուցիչ շարժման տիրույթ: Վերջերս ավտոմեքենաների արտադրողները սկսել են տեղադրել ավելի հզոր բորտային լիցքավորիչներ՝ սովորաբար 19-22 կՎտ սահմաններում: Այս փոփոխությունը տան պայմաններում երկարատև լիցքավորման նստումները կրճատում է մոտավորապես կեսով, թեև ոչինչ չի կարող համեմատվել հանրային վայրերում տեղակայված ուղղակի հոսանքով արագ լիցքավորման կայանների արագության հետ:

Լիցքավորվածության մակարդակ (SOC) և դրա ազդեցությունը լիցքավորման կորի արդյունավետության վրա

Լիթիում-իոնային մարտկոցների լիցքավորման ռեժիմը ընդհանրապես պարզ չէ: Իրականում, նրանք ամենաշատը հզորություն են վերցնում, երբ գրեթե դատարկ են, սակայն մի անգամ լիցքի 80%-ից ավել հասնելուց հետո, գործը մի քանի աստիճան դանդաղում է: Երբ սեղմումները մոտենում են 4,2 վոլտ լարման սահմանին, լիցքավորիչը ստիպված է լինում կրճատել հոսանքի հոսքը կեսից երկու երրորդի սահմաններում՝ այն չտաքացնելու համար: Նայեք, թե ինչ է տեղի ունենում սենյակային ջերմաստիճանում, օրինակ՝ մոտ 20 աստիճան Ցելսիուս (կամ 68 Ֆարենհայթ): Մարտկոցը կարող է ստանձնել 150 կՎտ հզորություն, երբ լիցքավորված է ընդամենը 20%-ով, սակայն 85%-ի դեպքում այն իջնում է միայն 35 կՎտ-ի: Դա նշանակում է, որ լիցքավորման գործընթացի վերջին մասը շատ ավելի երկար է տևում, քան մարդիկ սպասում են, ինչը կարող է նեղություն պատճառել ցանկացած մեկի, ով սպասում է, որ սարքը լիովին լիցքավորվի:

Մարտկոցի առողջության աստիճանական վատթարացումը և հզորության սահմանափակումը լիցքավորման ընթացքում

Քանի որ մատակարարները ժամանակի ընթացքում հնանում են, նրանք ձգտում են պահել ավելի քիչ էներգիա և ավելի դանդաղ լիցքավորվել: Իդահոյի ազգային լաբորատորիայի 2023 թվականին հրապարակված հետազոտության համաձայն՝ լիթիում-իոնային մատակարարները սովորաբար տառապում են մոտ 15-20 տոկոսանոց առավելագույն լիցքավորման արագության անկմամբ մոտ ութ տարի օգտագործման ընթացքում: Սա տեղի է ունենում, քանի որ մատակարարի խոռոչների ներսում մի քանի բան է սխալ ընթանում: SEI շերտը հաստանում է, էլեկտրոդներին լիթիում է նստում, և մեխանիկական լարվածություն է առաջանում կրկնվող լիցքավորման ցիկլների պատճառով: Բոլոր այս խնդիրները դարձնում են իոնների շարժը մատակարարի միջով ավելի դժվար, ինչը նշանակում է, որ ներքին դիմադրությունը մեծանում է, իսկ հասանելի իոնների քանակը նվազում է: Ինչպե՞ս է սա իրականում երևում: Վերցրեք, օրինակ, DC-ի արագ լիցքավորումը: Ամբողջովին նոր մատակարարը կարող է լիցքավորվել ընդամենը 28 րոպեում, սակայն մոտ 100,000 մղոն անցնելուց հետո նույն լիցքավորման գործընթացները կարող են տևել 37 րոպե կամ ավելին՝ կախված մաշվածության աստիճանից:

Բատարեայի քիմիական տարբերություններ. NMC ընդդեմ LFP լիցքավորման վարք

Հատկություն	NMC	LFP
Լարման միջակայք	3.0–4.2V	2.5–3.65V
Առավելագույն լիցքավորման արագություն	2–3C (Բարձր)	1–2C (Ցածր)
Ջերմային զգայունություն	Պահանջում է ակտիվ սառեցում	Թույլատրում է պասիվ սառեցում

