وقت شحن السيارة الكهربائية: القدرة المتوسطة أهم من القدرة القصوى
قارن مثال شحن على مرحلتين بتقدير يفترض قدرة ثابتة، وافهم انخفاض قدرة الشحن مع امتلاء البطارية.
الطريقة
قدرة الشحن معدل، أما الطاقة المضافة إلى البطارية فهي كمية. إعلان قدرة الشاحن البالغة 150 kW لا يعني أن السيارة ستقبل 150 kW طوال الجلسة. قد تحد السيارة ودرجة حرارة البطارية وحالة شحنها ومعدات الشحن من القدرة الفعلية. لذلك ينبغي استخدام القدرة المتوسطة خلال الفترة المطلوبة في تقدير الوقت، بدلاً من افتراض استمرار قدرة قصوى لا تدوم إلا فترة قصيرة.
لكل فترة، اقسم الطاقة بوحدة kWh على القدرة بوحدة kW للحصول على الوقت بالساعات، ثم اجمع أوقات الفترات. لا تحسب المتوسط الحسابي لقراءتي القدرة إلا إذا استمرتا مدة متساوية. إذا أُضيفت كمية طاقة متساوية في كل فترة، تستغرق الفترة الأبطأ وقتاً أطول وتؤثر أكثر في القدرة المتوسطة. وإذا عرفت الطاقة الإجمالية والمدة الإجمالية، فإن قسمة الطاقة على المدة تعطي متوسط قدرة الجلسة.
- المدخلاتسعة البطارية القابلة للاستخدام (كيلوواط ساعي) · الشحن الأولي (%) · الشحن المستهدف (%)
- الطريقةالساعات = السعة القابلة للاستخدام × (الشحن المستهدف − الشحن الابتدائي)/100 ÷ (متوسط قدرة الشاحن × الكفاءة/100).
- النتيجةالطاقة المضافة إلى البطارية · الوقت المقدّر
مثال توضيحي فقط؛ استبدل هذه الافتراضات بقيمك الخاصة.
مثال محلول
افترض جلسة مبسطة تضيف 20 kWh بقدرة 100 kW، ثم 10 kWh بقدرة 50 kW. تستغرق الفترة الأولى 0.2 ساعة، والثانية أيضاً 0.2 ساعة. المدة الإجمالية 0.4 ساعة، أي 24 دقيقة. الطاقة الإجمالية 30 kWh، ولذلك تبلغ القدرة المتوسطة 75 kW. افتراض استمرار القدرة القصوى البالغة 100 kW يعطي 18 دقيقة، أي أقل من وقت هذا المثال بمقدار 6 دقائق.
في حاسبة وقت شحن السيارة الكهربائية، حدد الطاقة المطلوبة باستخدام سعة البطارية ونسبتي الشحن عند البداية والهدف، ثم أدخل قدرة شحن متوسطة تناسب تلك الفترة. في هذا المثال، تحتاج بطارية ذات سعة قابلة للاستخدام تبلغ 60 kWh إلى 30 kWh لرفع الشحن من 20% إلى 70%. عند قدرة متوسطة 75 kW وافتراض عدم وجود خسائر، يكون التقدير 24 دقيقة. ميّز بين الطاقة المخزنة في البطارية والطاقة المسحوبة من الشاحن إذا أضفت خسائر الشحن.
20 / 100 = 0.2 h
10 / 50 = 0.2 h
(0.2 + 0.2) × 60 = 24 min
30 / 0.4 = 75 kW
- 20 KWH في 100 كيلو واط
- 12 دقيقة
- 10 KWH في 50 كيلو واط
- 12 دقيقة
- الإجمالي
- 24 دقيقة
A 100 kW تقدير الطاقة الثابتة سيعطي 18 دقائق.
الفحوص والحدود
يستخدم المثال فترتين بقدرة ثابتة لتوضيح الحساب. منحنى الشحن الحقيقي متصل ويتغير بحسب السيارة والظروف، ولذلك لا يتنبأ المثال بجلسة شحن لطراز معين. أضف وقت الوصول والانتظار وتوصيل الشاحن والدفع بصورة منفصلة. استعن بمعلومات السيارة وسجلات جلسات حديثة لاختيار قدرة مناسبة للتخطيط؛ فلا توجد نسبة تصحيح واحدة تصف جميع السيارات.
حاسبات ذات صلة
المصدر: U.S. Department of Energy