Электромобили становятся все более популярными среди автолюбителей, которые хотят сэкономить на топливе и снизить свой экологический след. А один из наиболее популярных вопросов, которым задаются потенциальные покупатели электромобилей, — «Сколько составит время зарядки такого авто?». Ответ на этот вопрос зависит от нескольких факторов, которые мы рассмотрим в этой статье.

Взаимодействие «автомобиль — зарядное устройство» осуществляется по условной схеме «автомобиль запрашивает ток — зарядка его отдаёт (или нет)». Тут все, как с питанием человека. Нельзя съесть больше еды, чем в тебя может поместиться. И нельзя есть быстрее, чем позволяет предельная пропускная способность горла и ЖКТ.

Отсюда рождаются факторы, связанные с устройством самого электромобиля.

Это самый очевидный фактор, который влияет на скорость зарядки электромобиля. Чем больше батарея, тем больше энергии машина может хранить. Однако и заряжаться она при этом будет дольше. Ёмкость батареи измеряется в киловатт-часах (кВт·ч). Например, у Zeekr 001 топовой комплектации батарея хранит энергии на 100 кВт·ч.

Пример: Автомобильный инвертор берет, а зарядка отдает, ток мощностью чуть более 7 кВт. В батарею после преобразования и потерь на инверторе попадает ток мощностью приблизительно 6,7 кВт. Делим 100 кВт·ч на 6,7 кВт, получаются часы, а точнее, 15 часов. Именно столько времени займёт полная зарядка батареи такой ёмкости с нуля до 100%. А если в электросети будет «просадка» по напряжению, то может и все 16. Время полной зарядки переменным током считать достаточно легко.

Инвертор под капотом электромобиля рассчитан на определенную мощность и фазность тока. Если он рассчитан на 32А (7 кВт) и однофазный ток, то это предел. Меньше — пожалуйста. Больше — нет. Если инвертор рассчитан на трехфазный ток в 16А (11 кВт), то это предел.

Пример из практики. Типичный диалог с покупателем Autoelectro:

— Как мне заряжать мой Li L9 от столбика «Энергии Москвы» двадцатидвумя киловаттами?
— Никак. Инвертор под зарядку переменным током в Li L9 однофазный на 7 кВт.
— Но на столбике написано 22 кВт…
— Это ничего не меняет. У вас все равно предел — 7 кВт.
— Но менеджер в автосалоне сказал…
— Он был не прав. Зарядить быстрее можно только через порт DC-зарядки.

Казалось бы, очевидно, что чем меньше уровень заряда батареи, тем дольше её заряжать. Но, не всё так просто. Такая зависимость действительно есть, но она не линейная. На зарядку переменным током этот фактор «нелинейности» не влияет, а вот на зарядку постоянным — ещё как. Литий-ионную батарею с 40 до 80 процентов вы зарядите быстрее, чем с 80 до 100. На последние проценты машина вообще будет запрашивать ток, как у медленной зарядки. Это всё ради безопасности.

Пример: Honda e:NP1 в диапазоне 20–70% заряда батареи будет забирать 60–70 кВт; с 70% опустит мощность до 20–40 кВт; а после 90% и 7 киловаттам на экране зарядки не удивляетесь.

Температура батареи влияет на химические реакции, происходящие в ней. Оптимальный диапазон для зарядки — от 15 до 25 градусов Цельсия. При слишком низкой или слишком высокой температуре скорость зарядки снижается.

Если автомобиль оснащён системой подогрева батареи, то на скорость зарядки переменным током (AC) температура оказывает небольшое влияние. Да, сначала энергия будет уходить на подогрев батареи, но в процентном отношении от общего времени зарядки время на прогрев будет незначительным.

На время зарядки постоянным током (DC) подогрев в процентном отношении окажет уже более существенное влияние. В мороз запросто получите время зарядки в 2 раза дольше, чем летом.

А если ваша машина вообще не оборудована системой подогрева тяговой батареи, то будет совсем грустно. При температуре ниже -20 градусов машина запросит только киловатта два-три. Но этим характеризуются совсем дешёвые модели, которые почти не попадают к нам на рынок.

Вспомнили уже школьный курс физики? Например, то, что напряжение присутствует в формуле расчёта мощности? Так вот, напряжение батареи влияет на скорость её заряда постоянным током. Причём нужно понимать, что номинальное напряжение батареи — свойство, на которое вы не можете влиять. Поэтому примите как факт: чем выше напряжение батареи, тем меньше силы тока требуется для зарядки, и тем быстрее заряжается автомобиль.

