Ar EV nešiojamojo įkroviklio įkrovimo greitis lėtesnis nei fiksuotųjų?

Galios išvestis: kodėl nejudamieji elektromobilių įkrovikliai paprastai užtikrina žemesnį įkrovimo greitį

1 lygio prieš 2 lygio išvesties ribos ir realaus pasaulio nuvažiuotas atstumas per valandą (mylios/val.)

Nešiojamų EV įkroviklių galios ribos nustatomos pagal jų klasifikacijos lygį. Lygio 1 modeliai jungiami prie įprastų 120 V rozetės, kurios daugumoje namų jau yra įrengtos, tačiau jie suteikia tik apie 1,4 kW galios. Tai reiškia maždaug 3–5 papildomus mylių (apie 4,8–8 km) kiekvieną įkrovimo valandą. Pakilus iki lygio 2 nešiojamų įkroviklių reikia 240 V rozetės, kurios daugelyje namų iš tikrųjų neįrengtos. Net ir tokiais atvejais šie įrenginiai pasiekia maksimalią galią apie 1,9 kW, kas leidžia įkrauti 6–8 mylių (apie 9,7–12,9 km) kiekvieną valandą. Nors tai techniškai yra apie 60 % greičiau nei lygio 1 įkrovikliai, sąžiningai pasakius, tai vis dar nepakankamai greita kasdieniams važiavimo poreikiams. Pavyzdžiui, žmogui, kuriam kasdien reikia nuvažiuoti 40 mylių (apie 64 km) kelionę į darbą ir atgal, automobilio įkrovimas nešiojamuoju įrenginiu priklausomai nuo sąlygų užtruktų nuo 5 iki 13 valandų. Žmonėms, kuriems reikia patikimo įkrovimo be viso dienos laukimo, praktikoje tai tiesiog netinka.

kW reikšmių paaiškinimas: kaip 1,4–1,9 kW nešiojamieji įrenginiai lyginami su 7–11 kW pastoviaisiais įkrovikliais

KW reitingas esminiu būdu nulemia, kiek greitai įkraunamas tam tikras įrenginys, ir čia nejudrieji elektromobilių įkrovikliai pranašesni už jų nejudriuosius atitikmenis. Nejudrieji modeliai paprastai išvysto nuo 1,4 iki 1,9 kW galią, kuri yra nepalyginamai mažesnė nei 7–11 kW galia, kurią užtikrina nejudrieji įrenginiai. Galios skirtumas taip pat lemia labai didelius įkrovimo laiko skirtumus. 1,9 kW nejudrusis įkroviklis, kad atkurtų 100 mylių (apie 161 km) važiavimo nuotolį, prireikia apie 12,5 valandos, tuo tarpu tinkamas 7,4 kW nejudrusis įkroviklis tą pačią užduotį atlieka per mažiau nei tris valandas. Nejudrieji įkrovikliai pasiekia įspūdingus 35–40 mylių (apie 56–64 km) per valandą įkrovimo našumo rodiklius, nes veikia nuo specialiai jiems skirtų elektros grandinių. Jie nesiskundžia šilumos problemomis, ribota amperaža standartinėse rozetėse ar įtampų kritimais, kurie dažnai kelia problemas daugeliui nejudriųjų įkroviklių konstrukcijų. Pavyzdžiui, 82 kWh akumuliatorių visiškai įkrauti nejudriuoju įkrovikliu reikia daugiau nei 59 valandų, o tinkamo nejudriojo įrenginio – tik apie 11 valandų. Tai paaiškina, kodėl dauguma žmonių nejudriuosius įkroviklius laiko tik avariniais sprendimais, o ne kasdieniais naudojamais įrenginiais.