Չնայած իդեալական պայմաններում NMC մարտկոցները ավելի արագ լիցքավորման հնարավորություն են ընձեռում, LFP քիմիական կազմությունները պահպանում են իրենց սկզբնական լիցքավորման արագության 90%-ը 3000 ցիկլից հետո՝ էականորեն ավելի լավ արդյունք ցուցադրելով, քան NMC-ն, որը նույն ժամանակահատվածում պահպանում է 75%:

LFP և NMC մարտկոցների շրջակա միջավայրի ու ենթակառուցվածքների ազդեցությունը էլեկտրական ավտոմեքենաների լիցքավորման արդյունավետության վրա

Սառը եղանակի ազդեցությունը մարտկոցի արդյունավետության և լիցքավորման արագության վրա (մինչև 40% դանդաղ)

Երբ ջերմաստիճանը իջնում է 50 Ֆարենհեյթի (մոտ 10 Ցելսիուս) տակ, լիթիում-իոնային մարտկոցների ներսում տեղի է ունենում մի հետաքրքիր երևույթ: Ներքին դիմադրությունը մեծանում է, ինչը նշանակում է, որ էլեկտրոնների համար դժվարանում է տեղաշարժվել, և սա կարող է լիցքավորման արագությունը 20%-ից մինչև 40% նվազեցնել: Անցյալ տարի արդյունաբերական ամսագրում հրապարակված հետազոտության համաձայն՝ էլեկտրական տրանսպորտային միջոցները սառը պայմաններում փողոցում կանգնեցված լինելիս 80% լիցքավորվելու համար անհրաժեշտ է մոտ 30%-ով ավելի շատ ժամանակ, քան սենյակային ջերմաստիճանի շրջակայքում: Այս խնդիրը լուծելու համար ժամանակակից մարտկոցների կառավարման համակարգերը սկսում են սահմանափակել մարտկոցներին մատակարարվող հզորությունը: Դրանք այսպես են անում, քանի որ ցուրտ եղանակին ավելի մեծ խնդիր է դառնում այն, ինչը կոչվում է լիթիումի պլակիրովկա, և ոչ ոք չի ցանկանա, որ իր թանկարժեք մարտկոցային համակարգը ավելի արագ մաշվի:

Ջերմային կառավարում և մարտկոցի նախնական տաքացման ռազմավարություններ

Շուկայահակառակ սառը եղանակի սահմանափակումներին՝ ժամանակակից EV-ները օգտագործում են երկու հիմնարար մոտեցում.

1. Ակտիվ ջերմային կառավարում : Ջերմացված հեղուկ է շրջանառվում մատույցի միջով՝ պահելով 68–95°F (20–35°C) օպտիմալ շահագործման տիրույթը
2. Ուղենavigացիայի ինտեգրված նախնական տաքացում : Ավտոմատ տաքացնում է մատույցը՝ օգտագործելով երթևեկության տվյալները, երբ ուղղվում է DC արագ լիցքավորման կետի

Միացման դեպքում այս համակարգերը սառը եղանակին բնորոշ ուշացումները կրճատում են 50–70%-ով, չնայած սպառում են ընդհանուր էներգիայի 3–5%-ը շահագործման ընթացքում:

Ցանցի կայունություն, սխեմատիկ բեռնվածություն և տնային էլեկտրական կառուցվածք՝ օպտիմալ Level 2 լիցքավորում ստանալու համար

Բնակելի տարածքներում լիցքավորման արդյունավետությունը կախված է ցանցի լարման կայունությունից և սխեմայի բավարար հզորությունից: Հուսալի Level 2 շահագործման համար.

Էլեկտրական պարամետր	Նվազագույն պահանջ	Օպտիմալ արդյունավետության շեմ
Լարման կայունություն	228–252Վ	235–245Վ (±2%)
Շղթայի հզորություն	40Ա	50Ա (20% բուֆեր)

Խելացի нагрузкի կառավարման համակարգի տեղադրումը կանխում է լարման անկումը բարձր պահանջարկի շրջաններում՝ պահպանելով 92–97% լիցքավորման արդյունավետություն՝ համեմատած 78–85% -ի հետ՝ չկառավարվող կառույցներում:

