Doplňování paliva: Jak dlouho trvá nabíjení elektromobilu

Už jste si dali třetí kávu na čerpací stanici, ale nový elektromobil ještě není nabitý? Mnoho majitelů elektromobilů tento scénář zná až příliš dobře. Dlouhá doba nabíjení může zkomplikovat dovolenou, pracovní schůzky nebo návštěvy rodiny a přátel. V tomto příspěvku na blogu si posvítíme na téma "doba nabíjení elektromobilů" a ukážeme, na čem doba nabíjení závisí a jak se doba nabíjení v budoucnu výrazně zkrátí.
Obsah

Sbohem spalovacímu motoru!

Evropská unie (EU) se nedávno dohodla, že spalovací motory by se měly do roku 2035 stát minulostí. Cílem tzv. „zelené dohody“ – který zahrnuje i konec spalovacího motoru – je trvale snížitemise CO2, a proto již nebudou povolována nová vozidla se spalovacími motory. Budoucnost tedy jednoznačně patří elektromobilům. Stále více firem i soukromých osob se proto již nyní zaměřuje na elektromobilitu. Každý, kdo se v roce 2024 rozhodne pro elektromobil, se však bude muset nejprve vypořádat se dvěma klíčovými otázkami:

  • Kde najdu vhodná nabíjecí místa?
  • Kolik času je třeba věnovat nabíjení elektromobilu?

Dobrou zprávou je, že oblast e-mobility se v současné době rychle rozvíjí. Vznikají dobíjecí stanice v soukromých i veřejných prostorách a probíhá výzkum nových technologií v oblasti elektromobility. Podívejme se však nejprve na údajnou Achillovu patu e-mobility: nabíjecí místa a dobu nabíjení.

Dobu nabíjení ovlivňují dobíjecí stanice a modely vozidel

Nejprve je důležité vědět, že se rozlišuje mezi nabíjením střídavým proudem (AC) a stejnosměrným proudem (DC). AC je zkratka pro „střídavý proud“ a DC pro „stejnosměrný proud“. Při nabíjení střídavým proudem se střídavý proud odebíraný z elektrické sítě mění ve vozidle na stejnosměrný proud. Tento stejnosměrný proud pak nabíjí baterii elektromobilu. Rozdíl oproti nabíjení stejnosměrným proudem: Elektrický proud se mění na stejnosměrný přímo v nabíjecí stanici a teprve poté se nabíjí přímo do baterie vozidla. A v tom spočívá první rozdíl v době nabíjení: nabíjení střídavým proudem, známé také jako „normální nabíjení“ nebo „běžné nabíjení „, trvá podstatně déle než nabíjení stejnosměrným proudem, které je známé také jako „rychlé nabíjení“ .

Největší rozdíl v nabíjení elektromobilů střídavým proudem však vzniká v samotném vozidle a méně v infrastruktuře. Záleží zejména na výkonu palubní nabíječky vozidla. Typické úrovně výkonu jsou 11 kW nebo 22 kW. Výjimkou je zde 22 kW, který je možný pouze ve spojení s přívodem 3 x 32 A, který je k dispozici pouze v několika domácnostech/parkovištích/podzemních garážích/parkovacích místech. Nejběžnější je 3 x 16 ampér, což umožňuje nabíjecí výkon přibližně 11 kW. Pokud je však vozidlo vybaveno pouze jednofázovou palubní nabíječkou, sníží se nabíjecí výkon vozidla na cca 3,7 kW.

To znamená, že ne všechny modely e-vozidel jsou kompatibilní s nabíjecí stanicí na stejnosměrný proud!

