Czy ładowanie do 100% na HPC naprawdę ma sens?
Jest coś trochę przewrotnego w świecie szybkiego ładowania samochodów elektrycznych. Znamy to wszyscy. W sensie my – użytkownicy EV:)
Budujemy coraz mocniejsze stacje. 150, 200, 300, 350 kW, a dziś coraz częściej także 400 kW i więcej. Samochody potrafią przyjąć ogromną ilość energii w kilkanaście minut. Kierowca podjeżdża, podłącza samochód i patrzy, jak procenty na ekranie rosną niemal, jak licznik wygranej w grze.
70 procent.
80 procent.
90 procent.
I wtedy zaczyna się pytanie: skoro już tu jestem, to może doładuję do 100%?
Technicznie można. Tylko czy ma to sens?
W większości przypadków odpowiedź brzmi: niekoniecznie lub wręcz NIE!
Problemem nie jest samo osiągnięcie 100% naładowania. Problemem jest to, ile czasu i energii trzeba poświęcić na ostatnie procenty. No i powiedziałbym również, że problemem jesteśmy my, kierowcy. A dokładniej to, że nie mamy po prostu cierpliwości siedzieć i czekać aż nam prądu „naciurka” (jest w ogóle takie słowo?:) do pełna.
HPC nie jest ładowarką „do pełna”
Stacja HPC została stworzona przede wszystkim po to, aby szybko uzupełnić dużą ilość energii podczas podróży.
I to jest zasadnicza różnica.
Kiedy zatrzymujemy się przy ładowarce DC, podczas długiej trasy, zwykle nie potrzebujemy pełnej baterii. Potrzebujemy tyle energii, żeby spokojnie dotrzeć do kolejnej stacji albo do celu.
Dlatego zakres mniej więcej 10–80%, tak często pojawia się w danych producentów samochodów i operatorów infrastruktury.
Przykładowo Hyundai dla obecnego IONIQ 5 podaje około 18 minut na uzupełnienie energii z 10 do 80%, przy wykorzystaniu odpowiednio mocnej ładowarki DC. Producent jednocześnie zaznacza, że rzeczywisty czas zależy m.in. od temperatury baterii, poziomu naładowania i parametrów samej stacji.
I to właśnie te ostatnie 20% jest tutaj kluczowe.
Dlaczego samochód zwalnia pod koniec ładowania?
Bo bateria nie jest zbiornikiem paliwa, do którego możemy pompować energię z jednakową mocą aż do ostatniej sekundy.
System zarządzania baterią BMS, cały czas kontroluje napięcia ogniw, temperaturę oraz prąd ładowania. Wraz ze wzrostem poziomu naładowania samochód zaczyna ograniczać moc.
W praktyce oznacza to, że samochód może przyjmować 200, 250 czy nawet 300 kW przy niskim poziomie SOC, ale po przekroczeniu określonego poziomu, moc może zacząć wyraźnie spadać.
To tak zwany charging taper, czyli stopniowe ograniczanie mocy ładowania.
I właśnie dlatego moc znajdująca się na obudowie stacji nie mówi nam, ile czasu będziemy przy niej spędzać.
Stacja może mieć 350 kW, samochód może być zdolny przyjąć ponad 200 kW, a mimo to ostatnie kilkanaście procent baterii może ładować się z mocą wielokrotnie niższą.
Badania nad szybkim ładowaniem pokazują dokładnie ten problem: po osiągnięciu wysokiego SOC dalsze zwiększanie poziomu naładowania może powodować nieproporcjonalny wzrost czasu potrzebnego do zakończenia sesji.
I nagle okazuje się, że kierowca czeka kilkanaście minut na coś, co daje mu stosunkowo niewielki dodatkowy zasięg.
80% nie jest magiczną granicą
Warto jednak rozprawić się z jednym popularnym mitem.
80% nie jest żadną magiczną liczbą, po której samochód należy natychmiast odłączyć.
Nie ma też zasady mówiącej, że każde ładowanie powyżej 80% niszczy baterię.
Samochody mają różne chemie ogniw, różne systemy zarządzania temperaturą, różne bufory baterii i różne strategie ładowania.
Co więcej, niektóre samochody wyposażone w akumulatory LFP, mogą mieć inne zalecenia producenta dotyczące okresowego ładowania do 100%.
