איך תחשבו את מהירות הטעינה המקסימלית ברכב החשמלי שלכם?

הפופולריות הגוברת של כלי רכב חשמליים הובילה להתמקדות רבה יותר בהבנת יכולות הטעינה שלהם ובגורמים המבדילים אותם. היבט חשוב אחד שבעלי רכב חשמלי פוטנציאלי צריכים להיות מודעים אליו הוא מהירות הטעינה המרבית. תפיסה זו מתייחסת למהירות שבה ניתן להטעין מצבר של רכב חשמלי, מה שמשפיע רבות על חווית המשתמש הכללית ועל הנוחות שבבעלות מכונית חשמלית. כדי להבין זאת טוב יותר, חיוני לבחון את קיבולת הסוללה, שיטות הטעינה ושיעורי היעילות.

קיבולת הסוללה מתייחסת בדרך כלל למספר קילוואט-שעה (קוט"ש) שסוללה יכולה לאחסן, בעוד ששיטות הטעינה כוללות טעינה מהירה ברמה 1, רמה 2 ו-DC. בדרך כלל, טעינת רמה 1 היא האיטית ביותר, דורשת שקע ביתי נפוץ של 120 וולט ולוקח בין 12-60 שעות לטעינת סוללה שהתרוקנה, תלוי ברכב החשמלי. טעינה ברמה 2 משתמשת במקור מתח של 240 וולט ויכולה להטעין סוללה ריקה תוך 4-6 שעות. לבסוף, טעינה מהירה DC עושה שימוש בזרם ישר ובעמדות בעלות הספק גבוה, מה שמפחית משמעותית את זמני הטעינה ל-30-60 דקות בדרך כלל.

הבנת מהירות הטעינה

יסודות תעריף החיוב

כדי לחשב את מהירות הטעינה המקסימלית של רכב חשמלי, חשוב להבין את היסודות של קצבי טעינה. מהירות הטעינה מתייחסת לכמות האנרגיה שניתן להעביר למצבר הרכב החשמלי בכל רגע נתון. הוא נמדד בקילו-ואט (kW), בעוד שקיבולת האנרגיה הכוללת של הסוללה נמדדת בקילו-ואט-שעה (kWh).

ישנם שלושה סוגים עיקריים של עמדות טעינה: רמה 1, רמה 2 ומטענים מהירים DC (הידועים גם בשם מטענים מהירים).

  • מטענים ברמה 1 משתמשים בשקע חשמל ביתי רגיל ומספקים בדרך כלל הספק של כ-2-3kW. זה עשוי לקחת בערך 8-20 שעות לטעון רכב חשמלי נפוץ מריק למלא עם מטען זה.
  • מטענים ברמה 2 מציעים טווח הספקים בין 3.7kW ל-22kW, מה שהופך אותם למתאימים לשימוש ביתי או ציבורי. טעינת רכב חשמלי עם מטען זה עשויה להימשך בין 4-8 שעות, תלוי בגודל הסוללה.
  • מטעני DC מהירים, בדירוג של 50kW ומעלה, יכולים לספק טעינה של 80% לרכב חשמלי טיפוסי תוך פחות משעה. מטענים אלה משתמשים במחברים מיוחדים כמו CCS או CHAdeMO.

השפעת קיבולת הסוללה

קיבולת הסוללה משחקת תפקיד מכריע בקביעת מהירות הטעינה המקסימלית והזמן הנדרשים לטעינת רכב חשמלי. קיבולת סוללה גדולה יותר דורשת יותר קוט"ש, ומכאן זמן טעינה ארוך יותר. באופן דומה, קיבולת סוללה קטנה יותר דורשת פחות אנרגיה ולוקח פחות זמן לטעון.

זה חיוני גם לשקול את כוח הטעינה שמספק המטען בשימוש. כדוגמה, נניח שלרכב חשמלי יש סוללה של 60kWh:

  • שימוש במטען ברמה 1 (2kW): (60 / 2) = 30 שעות יידרשו כדי לטעון את הסוללה במלואה.
  • עם מטען ברמה 2 (7.4 קילוואט): (60 / 7.4) = 8.11 שעות נדרשות כדי לטעון את הרכב במלואו.
  • שימוש במטען מהיר DC (50kW): (60 / 50) = 1.2 שעות נדרשות לטעינה של עד 80% (מה שאופייני לסוג זה של מטען).

שים לב שמהירות הטעינה עשויה להשתנות בהתאם לגורמים כמו דגם הרכב החשמלי או היעילות של מערכת הטעינה. בנוסף, לרוב כלי הרכב החשמליים יש מגבלות מובנות של קצב טעינה כדי למנוע התחממות יתר ולשמור על תקינות המצבר. זה יכול גם להשפיע על מהירות הטעינה המקסימלית.

גורמים המשפיעים על מהירות טעינה מרבית

הזמן שלוקח לרכב חשמלי להיטען תלוי במידה רבה בשלושה גורמים עיקריים: ציוד הטעינה, מפרט הרכב ותנאי טמפרטורת הסביבה. כל אחד מההיבטים הללו ממלא תפקיד מכריע בקביעת מהירות הטעינה המרבית של הרכב.