Nyní, když jsme se seznámili se základními rozdíly mezi nabíjením střídavým a stejnosměrným proudem a také víme, že na dobu nabíjení má významný vliv příslušný model vozu, se podívejme na přehled faktorů, které mohou ovlivnit dobu nabíjení elektromobilu:

  • Příslušná nabíjecí stanice
  • Typ napájení (nabíjení stejnosměrným proudem a střídavým proudem)
  • Typ zástrčky
  • Model elektromobilu
  • Nabíjecí kapacita nebo energetický obsah baterie elektromobilu
  • Venkovní teplota během nabíjení

Průměrná doba nabíjení elektromobilů

Jak bylo popsáno výše, doba nabíjení závisí na mnoha různých faktorech. Proto pro elektromobily neexistuje „jedna průměrná doba nabíjení“. Na jedné straně doba nabíjení závisí na dostupném příkonu nabíjecí stanice, na výkonu baterie během nabíjení, na stavu nabití baterie a na kapacitě nebo energetickém obsahu baterie. Pro tento příklad předpokládáme energetický obsah baterie 80 kWh. Lze však rozlišovat na základě odpovídajícího nabíjecího výkonu v příslušné nabíjecí stanici:

  • AC 3,7 kW: cca 22 hodin od 0 % do 100 %
  • AC 11 kW: cca 7 hodin od 0 % do 100 %
  • DC 50 kW: cca 1,5 hodiny z 0 na 100 %
  • DC 150 kW: cca 30 minut z 0 na 80 %
  •   DC 350 kW: cca 12 minut z 0 na 80 %

Obecně lze rozlišit tři různé typy nabíjení v závislosti na nabíjecí kapacitě:

  • Normální nabíjení (od 3,7 kW)
  • Rychlé nabíjení (od 22 kW)
  • Nabíjení s vysokým výkonem (od 150 kW)

Zdroj: Shell

Upozornění: rychlé nabíjení je praktické, ale dražší a ne u všech e-aut je možné. Kromě toho je rychlé nabíjení méně šetrné k baterii elektromobilu! Je třeba také poznamenat, že nabíjecí místa na střídavý proud se v současné době nacházejí převážně v soukromých a veřejných prostorách. Plné nabití na 100 % se obvykle provádí na nabíjecích místech AC. Možnosti nabíjení stejnosměrným proudem jsou k dispozici především na dálničních čerpacích stanicích. Je třeba také poznamenat, že baterie vozidel výrazně snižují kapacitu nabíjení při vyšších úrovních nabití (od cca 80 %). Proto má rychlonabíjení smysl pouze do cca 80 %, aby bylo dosaženo rychlého pokroku.

Rychlejší nabíjení v budoucnosti

Klíčovým tématem pro zlepšení doby nabíjení v budoucnu bude i nadále rozšiřování stejnosměrných nabíjecích stanic (350 kW). Vysoce výkonné nabíjecí stanice umožňují nabíjet elektromobily za výrazně kratší dobu, a jsou proto vhodné zejména pro dlouhé cesty, které vyžadují několik nabíjecích zastávek.

Optimalizace modelů elektromobilů a jejich technologií je dalším důležitým pilířem, pokud jde o „zlepšení doby nabíjení“, aby bylo možné především nabíjení stejnosměrným proudem. Pokrok v chemii baterií by mohly dále zkrátit dobu nabíjení a zvýšit hustotu energie. Důležitou roli hrají také účinné chladicí systémy, které bezpečně zvládnou vysoký nabíjecí výkon, aniž by došlo k přehřátí baterie. Tyto technologické inovace ještě plně nevyužily svůj potenciál a budou rozhodující pro budoucnost elektromobility. Dalším aspektem je integrace inteligentních nabíjecích systémů, které se dokáží dynamicky přizpůsobovat a optimalizovat nabíjení. Takové systémy by například mohly zkrátit dobu nabíjení přizpůsobením nabíjecích profilů na základě stavu baterie a aktuálních podmínek v síti.

Kromě technologického pokroku mají velký význam také politická opatření a investice do infrastruktury pro nabíjení. Vlády a podniky musí spolupracovat na vytvoření celostátní a efektivní sítě míst pro elektronické dobíjení.

Souhrnně lze říci, že kombinace technologických inovací, strategického rozšiřování nabíjecí infrastruktury a politické podpory bude rozhodující pro výrazné zjednodušení nabíjení elektromobilů v budoucnosti a výrazné zkrácení doby nabíjení.

Obsah