Dlatego zawsze warto patrzeć przede wszystkim na instrukcję konkretnego samochodu.
Problem z ładowaniem do 100% na HPC jest więc przede wszystkim praktyczny i eksploatacyjny, a nie tak prosty, jak często przedstawiają go internetowe poradniki.
Największy problem? Czas
Wyobraźmy sobie prostą sytuację.
Podjeżdżamy do HPC z baterią na poziomie 15%.
Samochód bardzo szybko ładuje się do 70–80%. Potem moc zaczyna spadać. Przy 80% mamy już ogromny zapas energii na dalszą drogę.
Jeżeli ruszymy dalej, odzyskaliśmy sporą część użytecznego zasięgu w stosunkowo krótkim czasie.
Ale jeżeli postanowimy zostać do 100%, samochód może przez kolejne minuty pobierać coraz mniej energii w jednostce czasu.
I tu dochodzimy do rzeczy, o której kierowcy czasami zapominają.
Czas spędzony przy HPC ma swoją wartość.
Nie tylko dla kierowcy.
Również dla operatora stacji. Może dlatego Tesla na swoich SuC wprowadziła obowiązek odpięcia auta przy stanie naładowania równym 80%. Jeśli chcesz zostać dłużej – oczywiście możesz, ale Tesla naliczy opłatę dodatkową, za każdą minutę ładowania. To 2 zł za minutę, czyli całkiem sporo. Dlatego ładując swój Model 3 przyjąłem zasadę 80% i w drogę. Moje auto ładuje się od 20-80% w ciągu 22 minut. Po tym mogę przejechać kolejne około 300 km po autostradzie.
Jest więc dość szybko, jak na 8 letnie auto, a trasa nie jest naznaczona 45 minutowymi ładowaniami do 100%. Przy założeniu 1000 km dziennie, podczas wakacyjnej podróży, wystarczą dwa krótkie 22 minutowe przystanki. Z założeniem że wyjeżdżamy z domu z pełną baterią.
Dla operatora HPC samochód ładujący do 100%, to niewykorzystane stanowisko
To szczególnie ważne w miejscach, gdzie infrastruktura jest mocno obciążona.
Jeżeli samochód zakończył efektywne ładowanie, ale nadal zajmuje stanowisko, kolejny kierowca nie może z niego skorzystać.
W przypadku pojedynczej ładowarki, gdzieś na pustej trasie, może nie mieć to większego znaczenia.
Ale wyobraźmy sobie dużą stację HPC przy autostradzie w piątek po południu. Kilka samochodów czeka na wolne stanowisko, a jeden z pojazdów od kilkunastu minut dobija ostatnie procenty do 100%.
Technicznie wszystko działa.
Biznesowo i z punktu widzenia wykorzystania infrastruktury, sytuacja wygląda już trochę inaczej.
Dlatego przyszłość sieci ładowania będzie wymagała nie tylko coraz większej mocy, ale również inteligentnego zarządzania czasem zajęcia stanowiska.
Operator nie sprzedaje przecież samej energii. Sprzedaje również dostęp do infrastruktury i możliwość szybkiego uzupełnienia energii. Słowo klucz – szybkiego!
A co z baterią?
Tutaj również potrzebny jest rozsądek.
Wysoki poziom naładowania nie jest dla akumulatora idealnym stanem do długiego przechowywania. Podobnie nie jest nim bardzo niski SOC.
Dlatego czym innym jest:
„ładuję do 100%, bo za chwilę ruszam w długą trasę”
a czym innym:
„ładuję do 100% i zostawiam samochód na kilka godzin albo cały dzień”.
To dwie zupełnie różne sytuacje.
W przypadku regularnego korzystania z HPC, dochodzi dodatkowo kwestia samego szybkiego ładowania. Hyundai w instrukcjach IONIQ 5 wprost wskazuje, że stałe korzystanie z ładowania DC może wpływać na trwałość baterii i zaleca ograniczenie jego używania w celu wydłużenia żywotności akumulatora.
Nie oznacza to oczywiście, że szybkie ładowanie jest „złe”.
Po to właśnie powstały samochody z chłodzonymi cieczą bateriami, zaawansowanym BMS i systemami przygotowania akumulatora do ładowania.