Nešiojamųjų EV įkroviklių dizaino apribojimai

Priklausomybė nuo elektros grandinės, lizdo galios ribojimai ir šiluminis greičio sumažinimas

Nešiojamieji EV įkrovikliai iš esmės apribojami elektros infrastruktūros, kurią jie turi bendrinti su kasdieninėmis buitinėmis prietaisais. Skirtingai nuo pastovių įkrovimo stočių, jie priklauso nuo standartinių namų elektros lizdų – kurie riboja maksimalų galios išėjimą iki 1,4–1,9 kW (12–16 A). Ši priklausomybė sukuria du esminius susiaurėjimus:

• Grandinės bendrinimo rizika kai kiti įrenginiai – pvz., šaldytuvai, mikrobangų krosnelės ar šildymo, vėdinimo ir oro kondicionavimo (HVAC) sistemos – veikia toje pačioje grandinėje, pagal 2023 m. Nacionalinės elektros taisyklių (NEC) saugos reikalavimus, apsauginiai jungikliai išsijungia esant ≈80 % apkrovos talpai, visiškai nutraukdami įkrovimą.
• Šiluminis greičio ribojimas t tęstinis veikimas stumia vidinius komponentus už saugių darbo temperatūrų ribų (≥104 °F / 40 °C), dėl ko automatiškai sumažėja srovės stipris. Tyrimai rodo, kad per karštu oru nešiojamieji įrenginiai gali sumažinti išvesties galios rodiklį 15–20 %, kad būtų apsaugota laidų vientisumas ir išvengta perkaitimo.

Šios apribojimo sąlygos yra įtaisytos į konstrukciją – tai ne laikinos kompromisinės priemonės – ir paaiškina, kodėl realiomis sąlygomis maksimalus našumas retai išlaikomas ilgesnį laiką.

Nėra atskirai skirtos grandinės arba nuolatinio prijungimo: poveikis nuolatiniam galios tiekimui

Nuolatiniai įkrovikliai apeina nešiojamųjų įrenginių apribojimus naudodami nuolatines 240 V jungtis ir atskiras 40–50 A grandines. Toks inžinerinis sprendimas leidžia nuolat tiekti didelę galią be kištukų nusidėvėjimo ar įtampų nestabilumo:

Tiesioginės įrangos prijungimo sistemų naudojimas pašalina kontaktinę varžą ir perkaitymo riziką kištukų jungtyse, leidžiant nuolatinį energijos srautą. Dėl to pastoviosios sistemos užtikrina iki šešis kartus greitesnį įkrovimą – su stabilia veikima visais metų laikais, aplinkos temperatūromis ir vienu metu veikiančių buitinės technikos prietaisų apkrova.

Pastovūs EV įkrovikliai: inžineriniai privalumai, kurie leidžia greitesnį ir patikimesnį įkrovimą

Kai kalbama apie įkrovimo greitį, nuolatinės EV įkrovos stotelės žymiai pranašesnės už nešiojamąsias parinktis, nes jos sukurtos būtent šiai užduočiai, o ne pritaikytos iš kitų panaudojimų. Šios įrangos veikia su specialiais 240 V grandinėmis ir turi patikimus šilumos valdymo sistemas, kurios leidžia jiems nuolat veikti 7–11 kW galia be greičio sumažėjimo ar saugos ribų aktyvinimo. Tai, kad jos nuolat prijungtos prie elektros tinklo, reiškia, kad nėra energijos nuostolių dėl įkišimo ir ištraukimo, o jų įtampų valdymas padeda ilgalaikiškai išsaugoti akumuliatoriaus sveikatą. Ką tai praktiškai reiškia? Nuolatinės stotys paprastai per valandą gali atkurti 25–35 mylių (apie 40–56 km) važiavimo nuotolio, kas yra beveik tris kartus greičiau nei dauguma nešiojamųjų įkroviklių. Be to, kai kam nors reikia visiško naktinio automobilio įkrovimo, ypač tiems, kurių akumuliatorius turi didelę 82 kWh talpą, niekas negali pranikti nuolatinės, tinkamai įrengtos įkrovos stotelės pastovaus našumo kaip pagrindinės įkrovos parinkties.

Realistinio įkrovimo laiko palyginimas populiarioms EV

82 kWh baterija: 0–100 % naudojant nešiojamąjį EV įkroviklį prieš 7,2 kW sieninį įkroviklį

