Viteza de încărcare a vehiculelor electrice rămâne unul dintre elementele importante care influențează acceptarea lor de către companii. Provocările pot fi, însă, depășite, spun specialiștii în domeniu, astfel că pentru managerii de flote care își doresc tranziția energetică viitorul este promițător.
Deși argumentele în favoarea adoptării vehiculelor electrice de către companii devin din ce în ce mai puternice, timpul petrecut la încărcare, în special pentru călătoriile de afaceri și livrări, rămâne un punct de dispută, această perioadă de nefuncționare fiind o preocupare reală pentru managerii de flotă.
Spre deosebire de o simplă alimentare cu combustibil a unei mașini cu ardere internă, viteza de încărcare a vehiculelor electrice este influențată de un număr semnificativ de factori, inclusiv de tipul de încărcător, de infrastructura rețelei locale, software-ul mașinii, compoziția chimică și vechimea bateriei, ora din zi și chiar vremea. Producătorii de baterii încearcă să trateze aceste probleme, unele putând fi rezolvate, iar altele, cum ar fi o dimineață de luni geroasă ori caniculară, fiind doar un fapt al vieții de zi cu zi.
Tipul de încărcător
Bateriile vehiculelor electrice funcționează pe curent continuu (CC), necesitând conversia atunci când se utilizează încărcătoare de curent alternativ (CA) din rețeaua de alimentare. Conectat la un încărcător de curent alternativ rezidențial tipic, încărcătorul din vehiculul electric realizează conversia de la curent alternativ la curent continuu. Acest lucru limitează inerent vitezele de încărcare în funcție de capacitatea sa de conversie, de obicei între 7 kW și 22 kW. Eficiența acestui proces de conversie are un impact semnificativ asupra duratei de încărcare, pierderile manifestându-se de obicei sub formă de căldură în cadrul componentelor electronice de la bord. Pentru încărcarea peste noapte, aceste viteze sunt acceptabile, încărcând majoritatea vehiculelor electrice înainte ca utilizatorul să plece la serviciu a doua zi.
În schimb, încărcătoarele de curent continuu ocolesc încărcătorul din vehiculul electric, alimentând direct bateria cu energie, permițând astfel rate de încărcare semnificativ mai mari. Această diferență de arhitectură, spun specialiștii, influențează semnificativ caracterul practic și viteza de încărcare, permițând o realimentare mai rapidă, potrivită pentru călătorii pe distanțe lungi și pentru vehiculele comerciale.
De exemplu, o stație dintr-o benzinărie de pe autostradă, cu o putere în curent continuu de 100 kW, va încărca majoritatea vehiculelor electrice cu 50-80% în timpul necesar utilizării facilităților și vizitării cafenelei (30-60 de minute). Astfel, numărul tot mai mare de stații de curent continuu ultra-rapide cu o capacitate de 150 kW sau mai mare poate reduce, astfel, semnificativ timpul de nefuncționare a încărcărilor și a livrărilor. Cu toate acestea, managerii de flote trebuie să șinîă cont și de alți factori.
Nici prea cald, nici prea rece
Temperaturile sunt cruciale pentru procesele electrochimice din cadrul bateriilor litiu-ion, astfel încât vremea extrem de rece sau extrem de caldă are un impact dramatic asupra vitezei de încărcare. Încărcarea implică migrarea ionilor de litiu de la catod la anod printr-un electrolit. La temperaturi scăzute, de obicei sub 5°C, vâscozitatea electrolitului crește, reducând mobilitatea ionilor și încetinind reacțiile chimice și ratele de încărcare. Acest lucru necesită strategii de încălzire a bateriei implementate în multe vehicule electrice moderne, cum ar fi elementele de încălzire integrate sau alte procedee specifice aplicate înainte de începerea încărcării rapide.
În schimb, la temperaturi ridicate (peste aproximativ 35°C), vitezele crescute de reacție chimică prezintă un risc de descompunere rapidă a electroliților și degradare accelerată a catodului. Reacțiile secundare induse de căldură, inclusiv formarea interfazei de electrolit solid, pot duce la pierderi permanente de capacitate, reducând durata de viață efectivă a bateriei. Sistemele de gestionare a bateriei din mașini și din infrastructura de încărcare reduc activ curenții de încărcare pentru a atenua acumularea de energie termică, încetinind din nou procesul de încărcare.