Կեբլի որակը և միացման հուսալիությունը էներգիայի հաղորդման ընթացքում

Լիցքավորման այն կեղծերը, որոնք ճիշտ կերպով չեն սպասարկվում, հանգեցնում են հանրային լիցքավորման կայաններում արդյունավետության խնդիրների մոտ 12-ից մինչև 18 տոկոսի չափով։ Կան մի քանի հաճախ հանդիպող խնդիրներ։ Կապող մասերը ժամանակի ընթացքում օքսիդանում են, ինչը նվազեցնում է հաղորդականությունը 15%-ից մինչև 30%։ Նաև հաճախ դիտվում է մեկուսացման ճեղքերի առաջացում, ինչը հանգեցնում է ջերմության կորստի։ Եվ մի մոռացեք այն մաշված ամրակների մասին, որոնք այլևս լրիվ կապ չեն ստեղծում։ Ընդհակառակը, բարձրորակ կեղծերը, որոնք ոսկով պատված կոնտակտներ են ունենում և հեղուկով սառեցվող բռնակներ, կարող են պահպանել էներգիայի փոխանցման արդյունավետությունը 99%-ից բարձր, ինչը կարևորագույն նշանակություն ունի այս հզոր 350 կՎտ DC արագ լիցքավորման համակարգերի համար, որոնք այսօր շատ տարածված են։

Լիցքավորման ցանցերի միտումներ և օգտատիրոջ օպտիմալացման ռազմավարություններ

DC արագ լիցքավորման ցանցերի աճ և հասանելիության բարելավում

Այսօրվա էլեկտրական տրանսպորտի լիցքավորման աշխարհը արագ փոխվում է: Փորձագետների գնահատմամբ՝ 2034 թվականին DC արագ լիցքավորման կայանները կարող են համաշխարհային շուկայի արժեքը 221 միլիարդ դոլարից ավելի դարձնել: Գլխավոր ավտոմայրուղիների երկայնքով այժմ ամենուր հայտնվում են այս հզոր լիցքավորման կենտրոններ, որոնցից որոշն ունակ են ապահովել 150-ից մինչև 350 կիլովատտ: Դա նշանակում է, որ վարորդները ճանապարհորդության ընթացքում կարող են լիցքավորել իրենց մարտկոցները ընդամենը 15-20 րոպեում՝ աստիճանաբար հանում են մի քանի ժամ սպասելու անհրաժեշտությունը: Քաղաքներն էլ ավելի խելացի են դառնում այս ամբողջ հարցում: Տարածքի կենտրոններում հայտնվում են DC լիցքավորման կայաններ ամբողջ քաղաքի երկայնքով, որոնք միացված են սմարթֆոնի հավելվածներին, որտեղ մարդիկ կարող են ամրագրել տեղեր, վճարել լիցքավորման համար և ստուգել, արդյոք կայանը ազատ է իրենց հասնելու պահին: Իրականում դա տրամաբանական է, քանի որ հարևանության գրեթե կեսը (մոտ 43%) բնակիչները մասնավոր ավտոտնակ չունեն և մեծամասամբ ժամանակ կարիք ունեն հասանելիության համար հանրային լիցքավորման տարբերակներին:

Լիցքավորման արագության առավելագործում. տնային և հանրային լիցքավորման լավագույն պրակտիկաներ

Լիցքավորման արդյունավետությունն ու ծախսերի արդյունավետությունը բարձրացնելու համար վարորդները պետք է

• Տնային լիցքավորումը ծրագրեք ցածր բեռնվածության ժամերին (սովորաբար՝ կես գիշերից մինչև 6 առավոտյան), երբ էլեկտրաէներգիայի հաշիվները իջնում են 18-25%-ով
• Օգտագործեք մեքենայի նախնական պատրաստում՝ մինչև DC արագ լիցքավորումը մատակարարին տաքացնելու կամ սառեցնելու համար
• Հանրային լիցքավորման սեսիաները սահմանափակեք 20–80% SOC միջակայքով, որտեղ պահպանվում են առավելագույն լիցքավորման արագությունները

Այս պրակտիկաները կարող են 30%-ով կրճատել լիցքավորման միջին արժեքները՝ միաժամանակ աջակցելով երկարաժամկետ մատակարարի առողջությանը

Ապագայի երևակայություն. Արագացված լիցքավորման նվաճումներ և տրանսպորտային միջոցից ցանց ինտեգրում

