Как быстро заряжаются электромобили и от чего это зависит

В статьях про новые электромобили скорость их зарядки все чаще  обозначают в единицах с латинской буквой C в конце. Например, для нового Zeekr 007 этот показатель равен 5.5C. С другой стороны, не менее часто говорят о максимальной мощности тока, который в теории может принять батарея. Тогда о скорости зарядки можно судить именно по ее мощности, которая измеряется в киловаттах. Так как в этом разобраться, и какой электромобиль заряжается быстрее?

Считаем киловатты в часах

Для начала напомним базовые понятия. Емкость батарей в современных электромобилях измеряется в киловатт-часах. При этом у аккумуляторов та же емкость по традиции указывается в ампер-часах. Эта разница вызвана тем, что каждому типу аккумуляторов свойственно свое рабочее напряжение, которое не меняется в независимости о его емкости.

А раз напряжение неизменно, то растет только сила тока, которая измеряется в амперах. Если такой аккумулятор в течение часа может выдавать ток силой 1 ампер, то его емкость — 1 ампер-час.

С батареями электромобилей сложнее. Для них нет стандарта напряжения. И с ростом емкости может расти как сила тока, так и его вольтаж. В совокупности сила тока и его напряжение и обеспечивают мощность, которая измеряется в киловаттах. Если батарея в течение часа обеспечивает током какой-либо прибор с потреблением 1 киловатт, то емкость батареи — 1 киловатт-час.

В топовых современных электромобилях емкость таговых батарей как правило близки к значению 100 киловатт-часов. Есть модели с большей емкостью, есть те, кто немного не дотягивает до 100, но как правило значения будут близки, будь то Tesla, Zeekr или Avatr.

Казалось бы, если подсоединить электромобиль к зарядному терминалу мощностью 200 киловатт, то он полностью зарядится с 0 до 100% за 30 минут.

На практике это не так. Возможности батареи принимать энергию ограничены. И в крайних значениях — когда батарея почти полностью разряжена или, напротив, почти полностью заряжена — скорость зарядки будет заметно ниже, чем в пиковых значениях, которые достигаются при частичном разряде блока аккумуляторов.

Вот почему производители, желая подчеркнуть способность их машин быстро заряжаться, пишут время зарядки с 10% до 80% - именно в этом диапазоне процесс идет быстрее всего. Так, у Zeekr 007 с 75-киловаттной батареей на это уходит 10 минут — при использовании мощного зарядного терминала, разумеется.

Так что значит 5.5C и что такое C-rate?

Буква C означает capacity, то есть английское слово «емкость». И это не что иное как коэффициент скорости зарядки и разрядки, в зависимости от контекста. 1C означает, что батарея может заряжаться с нуля до полной емкости за 1 час. 5C -   что за час батарея в теории зарядится пять раз.

На самом деле это не так. В случае с Zeekr и любым другим электромобилем речь идет о максимальной скорости зарядки, которая достигается на некоторое время и затем, при приближении к полному заряду, начинает снижаться.

Иными словами, на каком-то этапе Zeekr действительно заряжается со скоростью 5.5C, то есть мощность его зарядки достигает значения емкости, умноженной на 5.5 — 75*5.5=412,5 киловатта.

И это очень хороший результат. Но есть нюанс.

Как вы могли заметить, скорость зарядки в данном случае привязана к емкости батареи. Но сама эта емкость может отличаться. Приведем простой пример. - сравним все тот же Zeekr 007 с минивэном Li Mega. Показатель его скорости зарядки — 5C, то есть он меньше, чем у Zeekr. Потому с 10% до 80% Ligiang заряжается за 10 минут и 36 секунд — то есть на 36 секунд дольше. Вот только емкость этой самой батареи у Mega составляет 102 киловатт-часа. А потому мощность на пике превышает 500 киловатт.

Говоря простым языком, Zeekr быстрее набирает 70% емкости своей батареи. Но Mega с теми же  70% проедет больше, так как сама батарея у нее больше. В защиту 007 можно сказать, что для него также предлагается топовая батарея на 100 киловатт-часов. Но на то, чтобы зарядить ее с 10% до 80% потребуется минимум 15 минут.

Насколько скорость зарядки важна

На практике большинство электромобилистов, особенно живущих в России, возможно так ни разу и не воспользуются предельными возможностями зарядки своих машин. Правительством принята и уже реализуется программа развития сети зарядных станций, но то, что в ней называется быстрыми зарядками имеет мощность в 150 киловатт. При этом в России местами уже сейчас встречаются зарядные терминалы мощнее этого значения.

Но для того, чтобы использовать всю мощь таких зарядок, их программное обеспечение должно быть хорошо согласовано с конкретной моделью электромобилей. Иначе машина и терминал «не договорятся» о том, сколько мощности передавать, и уйдут в безопасный режим — заряд идти будет, но медленно. Идеал — фирменные чарджеры. Свои сети сейчас создают и Zeekr, и Lixiang, и именно так ставятся рекорды. Увы, происходит это пока только в самом Китае.

Есть и большая проблема с тем, что публичные зарядки могут быть заняты — в худшем случае припаркованными бензиновыми машинами, в лучшем — другими электромобилями. Но во втором случае возникает другая проблема.

Самым массовым электромобилем в России остается старый Nissan Leaf. Для него возможности современных быстрых зарядок просто избыточны. Однако место на зарядке он займет, не давая возможности зарядить более современные электромобили. Электромобилистам еще предстоит выработать соответствующую этику поведения на публичных зарядных станциях, причем это касается не только России, но и всего остального мира.

Наконец, быстрая зарядка батарей не лучшим образом сказывается на их ресурсе. За один раз батарея, конечно, не выйдет из строя, но если заряжаться только на терминалах высокой мощности через несколько лет это может привести к деградации батареи.

На этом фоне на наш взгляд широкое распространение медленных зарядок, например на парковках, будет иметь большее значение для популяризации электротранспорта, нежели более сложные с точки зрения установки и подключения к сети, а значит и априори более редкие мощные терминалы.

Так на что обратить внимание?

Первое, перед покупкой электромобиля важно понять, где он будет преимущественно заряжаться. И делать ставку на публичные зарядные станции как на основной способ зарядки мы бы не советовали.

Куда лучше, если на месте постоянной парковки машина, в гараже или на паркинге, будет медленная зарядка. Да, в этом случае машина будет заряжаться долгие часы, но так ли это важно, если на это время владелец спит или работает в офисе?

Во-вторых, не стоит гнаться за рекордными показателями зарядки. Не факт, что вы найдете терминал необходимой мощности, а даже если найдете — не факт, что его программное обеспечение будет поддерживать именно вашу модель электромобиля.