Сколько киловатт берёт электромобиль при зарядке и сколько это по времени
Мощность зарядки электромобиля задаёт не батарея, а точка подключения: от обычной розетки 230 В автомобиль берёт 2,3–3,7 кВт, от однофазной настенной станции 7,4 кВт, от трёхфазной — 11 или 22 кВт. Чтобы заряд с 20 до 80 % у батареи 60 кВт·ч занял ночь, нужно не менее 7 кВт; от розетки на 2,3 кВт тот же заряд растянется почти на 17 часов. Машина расходует 15–20 кВт·ч на 100 км, то есть при тарифе 0,3037 руб./кВт·ч это около 5–7 рублей.
Мощность и энергия: что есть что
Два вопроса часто смешивают. «Сколько киловатт берёт электромобиль» — это мощность, с которой идёт зарядка в данный момент. «Сколько киловатт-часов нужно» — это энергия, которую надо передать батарее. Время зарядки равно энергии, делённой на мощность, плюс потери.
Мощность зарядки ограничивают три звена цепочки, и работает всегда самое слабое:
- розетка, кабель и автомат в вашем доме (см. как амперы переводятся в киловатты);
- зарядная станция или переносное зарядное устройство, которое поставляется с машиной;
- бортовое зарядное устройство автомобиля. Оно переводит переменный ток из сети в постоянный для батареи и имеет собственный предел: у одной модели это 7,4 кВт, у другой 11 кВт, у третьей 22 кВт. Точное значение смотрите в документации автомобиля.
Быстрые станции постоянного тока (DC) работают иначе: преобразователь стоит в самой станции, и мощность там десятки и сотни киловатт. Для дома они не используются, ниже речь о зарядке переменным током.
Какие бывают варианты зарядки дома
Мощность считаем как напряжение на ток; для трёх фаз — с коэффициентом √3 (1,732).
| Способ | Параметры | Мощность | Расчёт |
|---|---|---|---|
| Бытовая розетка, режим сниженного тока | 230 В, 10 А | 2,3 кВт | 230 × 10 |
| Бытовая розетка, максимум | 230 В, 16 А | 3,7 кВт | 230 × 16 = 3 680 Вт |
| Однофазная настенная станция | 230 В, 32 А | 7,4 кВт | 230 × 32 = 7 360 Вт |
| Трёхфазная станция | 400 В, 16 А | 11 кВт | 1,732 × 400 × 16 = 11 085 Вт |
| Трёхфазная станция | 400 В, 32 А | 22 кВт | 1,732 × 400 × 32 = 22 170 Вт |
Домашнюю розетку на 16 А нельзя нагружать на пределе по несколько часов подряд, если линия старая, а розетка не рассчитана на непрерывную нагрузку. Для регулярной зарядки практика безопасная — отдельная линия со своим автоматом и станция (wallbox), а не удлинитель. Подробности про кабель и защиту смотрите в калькуляторе сечения и в разделе автоматических выключателей.
Сколько времени займёт зарядка: расчёт
Возьмём батарею 60 кВт·ч и заряд с 20 до 80 % — в таком диапазоне ею пользуются в обычной жизни.
- Энергия в батарею: 60 × (0,80 − 0,20) = 36 кВт·ч.
- Потери при зарядке переменным током (преобразователь, кабель, нагрев): примем 10 %. Из сети нужно взять 36 / 0,9 = 40 кВт·ч.
- Время = 40 кВт·ч / мощность.
| Мощность зарядки | Время (40 кВт·ч из сети) | Прирост запаса хода за 1 час (по 17 кВт·ч на 100 км) |
|---|---|---|
| 2,3 кВт | около 17 ч 25 мин | около 12 км |
| 3,7 кВт | около 10 ч 50 мин | около 20 км |
| 7,4 кВт | около 5 ч 25 мин | около 38 км |
| 11 кВт | около 3 ч 40 мин | около 58 км |
| 22 кВт | около 1 ч 50 мин | около 115 км |
Столбец с запасом хода: полезная энергия с учётом потерь 0,9 × мощность делится на 0,17 кВт·ч на километр. Для 7,4 кВт: 7,4 × 0,9 / 0,17 ≈ 39 км в час; округлили до 38. Строка 22 кВт верна только если бортовое устройство автомобиля принимает 22 кВт; если оно ограничено 11 кВт, время такое же, как для строки 11 кВт. Последние 10–20 % заряда машина набирает медленнее, а в мороз скорость заряда ниже из-за ограничений батареи.
