Elektromos autók és a töltés: alapok, amikkel nem árt tisztában lenni

A belső égésű motoros autók több mint 130 éve velünk vannak, így a legtöbben ismerjük a működésük lényegét. Más a helyzet azonban az elektromos autóknál, hiszen az új technológia teljesen új műszaki alapokra helyezi az autózást. Ettől nem kell megijedni, mivel nem ördöngösségről van szó, csupán egy picit fel kell frissíteni a fizikaórákon hallottakat. Mielőtt bárki megriadna, nem kell azért érettségi tételekre gondolni, csupán pár alapismeretet érdemes leporolni.

Árammal tölteni, de hogyan és meddig?

Az elektromos autókat alapvetően háromféle módon tölthetjük fel: háztartási konnektoron/dugaljon keresztül, EV-töltőponton vagy gyorstöltővel. Előbbi kettő váltóárammal (AC), utóbbi egyenárammal (DC) tölt. Fontos, hogy az autó aksija mindig egyenáramot (DC) fog tárolni, legyen bármilyen is a töltés módja. Röviden és egyszerűen tehát így néz ki a folyamat: váltóáram (AC) érkezik a hálózatról, amelyet a töltők vagy az autó saját rendszere egyenárammá (DC) alakítanak, amely tárolható az autó akkumulátorában.

Az akkumulátor feltöltéséhez szükséges idő több tényezőtől függ: az adott töltőpont maximális és pillanatnyi teljesítményétől (kW-ban mérjük), az adott töltőpont által leadott áram fajtájától ( váltó- vagy egyenárammal működik-e), az autó fedélzeti töltőjének maximális teljesítményétől (kW-ban), továbbá az akkumulátor kapacitásától (kWh-ban jelöljük).

A háztartási, „sima” konnektoros töltés a leglassabb, hiszen az otthoni elektromos hálózatot alapvetően kisebb teljesítményű elektromos berendezésekre találták ki. Így egy mai modern elektromos autó otthoni, konnektoros töltése akár 30-40 órába is telhet (például egy 350 km hatótávú autó átlagos töltési ideje fali dugaljról 2-3 nap is lehet). És mi erre a magyarázat? Ezen a pontos érdemes kicsit felfrissíteni a fizikaórán tanultakat! A teljesítményt kilowattban, az időt pedig órában mérjük, akkor a munka mértékegysége a kilowattóra. Tehát 1 kWh az az elektromos munka, amit egy elektromos fogyasztó felvesz 1 kilowatt teljesítményt fogyasztva 1 órán keresztül. Tegyük fel, hogy az autónkban egy 80 kilowattórás akkumulátorcsomag található. Egy fali dugaljon, azaz konnektoron keresztül hálózattól függően maximum 2 kW-tal tudjuk tölteni az elektromos autó akkumulátorát, ami azt jelenti, hogy 1 óra alatt 2 kilowattot tölt az akkumulátoron. Ebből könnyen kiszámolható, hogy ez esetben 40 óráig tartana az akku teljes feltöltése.

Ez, ahogy említettük, meglehetősen lassú, de szükség eseténél a semminél több. Ha viszont ennél gyorsabbak szeretnénk lenni, érdemes beszerezni egy otthoni, úgynevezett fali töltőt, amely típustól függően 4-11 kilowattórás teljesítményre képes: egy ilyen eszközzel átlag 4 óra alatt lehet feltölteni egy ma átlagos akkumulátort, másképp fordítva az elektromos autó fogyasztásától függően hozzájutunk 200-300 km-re elegendő áramhoz. Ez ugyan időben még mindig több, mint egy tankolás, de ha belegondolunk, akár a munkahelyen, akár otthon minden nap eltöltünk ennyi időt, így, ha üres aksival érünk haza, reggelre teljesen feltölthető az autó. A nagyobb teljesítményű töltők további előnye, hogy résztöltéskor is hatékonyak, tehát, ha hirtelen el kellene szaladni otthonról, akkor várhatóan legalább annyi töltés lesz a kocsi akkujában, amivel egy rövidebb, vagy akár középhosszú táv megtehető.