Visiškai įkrauti 82 kWh bateriją iš tuščios naudojant standartinį 1,9 kW nešiojamąjį įkroviklį užtrunka apie 41 valandą, jei viskas vyksta be priekaištų – be jokių perkaitymo problemų ar elektros tiekimo pertraukų. Daug geriau situacija atrodo naudojant 7,2 kW sieninį įkroviklį (wallbox), kuris šią užduotį atlieka maždaug per 10 valandų. Tai daugiau kaip keturis kartus greičiau nei nešiojamasis įkroviklis. Kodėl tokia didelė skirtis? Na, nešiojamieji įkrovikliai paprastai prideda tik apie 3–5 mylių (4,8–8 km) nuvažiuojamojo atstumo per valandą, tuo tarpu fiksuoti 7,2 kW įkrovikliai per valandą suteikia maždaug 25 mylių (40 km) nuvažiuojamojo atstumo. Be to, nešiojamieji įrenginiai realiomis sąlygomis dar labiau kovoja su veikimo problemomis: ilgos įkrovos sesijos, karšta orų sąlygos arba bandymas dalintis elektros grandine visiškai sumažina jų našumą. Fiksuoti įkrovikliai šių problemų neturi, nes jie sukurti su geromis aušinimo sistemomis ir izoliuotomis grandinėmis, kurios leidžia jiems veikti visą laiką pilna galia nepriklausomai nuo išorinių veiksnių.

Praktinis kasdienis naudojimas: naktinis papildomas įkrovimas ir paruošimas kelionėms

Dauguma vairuotojų iš tikrųjų nesidomi tais maksimaliais įkrovos greičiais, apie kuriuos tiek daug kalbama. Svarbu gauti patikimą energiją kasdieniams važiavimo poreikiams patenkinti. Pripažinkime tai: jei kas nors naktį prijungia savo automobilį prie įkroviklio 10 valandų, nekilnojamasis įkroviklis jam pridės tik apie 30–50 papildomų mylių. Tai puikiai tinka trumpoms kelionėms į darbą ir atgal, tačiau palieka mažai vietos netikėtiems planų pokyčiams. Fiksuoti įkrovikliai pasako visiškai kitą istoriją. Šie įrenginiai paprastai po pilnos įkrovos prideda nuo 200 iki 250 mylių, todėl vairuotojai gali lengvai įvykdyti paskutinę minutės pavedimus arba išvykti į savaitgalio keliones, nebesijaudindami dėl likusio nuvažiuotojo atstumo stebėjimo.

• Naktinė papildoma įkrova (pradedant nuo 50 % baterijos):
  • Nejudamasis: prideda 20–25 mylias
  • Sieninis įkroviklis: prideda daugiau nei 100 mylių
• Kelionės ruošimas (8 valandų įkrova):
  • Nejudamasis: prideda ≈40 mylių
  • Sieninis įkroviklis: suteikia ≈200 mylių

Šis skirtumas patvirtina, kad fiksuoti įkrovikliai yra ne tik greitesni – jie yra funkciškai būtini vairuotojams, kuriems kasdien reikia nuvažiuoti daugiau nei 40 mylių arba kurie reikalauja savanoriškos ilgų atstumų važiavimo galimybės.

Dažniausiai užduodami klausimai

• Kodėl nešiojamieji EV įkrovikliai turi mažesnį galios našumą? Nešiojamieji EV įkrovikliai turi mažesnį galios našumą, nes jie remiasi įprastomis namų elektros lizdais, kurie riboja jų elektrinę talpą iki apytiksliai 1,4–1,9 kW.
• Koks yra nuvažiuojamojo atstumo padidėjimas naudojant nešiojamąjį EV įkroviklį? 1 lygio nešiojamasis įkroviklis paprastai per valandą prideda 3–5 mylias nuvažiuojamojo atstumo, o 2 lygio įkroviklis suteikia apytiksliai 6–8 mylias per valandą.
• Ar fiksuoti EV įkrovikliai yra geresni už nešiojamuosius? Taip, fiksuoti EV įkrovikliai paprastai siūlo greitesnį ir patikimesnį įkrovimą dėl jų specializuotos grandinės ir didesnio galios našumo – nuo 7 iki 11 kW.
• Kodėl nešiojamieji įkrovikliai patiria šiluminį apribojimą? Nešiojamieji įkrovikliai dažnai aktyvuoja šiluminį apribojimą dėl neefektyvaus šilumos valdymo, kai ilgalaikė didelė srovė verčia įrenginį viršyti saugias eksploatacijos temperatūras.
• Ar galiu naudoti nuolatinį įkroviklį su paprastu buitinio tinklo lizdu? Ne, nuolatiniai įkrovikliai reikalauja atskiro 240 V tinklo prijungimo, o ne paprasto buitinio tinklo lizdo.