Немецкие инженеры подсчитали: при зарядке электромобиля дома можно терять до 25% электричества

Как проверяли

Специалисты ADAC разделили измерения на два сценария: зарядка на публичных быстрых станциях (fast charge) и зарядка дома – от трёхфазной розетки, известной как wallbox.

Отправная точка у экспертов была простая: когда человека спрашивают, сколько потребляет его электромобиль, он обычно называет цифру среднего расхода, которую показывает бортовой компьютер. Только вот эта цифра не учитывает потерь при зарядке – а платить за них приходится в любом случае, что при зарядке от домашней розетки, что на публичной станции.

Когда электромобиль заряжается от трехфазной розетки дома, он получает переменный ток, а чтобы энергия попала в батарею, ее нужно преобразовать в постоянный – этим обычно занимается модуль OBC (on-board charger, бортовое зарядное устройство).

Мощность зарядки wallbox чаще всего составляет 11 кВт, 9 кВт или 22 кВт. В ADAC замерили сценарии зарядки на мощности 11 кВт или 22 кВт, на 4,1 кВт и на 2,3 кВт – именно столько обычно дает стандартная однофазная розетка.

Все замеры проводились в сопоставимых, измеримых условиях: зарядка от 10% до 90%, при этом батарея в начале зарядки находилась в идеальном температурном диапазоне – от 20°C до 30°C. Тестировали пять современных электромобилей:

• VW ID.7,
• Tesla Model Y,
• Mercedes CLA 350,
• Renault RS E-Tech,
• Volvo EX30.

Эксперты ADAC выяснили, что заметную часть потерь дает именно модуль OBC – из-за преобразования переменного тока в постоянный. Кроме того, во время зарядки полупроводники этого модуля нуждаются в дополнительном охлаждении, а в машине работают цепи, которые сами потребляют энергию. Парадокс в том, что суммарно этот вид расхода оказывается выше, когда мощность зарядки ниже, а сама зарядка идет дольше. Плюс к этому есть еще потери энергии в кабелях и в самой батарее.

У кого меньше всего потерь

Из пяти протестированных моделей только одна допускает зарядку на 22 кВт – Volvo EX30, и в этом режиме потери составили 6,7%. На 11 кВт потери – 7%. На 4,1 кВт потери вырастают до 9,1%, а на 2,3 кВт достигают уже 14,2%.

На мощности 11 кВт меньше всех теряет Renault – 5,1%. У остальных моделей потери превышают 6%.

Самые большие потери возникают, когда машина заряжается медленно, от простой домашней розетки на 2,3 кВт. Renault в этом режиме теряет 13,7%, VW ID.7 – целых 15,3%, а Tesla оказывается чуть эффективнее, теряя 12,7%. Но главный сюрприз преподнес Mercedes CLA, который теряет 24,2% электричества на пути от розетки до батареи.

Почему так теряет Mercedes CLA

Специалисты ADAC поискали объяснение такой большой потере и обнаружили, что Mercedes откровенно сэкономил на модуле OBC, сделав упрощенную архитектуру, которая выдаёт всего 8А тока вместо привычных 10.

Вывод у немцев следующий: трехфазная розетка типа wallbox – самое предпочтительное решение, поскольку именно она дает наименьшие потери при зарядке дома. Даже если такая розетка обходится примерно в 1000-1500 евро, да еще и прибавляются расходы на прокладку электропроводки, в долгосрочной перспективе эти вложения окупаются.

Наглядное сравнение потерь

Специалисты взяли для сравнения тот же Mercedes CLA: при зарядке от простой розетки потери составляют 24,2%.

Если заряжать в среднем по 25 кВт·ч нетто в день, из розетки придется забрать 32,98 кВт·ч – то есть каждый день будет теряться 7,98 кВт·ч. За месяц набегает 239,4 кВт·ч потерь.

При зарядке от wallbox потери у этой же модели составляют 6,9%, поэтому на те же 25 кВт·ч нетто из сети уйдет 26,85 кВт·ч, а потеряется 1,85 кВт·ч. За месяц потери составят 55,5 кВт·ч.

Разница в потерях между двумя способами зарядки – 183,9 кВт·ч в месяц!

При этом в ADAC отмечают: когда мы прикидываем, сколько потребляет машина, эти проценты обязательно нужно добавлять к цифре с бортового компьютера. И стоит отдавать предпочтение более высокой скорости зарядки дома, поскольку есть еще и расход, привязанный ко времени зарядки – от 100 до 300 Вт, – который машина тратит просто на охлаждающие цепи и электронику управления батареей. Получается, что 10 часов зарядки могут "съесть" еще 3 кВт·ч только по этой статье.

А что с быстрыми зарядками на трассе

На публичных станциях fast charge потери от OBC отсутствуют, поскольку такие станции сразу выдают постоянный ток. Обычно преобразование происходит на самой станции, и ее потери уже заложены в тариф. Но у станции есть свои дополнительные потери – на охлаждение, ведь некоторые станции охлаждают не только внутреннюю электронику, но и кабели, используя жидкостные контуры.

Здесь замеряли четыре модели:

• Hyundai Ioniq 6,
• Renault Megane E-Tech,
• Tesla Model Y,
• VW ID.3.

Кроме того, при быстрой зарядке в самой батарее возникают дополнительные потери из-за роста ее температуры. Чтобы минимизировать этот эффект, современные машины оснащают полноценными системами термоменеджмента, которые поддерживают температуру батареи, но и эти системы охлаждения иногда потребляют 2-3 кВт мощности. Когда зимой батарею нужно еще и подогревать, расход системы термоменеджмента становится еще выше. И это энергия, которая не попадает в батарею, но берётся из сети и должна быть оплачена.

Тем не менее, благодаря высокой мощности и скорости зарядки, процент потерь у самой машины здесь оказывается меньше. При нормальной температуре, около 23°C, потери составляют от 1% до 4%. При 0°C с предварительным прогревом батареи (precondition) – от 1% до 6%, а без прогрева – от 7% до 10%. Любопытное открытие сделали и по поводу предварительного прогрева: в ADAC выяснили, что он экономит время и продлевает жизнь батареи, но не экономит энергию – по факту тратится столько же энергии, просто еt расход сдвигается по времени.

Не менее любопытно и то, что сама зарядная станция дополнительно теряет около 5% энергии – то есть суммарные потери от сети до батареи машины колеблются от 5-6% до 15%.

Главный вывод

Вывод специалистов ADAC получился довольно неожиданным: публичные станции дают меньший процент потерь только тогда, когда температура на улице близка к идеальной, а батарею не нужно ни сильно греть, ни сильно охлаждать. Как только это условие не выполняется, преимущество быстрой зарядки резко тает.

Потери от домашней зарядки, в зависимости от мощности, составляют:

• 22 кВт → 6,7% — только Volvo EX30;
• 11 кВт → 7% — общий показатель, а отдельно Renault — 5,1%;
• 4,1 кВт → 9,1%;
• 2,3 кВт → 14,2%.

Специалисты ADAC приходят к выводу, что, несмотря на разницу в потерях, заряжать электромобиль дома все равно экономически выгоднее, чем на быстрых публичных станциях. При этом важно понимать: мы платим не только за ту энергию, которую видим в показаниях бортового компьютера, но и за электричество, которое теряется на пути от розетки до аккумулятора.