Specialiștii spun, însă, că mecanismele sofisticate de răcire cu lichid sau cu aer pentru baterie, alături de algoritmi predictivi care mențin intervalele optime de temperatură și îmbunătățesc eficiența generală a bateriei, se dezvoltă continuu. Nu este surprinzător, așadar, că fiecare generație nouă de vehicule electrice se încarcă mai rapid, mai eficient și oferă o durată de viață a bateriei din ce în ce mai lungă.
Blocajele în rețeaua de încărcare
Limitările de alimentare cu energie electrică a zonei de încărcare vor avea un impact semnificativ asupra vitezei de încărcare, în special atunci când sunt instalate și utilizate simultan, de exemplu în orele de vârf, mai multe încărcătoare de mare viteză sau ultra-rapide.
Echilibrarea sarcinii este crucială în aceste locații pentru a preveni supraîncărcarea rețelei locale, ceea ce ar putea duce la instabilitate a tensiunii sau deteriorarea infrastructurii. Majoritatea încărcătoarelor moderne pentru vehiculele electrice, precum și toate locațiile de curent continuu, au sisteme inteligente de echilibrare a sarcinii care alocă dinamic puterea între încărcătoare. Aceasta ajustează vitezele de încărcare în timp real, pe baza cererii instantanee și a capacității disponibile a rețelei.
Arhitectura de echilibrare a sarcinii asigură o distribuție stabilă și eficientă a energiei, fără a compromite integritatea infrastructurii sau a provoca blocaje energetice, dar duce inevitabil la viteze de încărcare mai mici în orele de vârf din zonele de încărcare aglomerate.
Profilul de încărcare
Factorul final care influențează viteza este profilul de încărcare al vehiculului electric și sistemul de gestionare a energiei. Vehiculele electrice prezintă de obicei profiluri de încărcare neliniare, reducând în mod deliberat ratele de încărcare peste aproximativ 80% din starea de încărcare. Acest lucru reduce stresul termic asupra bateriei, protejând longevitatea și siguranța în funcționare. Cercetările în domeniu continuă să perfecționeze algoritmii de încărcare pentru a echilibra viteza de încărcare, eficiența energetică și durabilitatea bateriei.
Inovații continue
Inovațiile tehnologice continuă să optimizeze soluțiile de încărcare pentru vehicule electrice. Anozii avansați pe bază de siliciu, tehnologiile bateriilor în stare solidă și sistemele de management termic mai sofisticate promit îmbunătățiri substanțiale ale vitezei de încărcare, ale longevității bateriei și ale flexibilității temperaturii de funcționare.
Specialiștii mai arată că progresele în infrastructură, inclusiv proliferarea încărcătoarelor ultra-rapide de curent continuu și a algoritmilor îmbunătățiți de gestionare a sarcinii, vor atenua și mai mult blocajele de încărcare. Integrarea surselor de energie regenerabilă și a soluțiilor locale de stocare a energiei în rețelele de încărcare, împreună cu analiza predictivă a rețelelor inteligente, va juca, de asemenea, un rol crucial în susținerea creșterii infrastructurii scalabile și sustenabile pentru vehicule electrice.
Deși date despre viteza de încărcare se găsesc în orice broșură referitoare la vehicule electrice, complexitățile tehnice subiacente, care cuprind chimia, dinamica termică, interacțiunea cu rețeaua și gestionarea bateriei, rămân esențiale pentru atingerea în practică a valorilor teoretice. Soluțiile alternative, cum ar fi modificarea timpilor de încărcare, schimbarea locațiilor de încărcare și selectarea încărcătorului corect de pe traseu, rămân factori importanți pentru deținerea cu succes a unui vehicul electric sau pentru gestionarea unei flote comerciale verzi.
Vestea bună este că toate aceste domenii sunt studiate și dezvoltate de industria energiei și a vehiculelor electrice, pentru a se asigura că vitezele de încărcare a bateriilor vor continua să se îmbunătățească rapid, pe măsură ce sectorul mașinilor verzi evoluează.
(Articol publicat în revista Flote Auto, septembrie 2025)
CITEȘTE ȘI:
Tensiuni profunde în UE privind vehiculele electrice. Propuneri, provocări și avertismente
Olanda: Zonele cu emisii zero duc la o creștere a numărului de autoutilitare și camioane electrice
Comentați?