Germanii de la ADAC au descoperit că până la 25% din electricitate e pierdută în timpul încărcării de acasă în cazul unor maşini electrice

De multe ori, când vorbim despre maşinile electrice, spunem că randamentul acestora e net superior maşinilor electrice, or un electromotor are capacitatea de a transforma cam 97-98% din energia pe care o primeşte în forţă mecanică, şi doar o cotă mică se pierde, în timp ce la un motor pe benzină dacă se obţin 40% şi mai mult e deja o mare realizare, iar recordurile de peste 44% sunt făcute cu mari compromisuri la rata de compresie uriaşă. Totuşi, la o maşină electrică există pierderi adiţionale despre care se vorbeşte mult mai puţin, iar de curând germanii de la ADAC şi-au propus să măsoare cu exactitate care sunt aceste pierderi şi la cât se ajunge în tabloul complet al încărcărilor la maşinile electric moderne. Descoperirea cea mai neaşteptată a fost faptul că la una din cele mai noi maşini de pe piaţă pierderea ajunge aproape la 25% în timpul încărcării de acasă.

Măsurările au fost separate în două scenarii distincte — de încărcare la staţii fast charge publice şi de încărcare acasă la o priză trifazată cu curent continuu, cunoscută ca wallbox.

Cei de la ADAC au pornit de la ideea că atunci când oamenii sunt întrebaţi cât consumă maşina lor electrică, ei indică în mod firesc cifra medie de consum pe care o indică maşina, pe computerul de bord. Doar că acea cifră nu reflectă şi pierderile de încărcare, pentru care se plăteşte de facto, fie că e priza de acasă, fie că e vorba de o staţie publică.

Atunci când o maşină electrică e încărcată la priza trifazică de acasă, maşina primeşte curent alternativ, iar pentru ca energia să ajungă în baterie, ea trebuie transformată în curent continuu, iar această funcţie îi revine de obicei modulului OBC (on-board charger).

Puterea de încărcare a unui wallbox e de 11 kW, 9 kW sau 22 kW în cele mai multe cazuri, dar în ultimul timp, din cauza tarifelor diferenţiate din unele ţări, care penalizează o putere prea mare consumată momentan, unii proprietari limitează puterea de încărcare la valori mai mici. Cei de la ADAC au măsurat scenariul încărcării la putere de 11 kW sau 22 kW, la 4,1 kW şi la 2,3 kW, cât e puterea obişnuită dintr-o priză standard cu două fază.

Toate măsurările au fost făcute în condiţii similare, măsurabile, cu încărcare realizată între 10% şi 90% şi cu bateria aflată la o temperatură ideală, cuprinsă între 20°C şi 30°C, la începutul încărcării. Toate aceste încărcări au fost realizate cu 5 modele electrice moderne — VW ID.7, Tesla Model Y, Mercedes CLA 350, Renault RS E-Tech şi Volvo EX30.

Experţii ADAC au descoperit că modulul OBC generează pierderi semnificativ din cauza conversiei de la curent alternativ la continuu,. Pe lângă asta, pe durata încărcării, semiconductoarele din acest modul trebuie răcite adiţional, iar maşina include circuite care consumă energie adiţională. Paradoxul e că acest tip de consum e mai mare sumar atunci când puterea de încărcare e mai mică şi încărcarea durează mai mult. Iar pe lângă asta mai există pierderi de energie în cabluri şi baterie.

Din cele 5 modele, doar 1 admite încărcare la 22 kW — Volvo EX30, iar atunci pierderile au fost de 6,7%. La 11 kW pierderea e de 7%. La 4,1 kW pierderea creşte la 9,1%, iar la 2,3 kW pierderea ajunge la 14,2%.

La 11 kW cea mai mică pierdere o are Renault, cu 5,1%. Celelalte modele au peste 6%. Pierderile cele mai mari survin atunci când maşina e încărcată lent, la o priză simplă de acasă, de 2,3 kW. Renault pierde 13,7% în acest proces, VW iD.7 — tocmai 15,3%, iar Tesla e un pic mai eficientă, pierzând 12,7%. Însă marea surpriză a venit de la Mercedes CLA, care pierde 24,2% din electricitatea „ieşită” din priză până la baterie.