Ha elektromos autót használva gyorsan, sok energiára van szükségünk, akkor felkereshetünk egy nagyteljesítményű utcai (CCS) töltőoszlopot, ami a fent említett töltési módok közül a leggyorsabb. Az utcai töltők között többfélét is találhatunk, amelyek teljesítménye 10-300 kW között mozog (a korábbi telepítésűek, amelyek ma az oszlopok zömét adják általában 10-20 kW teljesítményűek, viszonylag könnyen találni 50 kW-os töltőket, a 100 kW felettiek még ritkák). A skála utóbbi vége ma még meghaladja a legtöbb elektromos autó töltési sebességét, azaz a töltés gyorsaságának az autónkba épített töltésvezérlés és akkumulátor képességei szabhatnak határt. Egy mai modern elektromos autót 150 kW-tal is lehet tölteni, ami 75-ször gyorsabb, mint az otthoni konnektoros töltés. Persze jegyezzük azért meg, hogy a töltési teljesítmény növekedésével időt spórolunk, de pénzt kevésbé, mert minél nagyobb teljesítményű a töltőoszlop, a szolgáltatók annál drágábban adják az áramot.

Teljesítmény és üzemi hőmérséklet

Az elektromos autók sajátossága, hogy a töltés sebessége attól függően is változik, hogy mennyi „nafta” maradt az akkumulátorban. Afféle ökölszabályként kijelentető, hogy 20-80% között a leggyorsabb a töltés, ami ideális a napi használathoz (a legtöbb autós átlag 30-50 kilométert tesz meg egy nap, ami egy kisebb kapacitású akkumulátorral szerelt jármű számára sem megugorhatatlan feladat). Elméletileg egy 150 kW teljesítményű gyorstöltővel egy teljesen lemerült akkumulátor is kb. egy óra alatt feltölthető, de egy 20%-os aksihoz már 15 perc töltés is elegendő ilyen teljesítménynél. Persze reálisabb egy 50 kW-os töltő példáját felhozni, ami gyakoribb, ezzel egy kávézásnyi idő alatt juthat a lemerült elektromos autó sofőrje már érdemi megtehető kilométerszámhoz.

Fontos tudni, hogy az elektromos autók akkumulátora akkor működik a leghatékonyabban, ha elérte a megfelelő üzemi hőmérsékletet. Ezért az újabb generációs elektromos autók akkumulátorát hideg üzemben fűtik, használat (és töltés) közben hűtik, ezek a modellek meglehetősen komplex hőmenedzsment-rendszerrel rendelkeznek, ami segít a hideg időben is elérni a megfelelő akku-hőmérsékletet. Bemelegedett akkuval nagyobb a hatótáv és rövidebb a töltési időigény.

Segít előre tervezni

A fejlett elektromos autók fedélzeti számítógépe képes a sofőrt olyan töltési és töltöttségi információkkal segíteni, ami egyszerűbbé teszi az útvonaltervezést, ha pedig szükséges, betervezi a megfelelő helyeken a töltést is.

Ez utóbbi elsősorban akkor szükséges, ha több száz kilométeres, esetleg az adott elektromos autó hatótávját meghaladó távú utazást vesz tervbe a sofőr, illetve, ha nagyon intenzív a napi használat, akár viszonylag szűk akciórádiusszal (például Budapesten belül mozog a kocsi, de sokat). A töltések előre tervezésével, úgy időben, mint lokációban, megoldható, hogy a töltési idő miatt ne kelljen feleslegesen órákat várakozni, hanem akár résztöltésekkel, akár parkolási időben töltve mindig legyen annyi energia az akkumulátorban, amennyivel meg lehet tenni a következő etapot.

A mindennapi használat során az elektromos autók vezetése stresszmentesebb, mint a benzines vagy dízel autóké: kevésbé kíván a gépészet odafigyelést, nincsenek reakciókésések, mert például a „gázpedálra” lépve az elektromos kocsi azonnal elindul, nincs késlekedés, ráadásul mindezt sokkal csendesebben és környezetkímélőbben teszi, mint a kőolajszármazékot fogyasztó elődei.

Tilla és a tisztán elektromos Volvo C40. A rejtélyes ÁRAM! 3/5 rész. 😊⚡ – AutóSámán

tamogatotttartalom Folytatódnak kalandjaink Tillával és a tisztán elektromos Volvo C40-essel. A mai epizódban megfejtünk egy pár rejtélyes fogalmat. Mi az a kW, kWh és gyorstöltés? Persze nevetésből lesz most is elég! 🚗👍 Ötrészes sorozatunkban körbejárjuk, hogy a népszerű showman mit tud az új technológiáról, mennyire élhető számára ez a hajtáslánc és nem utolsó sorban az is érdekelt, hogy Tilla vajon milyen sofőr lett?