Farvel, farvel forbrændingsmotor!
Den Europæiske Union (EU) blev for nylig enige om, at forbrændingsmotoren skal høre fortiden til i 2035. Målet med den såkaldte “grønne aftale” – som også omfatter enden på forbrændingsmotoren – er at reducereCO2-udledningen på en bæredygtig måde og derfor ikke længere godkende nye køretøjer med forbrændingsmotorer. Fremtiden er derfor helt klart elbiler. Flere og flere virksomheder og privatpersoner fokuserer derfor allerede på elektromobilitet. Men hvis man beslutter sig for en elbil i 2024, skal man først forholde sig til to centrale spørgsmål:
- Hvor kan jeg finde egnede ladestandere?
- Hvor lang tid skal der afsættes til opladning af elbilen?
Den gode nyhed er, at området for e-mobilitet i øjeblikket udvikler sig hurtigt. Der udvikles ladestationer i private og offentlige rum, og der forskes løbende i nye teknologier inden for e-mobilitet. Men lad os først se på e-mobilitetens formodede akilleshæl: ladestandere og ladetider.
E-ladestationer og bilmodeller påvirker opladningstiden
For det første er det vigtigt at vide, at der grundlæggende skelnes mellem AC-opladning (vekselstrøm) og DC-opladning (jævnstrøm). AC står for “altern ating current ” ( vekselstrøm ) og DC for “direct current” (jævnstrøm). Ved AC-opladning omdannes den vekselstrøm, der trækkes fra elnettet, til jævnstrøm i køretøjet. Denne jævnstrøm oplader derefter elbilens batteri. Forskellen er DC-opladning: Elektriciteten omdannes til jævnstrøm direkte i ladestationen, før den oplades direkte i bilens batteri. Og her ligger den første forskel i opladningstid: AC-opladning, også kendt som “normal opladning” eller “almindelig opladning “, tager betydeligt længere tid end DC-opladning, som også er kendt som “hurtig opladning “.
Den største forskel i AC-opladning af elbiler opstår dog i selve køretøjet og i mindre grad i infrastrukturen. Det afhænger især af effekten af køretøjets indbyggede oplader. Typiske effektniveauer er 11 kW eller 22 kW. 22 kW er undtagelsen her og er kun mulig i forbindelse med en 3 x 32 ampere-forsyning, som kun er tilgængelig i nogle få husstande/parkeringspladser/underjordiske parkeringspladser/parkeringspladser. Det mest almindelige er 3 x 16 ampere, som muliggør en opladningskapacitet på ca. 11 kW. Men hvis køretøjet kun har en enfaset indbygget oplader, reduceres opladningseffekten til ca. 3,7 kW af køretøjet.
Det betyder, at ikke alle e-køretøjsmodeller er kompatible med en DC-ladestation!
Nu hvor vi har set på de grundlæggende forskelle mellem AC- og DC-opladning og også ved, at den respektive bilmodel spiller en væsentlig rolle for opladningstiden, så lad os se på en oversigt over de faktorer, der kan påvirke opladningstiden for en elbil:
- Den respektive ladestation
- Typen af strømforsyning (jævnstrømsopladning vs. vekselstrømsopladning)
- Typen af stik
- Modellen af den elektriske bil
- Elbilbatteriets opladningskapacitet eller energiindhold
- Udendørs temperatur under opladning
Gennemsnitlig opladningstid for elbiler
Som beskrevet ovenfor afhænger opladningstiden af mange forskellige faktorer. Der findes derfor ikke “én gennemsnitlig opladningstid” for elbiler. På den ene side afhænger opladningstiden af den tilgængelige strømforsyning fra ladestationen, batteriets ydeevne under opladning, batteriets opladningstilstand og batteriets kapacitet eller energiindhold. I dette eksempel antager vi, at batteriet har et energiindhold på 80 kWh. Der kan dog skelnes mellem dem på baggrund af den tilsvarende opladningseffekt ved den tilsvarende ladestation:
- AC 3,7 kW: ca. 22 timer fra 0% til 100%.
- AC 11 kW: ca. 7 timer fra 0% til 100%.
- DC 50 kW: ca. 1,5 timer fra 0 til 100%.
- DC 150 kW: ca. 30 minutter fra 0 til 80%.
- DC 350 kW: ca. 12 minutter fra 0 til 80%.
Generelt kan man skelne mellem tre forskellige typer opladning afhængigt af opladningskapaciteten:
- Normal opladning (fra 3,7 kW)
- Hurtig opladning (fra 22 kW)
- Opladning med høj effekt (fra 150 kW)
Kilde: Shell
Bemærk: Hurtig opladning er praktisk, men dyrere og ikke muligt med alle elbiler. Desuden er hurtig opladning mindre skånsom for elbilens batteri! Det skal også bemærkes, at AC-ladestandere i øjeblikket overvejende findes i private og offentlige rum. En fuld opladning på op til 100 % foretages normalt ved AC-ladestandere. DC-opladningsmuligheder findes hovedsageligt på motorvejsservicestationer. Det skal også bemærkes, at køretøjets batterier reducerer opladningskapaciteten kraftigt ved højere opladningsniveauer (fra ca. 80 %). Derfor giver hurtigopladning kun mening op til ca. 80 % for at gøre hurtige fremskridt.
Hurtigere opladning i fremtiden
Udbygningen af DC-ladestationer (350 kW) vil også i fremtiden være et centralt element i forbedringen af ladetiderne. De højtydende ladestationer gør det muligt at oplade elbiler på betydeligt kortere tid og er derfor særligt velegnede til lange rejser, der kræver flere ladestop.
Optimering af elbilmodeller og deres teknologi er en anden vigtig søjle i forhold til at “forbedre opladningstiderne”, så jævnstrømsopladning overhovedet bliver mulig. Fremskridt inden for batterikemi kan reducere opladningstiderne yderligere og øge energitætheden. Effektive kølesystemer spiller også en vigtig rolle for sikker håndtering af den høje opladningseffekt uden overophedning af batteriet. Disse teknologiske innovationer har endnu ikke udnyttet deres fulde potentiale og vil være afgørende for fremtidens elektromobilitet. Et andet aspekt er integrationen af intelligente opladningssystemer, der dynamisk kan tilpasse og optimere opladningen. Sådanne systemer kan f.eks. reducere opladningstiden ved at tilpasse opladningsprofiler baseret på batteriets status og de aktuelle netforhold.
Ud over teknologiske fremskridt er politiske tiltag og investeringer i opladningsinfrastrukturen også af stor betydning. Regeringer og virksomheder skal arbejde sammen om at skabe et omfattende og effektivt netværk af e-ladepunkter.
Sammenfattende kan man sige, at kombinationen af teknologiske innovationer, strategisk udbygning af opladningsinfrastrukturen og politisk støtte vil være afgørende for at forenkle opladningen af elbiler betydeligt i fremtiden og forkorte opladningstiderne betragteligt.