Experţii ADAC au căutat explicaţii pentru această pierdere uriaşă şi au descoperit că Mercedes a economisit grosolan la modulul OBC, creând o arhitectură simplistă cu doar 8A de curent livraţi, în loc de cei 10 obişnuiţi.

Concluzia e că o priză trifazică de tip wallbox e cea mai preferabilă soluţie, întrucât generează cele mai mici pierderi la încărcarea de acasă. Chiar dacă ea poate costa în jur de 1.000-1.500 euro, iar pe lângă asta există costuri de trasare a conexiunii electrice, pe termen lung investiţia se răscumpără.

Or, putem să comparăm că la un Mercedes CLA se pierd 24,2% la încărcare cu priză simplă, ceea ce înseamnă că dacă se încarcă în mediu câte 25 kWh net pe zi, din priză de vor consuma 32,98 kWh, deci în fiecare zi se vor pierde 7,98 kWh. În timp de o lună, se vor pierde 239,4 kWh. La încărcarea la wallbox, pierderea e de 6,9% la acest model, deci pentru 25 kWh net din reţea se vor trage 26,85 kWh, pierzându-se 1,85 kWh. În timp de o lună, pierderea va fi de 55,5 kWh. Iar diferenţa de pierderi între cele două metode va fi de 183,9 kWh lunar! La preţurile electricităţii din Germania, asta poate fi cam 70-90 euro lunar, şi în 2-3 ani investiţia în wallbox e rambursată, pe lângă comoditatea încărcării.

Totuşi, cei de la ADAC spun că atunci când ne gândim cât consumă maşina, trebuie să adăugăm aceste procente. Şi trebuie să dăm preferinţă unor viteze mai mari de încărcare acasă, pentru că există şi un consum corelat cu timpul de încărcare, cuprins între 100 şi 300 W, pe care maşina îl generează doar pentru circuitele alea de răcire şi electronica de dirijare a bateriei. Astfel, 10 ore de încărcare pot genera 3 kWh pierduţi doar de acest capitol.

Pe partea încărcării la staţiile publice fast charge, pierderile de la OBC sunt excluse, întrucât acele staţii deja furnizează curent continuu. Şi de obicei există un convertor la locaţia staţiei care face acest lucru, iar pierderile lui sunt incluse în tarif. Însă staţia are alte pierderi auxiliare, necesare pentru răcirea ei, or, unele staţii nu-şi răcesc doar componentele electronice interne, ci şi cablurile, cu circuite de lichid. Maşinile măsurate aici au fost 4 — Hyundai Ioniq 6, Renault Megane E-Tech, Tesla Model Y şi VW ID.3.

Pe lângă asta, maşina generează alte pierderi mai mari în baterie, din cauza creşterii temperaturii acesteia în procesul de încărcare rapidă. Pentru a minimiza efectul, maşinile moderne inclus sisteme complet de management termic, care menţin temperatura bateriei, dar şi aceste sisteme de răcire pot consuma 2-3 kW de putere uneori. Atunci când bateria trebuie încălzită iarna, consumul sistemului de management termic e şi mai mare. Şi e o energie care nu ajunge în baterie, dar e consumată din reţea şi trebuie plătită.

Totuşi, datorită puterilor mari de încărcare şi vitezei, pierderile procentuale admise de maşină sunt mai mici. La temperaturi normale, de 23°C, pierderile sunt cuprinse între 1% şi 4%. La 0°C cu precondiţionare, ele sunt cuprinse între 1% şi 6%, iar fără precondiţionare — între 7% şi 10%. O descoperire curioasă a fost făcută şi în raport cu precondiţionarea, experţii ADAC descoperind că ea economiseşte timp şi durata de viaţă a bateriei, dar nu economiseşte energie, consumând de facto aceeaşi energie, doar că o decalează în timp.

E la fel de curios că staţia de încărcare mai pierde circa 5% de energie, ceea ce înseamnă că pierderile totale din reţea până în bateria maşinii au oscilat între 5-6% şi 15%.

Concluzia celor de la ADAC e foarte curioasă — staţiile publice generează pierderi procentuale mai mici de randament doar dacă temperaturile de afară sunt aproape ideale şi bateria nu trebui încălzită sau răcită prea intens. Când asta se întâmplă, atunci beneficiile devin mici. Iar luând în considerare preţul, cea mai avantajoasă încărcare rămâne priza wallbox de acasă, trifazică.