Chodzi raczej o to, aby HPC było narzędziem do podróży, a nie podstawowym sposobem ładowania samochodu każdego dnia, jeśli mamy dostęp do wygodnego ładowania AC.
Kiedy 100% na HPC ma sens?
Oczywiście są sytuacje, w których pełne naładowanie jest jak najbardziej uzasadnione.
Jeżeli przed nami jest bardzo długi odcinek bez wygodnej możliwości ładowania, dodatkowe kilometry mogą być warte każdej minuty spędzonej przy ładowarce.
Jeżeli jedziemy w miejsce, w którym kolejna stacja jest niepewna, zajęta albo po prostu jej nie ma, 100% może dać nam potrzebny margines bezpieczeństwa.
Jeżeli mamy samochód, którego producent przewiduje lub zaleca okresowe ładowanie do pełna, również nie ma powodu, aby tego unikać.
Problem pojawia się dopiero wtedy, gdy ładujemy do 100% z przyzwyczajenia, mimo że nie potrzebujemy tego zasięgu.
80% i dalej? Policzmy to inaczej
W elektromobilności często patrzymy na ładowanie przez pryzmat procentów.
10%.
50%.
80%.
100%.
Tymczasem kierowcy powinni patrzeć przede wszystkim na kilometry i czas.
Jeżeli 20 minut ładowania daje nam wystarczająco dużo energii na kolejne 250–300 km, a dodatkowe 15 minut pozwoli dobić baterię z 80 do 100%, ale nie jest nam potrzebne — po co siedzieć przy ładowarce?
Lepiej ruszyć.
Zwłaszcza że podczas długiej podróży i tak prawdopodobnie będziemy potrzebowali kolejnej przerwy.
To jest właśnie jedna z największych zmian mentalnych, jakie przyniosła elektromobilność.
Nie musimy za każdym razem „tankować do pełna”.
Możemy doładowywać tyle, ile potrzebujemy.
Przyszłość HPC nie będzie polegała wyłącznie na większej liczbie kilowatów
Jeszcze kilka lat temu zachwycaliśmy się ładowarkami 50 kW.
Później pojawiły się 100, 150 i 200 kW.
Dziś 300–350 kW przestaje być czymś niezwykłym, a producenci samochodów i infrastruktury przesuwają granicę jeszcze dalej.
Ale sama moc nie rozwiązuje wszystkiego.
Liczy się krzywa ładowania. Temperatura baterii. Architektura samochodu. Napięcie. BMS. Moc przy różnych poziomach SOC. A także to, jak długo samochód zajmuje stanowisko.
Dlatego 350 kW na słupku nie oznacza, że samochód będzie przez całą sesję ładował się z mocą 350 kW.
I dokładnie tak samo 100% na wyświetlaczu nie oznacza, że ostatnie 20% było równie efektywne czasowo jak pierwsze 20 czy 30%.
Czy więc ładowanie do 100% na HPC ma sens?
Tak — ale wtedy, kiedy naprawdę potrzebujemy tej energii.
Jeżeli przed nami długa trasa, nie ma sensu bać się liczby 100%. Samochód został zaprojektowany do tego, aby można było go naładować do pełna.
Jeżeli jednak jesteśmy w trasie i zależy nam na czasie, zwykle bardziej efektywne będzie zatrzymanie się na krótszą sesję, wykorzystanie wysokiej mocy ładowania w najbardziej efektywnym zakresie SOC i ruszenie dalej.
I być może właśnie tak powinniśmy patrzeć na rozwój sieci HPC.
Nie jako na miejsca, w których samochód ma stać tak długo, aż na ekranie pojawi się magiczne 100%.
Tylko jako na infrastrukturę, która pozwala nam w kilkanaście czy kilkadziesiąt minut odzyskać tyle energii, ile naprawdę potrzebujemy do dalszej podróży. W końcu większość samochodów na rynku prowadzi nas w trasie „jak po sznurku” od ładowarki do ładowarki.
Poza tym w elektromobilności najważniejszy nie jest pełny akumulator. Najważniejszy jest samochód, który może szybko ruszyć dalej. No i nie blokować innym dostępu do szybkiego ładowania, którego potrzebują…