Не всякая станция может подстроиться под разное напряжение. К примеру, BYD Tang EV, у которого напряжение батареи 640 В с большой вероятностью будет заряжаться быстрее, чем Toyota bz4x, где напряжение 355 В. В среднем станции стандарта GBT DC рассчитываются на батарею с напряжением 400 В (как, к примеру, у Zeekr 001 — 407 В).

В некоторых электромобилях в настройках меню есть пункты, ограничивающие запрашиваемую силу тока. Например, в VW ID есть переключатель, который не даёт машине брать больше 8А (Vehicle — Charging — Reduced AC current).

В BYD мы сталкивались с тем, что, если в машине замёрз блокиратор зарядного пистолета (штырёк такой маленький в порту), машина через медленный порт забирала максимум 16А.

Не исключено, что есть и другие какие-то «приколы», свойственные конкретным маркам и моделям. Если обнаружите, напишите в комментариях, дополним эту статью.

Зарядное устройство отдаёт ток по запросу автомобиля. Может отдать ток запрашиваемой силы, а может меньшей, если есть какие-то ограничения с его стороны. Чего оно не может, так это дать тока больше, чем автомобиль может и «хочет» потребить.

С этим связаны факторы ограничений от зарядного устройства.

Важный фактор, который определяет, как быстро заряжается электромобиль, это мощность зарядной станции, к которой он подключён. Измеряется она в киловаттах (кВт) и показывает, сколько энергии может передавать станция батарее за единицу времени (здесь помним, что автомобиль должен быть готов эти киловатты забрать). Соответственно, чем выше мощность зарядной станции, тем быстрее заряжается авто.

Станции зарядки переменным током бывают однофазные и трёхфазные, рассчитанные под разную максимальную силу тока и, как следствие, разную мощность. Например, самый распространённый тип для стандарта GBT — однофазная, 32 ампера (то есть 7 квт).

Пример 1. Однофазная сеть с напряжением 230 В (случай идеального напряжения без «просадок»). Автомобиль берет, а зарядка отдаёт, ток силой 32 А. Итого мощность заряда составляет 32 × 230 = 7 360 Вт или 7,4 кВт. Поскольку в реальности идеальное напряжение бывает не всегда, мощность будет варьироваться в диапазоне от 7 до 7,4 Квт.

Пример 2. Трёхфазная сеть с напряжением 400 В (идеальное напряжение без «просадок»). Автомобиль берет, а зарядка отдаёт, ток силой 16 А. Итого мощность заряда составляет 16 × 400 × √3 ≈ 11 072 Вт или 11 кВт. И здесь тоже будет поправка на неидеальное напряжение.

Зарядки постоянным током преобразуют переменный ток из электросети в постоянный, и передают его напрямую в батарею, минуя бортовой инвертор. Такая зарядка обычно быстрее, чем переменным током, но при этом она более дорогая и менее доступная. Теоретическая мощность заряда в таких случаях не ограничена. На практике самый распространённый показатель — 120–150 кВт.

Многих пользователей электромобилей надпись «150 кВт» вводит в заблуждение: видят 150 и думают, что получат 150. Но вы-то уже понимаете, что это не так.

Смотрите вы на станцию, на ней написано 150 кВт. И два-три зарядных порта. Только 150 — это окажется общая мощность станции. При одновременной зарядке двух автомобилей мощность поделится на 2 зарядных порта, и выйдет на них по ~75 кВт. При этом есть станции, где 3 зарядных порта, но два самых востребованных из них — GBT DC и CCS2— не могут работать одновременно.

И опять же можно банально упереться в отсутствие нужного стандарта зарядки на DC-станции и не зарядиться вообще. Например, по состоянию на зиму 23/24 у муниципальных зарядок «Энергия Москвы» нет самого востребованного порта GBT DC.

1. «Учи физику!», — говорили родители и ведь были правы. Тем, кто следовал этому совету и не успел растерять свои знания, предсказать время зарядки электромобиля будет проще.
2. Главное правило начинающего электромобилиста: сначала изучи свой автомобиль, потом подбирай зарядку.
3. Если вариативные цены пишут всегда «от … рублей», то мощность зарядки — это всегда «до… кВт». Делайте на это поправку!
4. Стоит запомнить: время зарядки, рассчитываемое автомобилем и выводимое на экран, очень приблизительное. Если для зарядки переменным током расчет можно сделать относительно точным по вышеуказанным формулам, то на время зарядки постоянным током (быстрая) оказывает влияние слишком много факторов.