Сколько это стоит
Расход электромобиля — 15–20 кВт·ч на 100 км в зависимости от модели, скорости и погоды (зимой больше). Считаем с потерями зарядки 10 % по тарифу для дома с газом 0,3037 руб./кВт·ч:
- 15 кВт·ч на 100 км: 15 / 0,9 = 16,7 кВт·ч из сети × 0,3037 ≈ 5,1 руб.;
- 17 кВт·ч: 18,9 кВт·ч × 0,3037 ≈ 5,7 руб.;
- 20 кВт·ч: 22,2 кВт·ч × 0,3037 ≈ 6,7 руб.
Для дома с электроплитой и обычным тарифом 0,2581 те же 17 кВт·ч на 100 км обойдутся примерно в 4,9 руб. При дифференцированном тарифе (0,1807 вне пика, 0,5162 с 17:00 до 22:00) ночная зарядка получается около 3,4 руб. на 100 км, а вечерняя в пик — около 9,8 руб. Поэтому подключать машину сразу после работы, в вечерний пик, невыгодно: станцию лучше запускать по таймеру. Подробнее о тарифах — в статье про электроотопление и тариф 0,2581.
Что это значит для дома
Станция на 7,4 кВт потребляет столько же, сколько несколько духовых шкафов, и добавляется к остальной нагрузке дома. Прежде чем покупать станцию, проверьте:
- разрешённую мощность по договору энергоснабжения и техническим условиям — она указана в документах, и её недостаточность чаще всего оказывается главным ограничением;
- сечение и состояние линии от щита до места зарядки, длину трассы;
- автомат и устройство защитного отключения на линии станции;
- число фаз в доме: на однофазном вводе 11 и 22 кВт недоступны.
Если мощности мало, станция с динамическим управлением нагрузкой снижает ток зарядки, когда в доме включены другие приборы. Это дешевле, чем увеличивать подключаемую мощность.
Зарядка от солнечной станции
Днём станция вырабатывает энергию, а машина стоит на улице или в гараже, если вы на работе. Совпадение есть у тех, кто на удалёнке, в выходные и летом. Для 10 кВт панелей июльская выработка в Минске около 1 311 кВт·ч, то есть примерно 42 кВт·ч в сутки — этого хватает на один заряд 36–40 кВт·ч, если машина стоит дома и не заряжалась ночью. Зимой, в декабре, те же 10 кВт дают около 6 кВт·ч в сутки, и о покрытии зарядки речь не идёт. Какие схемы собирают, смотрите на странице зарядки электромобиля от СЭС и в расчёте зарядка электромобиля от солнца; рынок и парк машин описаны в материале про электромобили в Беларуси. Оборудование для зарядки — в разделе зарядных станций.
Режимы и кабели: коротко о том, что видно на разъёме
Для домашней зарядки переменным током на европейском рынке обычно используется разъём Type 2, у многих машин из Азии встречаются и другие разъёмы, поэтому тип нужно сверять с документами на автомобиль. Между станцией и машиной есть обмен сигналами: станция сообщает допустимый ток, машина ограничивает его своим зарядным устройством. Поэтому «станция на 22 кВт» в паре с машиной, принимающей 7,4 кВт, будет выдавать 7,4 кВт.
Переносной кабель из комплекта автомобиля с вилкой на бытовую розетку обычно имеет встроенный контроль и ограничивает ток на уровне 8–10 А (около 2 кВт), потому что рассчитан на розетки неизвестного состояния. Для регулярной зарядки он годится как аварийный вариант, но не как основной.
Практический минимум для постоянного места зарядки:
- выделенная линия от щита с собственным автоматом и защитой от токов утечки подходящего типа (какого — указывает производитель станции);
- кабель сечением по расчёту на длительную нагрузку, а не по минимуму; для 32 А и длины 20–30 м сечение часто выходит больше, чем ожидают;
- заземление и УЗИП в щите.
Частые вопросы
Сколько киловатт потребляет электромобиль?
Сколько позволяет подключение, но не больше предела бортового зарядного устройства: 2,3–3,7 кВт от розетки, 7,4 кВт от однофазной станции, 11–22 кВт от трёхфазной.
Сколько кВт нужно для зарядки электромобиля дома?
Для ночной зарядки обычной батареи достаточно 7,4 кВт, для небольшого пробега в сутки хватает и 3,7 кВт. Но свободная мощность по договору должна позволять работу станции вместе с остальными потребителями.
Можно ли заряжать от удлинителя?
Лучше нет: длительная нагрузка 10–16 А нагревает тонкий удлинитель и штепсели. Нужна отдельная линия с защитой.
Правда ли, что до 100 % заряжать нельзя?
Для повседневной езды производители обычно рекомендуют 80–90 %, а 100 % — перед дальней поездкой. Это зависит от химии батареи и указано в инструкции к автомобилю.