Φόρτιση ηλεκτρικού αυτοκινήτου: «Χάνεται» ρεύμα κατά τη διαδικασία

Η φόρτιση ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου δεν μεταφέρει όλη την ενέργεια της πρίζας στην μπαταρία: από 20 kWh μπορεί να αποθηκευτούν μόλις 15. Οι απώλειες αυτές είναι φυσιολογικές, αλλά από πού προκύπτουν;

Στα αυτοκίνητα με θερμικούς κινητήρες, ένα ρεζερβουάρ χωρητικότητας 50 λίτρων δέχεται έως 50 λίτρα κατά τον ανεφοδιασμό — εκτός αν η αντλία σάς χρεώσει περισσότερο απ’ όσο βάλατε. Η εικόνα είναι διαφορετική στα ηλεκτρικά αυτοκίνητα: για να φορτίζεις την μπαταρία, καταναλώνεις περισσότερες κιλοβατώρες από τη χωρητικότητά της. Πώς εξηγείται αυτό;

Οι απώλειες ενέργειας οφείλονται σε διάφορους παράγοντες. Έρευνες δείχνουν ότι ενδέχεται να «χαθεί» έως και το ¼ του ρεύματος στη διαδρομή από το δίκτυο ως την μπαταρία. Είναι αδύνατο να μηδενιστούν οι απώλειες, όσο κι αν προσπαθήσεις· μπορείς μόνο να τις μειώσεις.

Στην περίπτωση φόρτισης με εναλλασσόμενο ρεύμα, για παράδειγμα από οικιακή πρίζα «Σούκο», απαιτείται μετατροπή του σε συνεχές ρεύμα, που είναι κατάλληλο για την μπαταρία. Τη διαδικασία αναλαμβάνει ο ενσωματωμένος μετατροπέας, γνωστός ως inverter, καταναλώνοντας ενέργεια.

Απώλειες προκαλεί και το χάλκινο καλώδιο, του οποίου η διατομή είναι συνήθως μικρή, περίπου 1,5 mm², και η αντίσταση ρεύματος μεγάλη. Έτσι, μέρος της ενέργειας γίνεται θερμότητα — κάτι που γίνεται αντιληπτό όταν το καλώδιο ζεσταίνεται στην αφή.

Κατά τη φόρτιση, ενέργεια χρησιμοποιούν επίσης αρκετοί ενσωματωμένοι on board φορτιστές. Σε πολλά αυτοκίνητα, για παράδειγμα, τίθεται σε λειτουργία το σύστημα ψύξης της μπαταρίας, ώστε να αποτραπεί η υπερθέρμανσή της.

Σε συνθήκες καύσωνα, ενεργοποιούνται οι ανεμιστήρες και αντλία διοχετεύει ψυκτικό υγρό στις μπαταρίες. Όταν επικρατεί κρύο, ο εγκέφαλος του συστήματος αξιοποιεί μέρος του ρεύματος από την πρίζα ή την μπαταρία για να θερμάνει τις κυψέλες. Έτσι φτάνουν στην κατάλληλη θερμοκρασία λειτουργίας και μπορούν να φορτίζονται ταχύτερα.

Σε αυτή την περίπτωση δεν πρόκειται ακριβώς για απώλεια ενέργειας, αλλά για παράλληλη κατανάλωση.

Η γερμανική ADAC υπέβαλε πέντε καινούργια ηλεκτρικά αυτοκίνητα σε δοκιμή, προκειμένου να καταγράψει τις απώλειες ενέργειας κατά τη φόρτιση.

Πρώτο στην απόδοση αναδείχθηκε το Renault 5 E-Tech, με απώλειες 5,1% κατά τη φόρτιση σε wallbox 11 kW. Συνολικά, η φόρτιση σε wallbox αποδείχθηκε αποδοτικότερη, καθώς κανένα από τα μοντέλα δεν ξεπέρασε το 7% απωλειών. Στην πρίζα «Σούκο», αντίθετα, το ποσοστό έφτασε έως το 13,7%.

Με απώλειες 6,1% σε wallbox, δεύτερο στη σειρά ήταν το Tesla Model Y. Το αμερικανικό αυτοκίνητο είχε, ωστόσο, τις μικρότερες απώλειες από τα μοντέλα της δοκιμής στην πρίζα «Σούκο»: 12,7%.

Τρίτο κατατάχθηκε το VW ID.7 Tourer, όπου οι απώλειες διαμορφώθηκαν στο 6,9% με wallbox και στο 15,3% με οικιακή πρίζα.

Σε wallbox, το ίδιο ποσοστό απωλειών, 6,9%, κατέγραψε και η Mercedes-Benz CLA. Η εικόνα στην πρίζα «Σούκο» ήταν διαφορετική, καθώς το γερμανικό μοντέλο είχε τις υψηλότερες απώλειες, στο 24,2%.

Απώλειες 7% με wallbox 11 kW σημείωσε το Volvo EX30. Από τα πέντε αυτοκίνητα ήταν το μόνο που μπορούσε να φορτίσει με ισχύ 22 kW, όπου το ποσοστό απωλειών καταγράφηκε στο 6,7%. Στην πρίζα «Σούκο» έφτασε το 14,2%.

Όπως εξήγησε η ADAC, οι μεγαλύτερες παρασιτικές απώλειες της Mercedes στην οικιακή φόρτιση συνδέονται με τη δυνατότητα του φορτιστή της να «τραβά» 8 Ampere από την πρίζα, ενώ τα υπόλοιπα μοντέλα λειτουργούσαν στα 10 Ampere. Για την CLA, η χαμηλότερη ένταση σημαίνει μεγαλύτερη διάρκεια φόρτισης και, παράλληλα, περισσότερες απώλειες.

Η εταιρεία ανέφερε ότι η πρίζα «Σούκο» ενδείκνυται μόνο για περιπτώσεις έκτακτης ανάγκης και όχι για τακτική χρήση.

Άλλωστε, οι περισσότεροι ιδιοκτήτες ηλεκτρικών αυτοκινήτων επιλέγουν wallbox για τη φόρτιση. Με αυτόν τον τρόπο επιτυγχάνονται αισθητά υψηλότερες ταχύτητες, ενώ οι απώλειες είναι μικρότερες.

Οι DC ταχυφορτιστές παρακάμπτουν τον φορτιστή που βρίσκεται ενσωματωμένος στο αυτοκίνητο και διοχετεύουν συνεχές ρεύμα κατευθείαν στην μπαταρία, κάνοντας τη φόρτιση αποδοτικότερη και περιορίζοντας τις απώλειες. Ωστόσο, οι υψηλές ισχείς, που φτάνουν έως τα 350 kW, παράγουν πολλή θερμότητα τόσο στην μπαταρία όσο και στον εξοπλισμό. Ως αποτέλεσμα, οι περισσότερες μπαταρίες εμφανίζουν σταδιακά πρόωρα σημάδια «κόπωσης».