ציוד טעינה

בעת טעינת רכב חשמלי, סוג ציוד הטעינה בו נעשה שימוש הוא קריטי. ישנן עמדות טעינה שונות זמינות, עם רמות הספק משתנות, החל מטעינה איטית ועד טעינה מהירה. הספק עמדת הטעינה, הנמדד בקילו-וואט (kW), משפיע ישירות על קצב הטעינת המצבר של הרכב. הם כוללים:

  • עמדות טעינה איטית יש רמות הספק נמוכות יותר, בדרך כלל בסביבות 3 עד 7 קילוואט.
  • עמדות טעינה מהירה מציעות רמות הספק גבוהות יותר, בדרך כלל בין 11 ל-22 קילוואט.
  • עמדות טעינה מהירה הן המהירות ביותר ויכולות לספק רמות הספק של עד 50 קילוואט או יותר.

רמות הספק גבוהות יותר מובילות לרוב לזמני טעינה מהירים יותר, אך הדבר תלוי ביכולת של הרכב להתמודד עם קצבי הספק כאלה.

מפרטי רכב

מפרט הרכב החשמלי, במיוחד הסוללה ומערכת הטעינה המשולבת, משפיעים על מהירות הטעינה של הרכב.

  • קיבולת הסוללה: ככל שקיבולת הסוללה גדולה יותר, כך לוקח זמן רב יותר להיטען. קיבולת הסוללה נמדדת בקילווואט-שעה (קוט"ש) ומייצגת את כמות האנרגיה שהרכב מסוגל לאחסן.
  • מטען מובנה: למערכת הטעינה המשולבת יש קצב טעינה מרבי, המשפיע על מהירות הטעינה הכוללת. אם לרכב יש קצב טעינה מרבי של 7 קילוואט, שימוש בעמדת טעינה של 22 קילוואט עדיין יביא רק למהירות טעינה של 7 קילוואט. שים לב שרכב יכול בדרך כלל להתמודד עם רמות הספק נמוכות יותר, אך שימוש בציוד טעינה בעל הספק גבוה יותר מהקצב המרבי של הרכב לא יאיץ את התהליך.

תנאי טמפרטורה

לטמפרטורה יש תפקיד מכריע בהשפעה על מהירות הטעינה של כלי רכב חשמליים. טמפרטורות קרות יותר עלולות לגרום לירידה בביצועי הסוללה, בעוד שטמפרטורות גבוהות עלולות להוביל להתחממות יתר ולנזק אפשרי לסוללה. מהירויות הטעינה יכולות להיות איטיות יותר בזמן טמפרטורה קיצונית, ולכן יש צורך לשמור על תנאים תרמיים אידיאליים לביצועים מיטביים.

חישוב זמן טעינה

כדי לחשב את מהירות הטעינה המקסימלית עבור רכב חשמלי, חיוני להבין את נוסחת קלט הכוח ולשקול דוגמה להבנה טובה יותר של תהליך חישוב הזמן.

נוסחת קלט כוח

נוסחת כניסת הכוח קובעת את קצב הטעינה של רכב חשמלי, אשר משתנה בהתאם לגורמים שונים כמו סוג המטען והרכב עצמו. מטענים מסווגים בדרך כלל לשלוש רמות:

  • רמה 1: מספקת טעינה באמצעות תקע AC של 120 וולט ומציעה טווח של כ-2-5 ק"מ לכל שעת טעינה.
  • רמה 2: מציעה טעינה באמצעות מקור AC של 240 וולט ומספקת טווח של כ-10-30 ק"מ לכל שעת טעינה.
  • רמה 3: המכונה טעינה מהירה או טעינה מהירה DC, היא מספקת זרם ישר (DC) במתח גבוה ויכולה לטעון רכב חשמלי עד 80% תוך 15-30 דקות.

ניתן לחשב את הספק הטעינה (P) בקילו-וואט (kW) באמצעות הנוסחה:

P = V × I

כאשר V מייצג את המתח (בוולט) ו-I הוא הזרם (באמפר). ברוב המקרים, הספק הטעינה כבר מסופק בקילווואט (kW).

דוגמה לחישוב זמן

שקול רכב חשמלי עם קיבולת סוללה של 60 קילוואט ומטען רמה 2 המספק כוח של 7.2 קילוואט. כדי לחשב את זמן הטעינה, השתמש בנוסחה:

זמן (שעות) = קיבולת סוללה (kWh) / הספק טעינה (kW)

חיבור הערכים מהדוגמה:

זמן (שעות) = 60 קילוואט / 7.2 קילוואט = 8.33 שעות

בדוגמה זו, ייקח כ-8.33 שעות לטעון את הרכב החשמלי במלואו באמצעות מטען ברמה 2 המספק הספק של 7.2 קילוואט. חשוב לציין כי זמני הטעינה עשויים להשתנות בהתאם לגורמים כגון טמפרטורה או דגם הרכב החשמלי הספציפי.

כותב המאמר: סהר אוחיון

כותב ראשי בצוות של חנונים טכנולוגיים

כחובב טכנולוגיה מושבע, כניסתם של הרכבים החשמליים ועמדות הטעינה לשוק, התגלו כמרגשים הרבה יותר מאשר להמתין ליציאתו של האייפון החדש. באתר ספארק פלאג אני אעזור לכם להבין לעומק את העולם המרגש של רכבים חשמליים ועמדות טעינה.

מאמרים מומלצים

מתי מטעינים רכב חשמלי?

בעלי רכבים חשמליים נהנים מהנוחות של טעינת רכבם בבית, יתרון על פני מכוניות מסורתיות המונעות ...

מידע נוסף
עמדת טעינה לרכב חשמלי מומלצת

עמדת טעינה מומלצת לרכב חשמלי + מדריך

לאחר בדיקה של עשרות סוגי עמדות, עמדת הטעינה המומלצת ביותר היא עמדת הטעינה של איוי ...

מידע נוסף