Հիպերլիցքավորման վերջին ալիքը՝ 500-ից 900 կՎտ սահմաններում, նախատեսված է փորձարկմանը, և նրանք պնդում են, որ կարող են էլեկտրական ավտոմեքենայի լիցքավորման միջոցով ապահովել մոտ 200 մղոն անցնելու համար անհրաժեշտ էներգիա տասն րոպեից պակաս ժամանակահատվածում: Նույն ժամանակ ավտոմեքենաների արտադրողները իրենց էլեկտրական համակարգերը բարձրացնում են մինչև 800 վոլտ՝ հրաժարվելով 400 վոլտանոց հին ստանդարտից: Այս փոփոխությունը զգալիորեն կրճատում է էներգիայի կորուստը՝ այն կիսով չափ նվազեցնելով նախկինում կորցված քանակի համեմատ: Այնուհետև կա այն, ինչ կոչվում է տրանսպորտային միջոցից ցանց (V2G) տեխնոլոգիա, որն սկսում է տարածում գտնել: Այն հետաքրքիր է այնովհետև, որ մեկ էլեկտրական ավտոմեքենայի մարտկոցը կարող է տնային պայմաններում լույս ապահովել 12-ից 18 ժամ տևողությամբ էլեկտրական հոսանքի կտրուկ դադարի դեպքում: Որոշ մասնագետներ նույնիսկ ենթադրում են, որ այդ ավտոմեքենաները տարեկան կարող են հավաքագրել շուրջ 120-ից 200 դոլար լրացուցիչ եկամուտ ցանցի էլեկտրաէներգիայի հավասարակշռությունը պահպանելու համար անհրաժեշտ օգնություն ցուցաբերելու համար: Բոլոր այս զարգացումները նշանակում են, որ էլեկտրական ավտոմեքենաները այլևս ոչ թե միայն տրանսպորտային միջոցներ են, այլ դառնում են շարժվող էներգաաղբյուրներ, որոնք համապատասխանում են մեր փոխվող էներգետիկ համակարգին:

FAQ բաժին

Ինչ է նշանակում kW-ի գնահատականը EV լիցքավորիչների համար

EV լիցքավորիչների kW-ի գնահատականը ցույց է տալիս հզորության հնարավորությունը և անմիջապես ազդում է ավտոմեքենայի լիցքավորման արագության վրա

Ինչպե՞ս են լարումը և ամպերաժը նպաստում EV-ի լիցքավորմանը

Լարումը և ամպերաժը լիցքավորիչի ընդհանուր հզորությունը որոշելու գործոններ են, որոնք կարող են հաշվարկվել՝ օգտագործելով հետևյալ բանաձևը՝ kW = վոլտ × ամպեր / 1000

Ինչո՞ւ են AC-ն ու DC-ն տարբեր արդյունավետությամբ լիցքավորիչներ

AC լիցքավորիչները սովորաբար պակաս արդյունավետ են, քան DC արագ լիցքավորիչները, քանի որ նրանք կախված են մեքենայի ներսում կատարվող փոխարկումներից, որոնք սահմանափակում են դրանց արագությունը, իսկ DC լիցքավորիչները հզորությունն անմիջապես մատակարարում են մեքենայի մարտկոցին

Ինչպե՞ս է եղանակը ազդում EV-ի լիցքավորման արդյունավետության վրա

Սառը եղանակը կարող է նվազեցնել լիցքավորման արագությունը՝ մեծացնելով լիթիում-իոնային մարտկոցների ներքին դիմադրությունը, ինչը կարող է դանդաղեցնել լիցքավորման գործընթացը 20-40%-ով

Ինչ է ջերմային կառավարումը EV-ներում

Էլեկտրական տրանսպորտային միջոցներում ջերմային կառավարումը ներառում է համակարգեր, որոնք կարգավորում են մարտկոցի ջերմաստիճանը՝ պահպանելով օպտիմալ պայմանները և խուսափելով լիցքավորման դանդաղեցումից:

Ինչպե՞ս կարող եմ բարձրացնել իմ տնային լիցքավորման արագությունը

Բարձրացրեք ձեր տնային լիցքավորման արագությունը՝ այն ծրագրավորելով ցածր բեռնվածության ժամերին և համոզվելով, որ ձեր տնային էլեկտրական համակարգը ճիշտ կերպով է կարգավորված Level 2 լիցքավորման համար: