مدت‌زمان شارژ خودروهای برقی به مجموعه‌ای پیچیده از عوامل مختلف بستگی دارد. 

یکی از بارزترین تفاوت‌ها بین خودروهای بنزینی و خودروهای برقی (EV)—و عاملی که نقش بسیار مهمی در انتخاب یک خودروی برقی نسبت به دیگری دارد—زمان سوخت‌گیری یا شارژ است. خودروسازان معمولاً برای خودروهای بنزینی و دیزلی با موتور احتراق داخلی (ICE) زمان سوخت‌گیری را اعلام نمی‌کنند، زیرا صرف‌نظر از میزان سوخت باقی‌مانده یا اندازه باک، این کار فقط چند دقیقه طول می‌کشد و عملاً معیار رقابتی یا قابل مقایسه‌ای نیست.

اما در خودروهای برقی، مدت‌زمان شارژ باتری اغلب یکی از عوامل کلیدی در تصمیم‌گیری خریداران است—و شاید پیچیده‌ترین و در عین حال کم‌درک‌شده‌ترین عامل. دلیلش این است که متغیرهای زیادی بر زمان شارژ باتری یک خودروی برقی تأثیر می‌گذارند؛ از جمله میزان توان خروجی شارژر، اندازه باتری خودرو، ظرفیت شارژر داخلی خودرو و حتی دمای محیط. به‌طور خلاصه، زمان شارژ شما بسته به شرایط می‌تواند تغییر کند و گاهی این تغییرات قابل‌توجه هستند.

 

برای شفاف‌سازی این موضوع، ما تمام اطلاعات مهم مربوط به شارژ باتری را گردآوری کرده‌ایم و آن‌ها را با تجربه واقعی و قابل‌اعتماد MotorTrend ترکیب کرده‌ایم تا به شما کمک کنیم تصمیمی ساده‌تر و آگاهانه‌تر درباره زمان شارژ خودروهای برقی بگیرید. خبر خوب این است که امروزه در شرایط ایده‌آل، با اتصال به یک شارژر سریع DC (که در ادامه توضیح داده می‌شود)، می‌توان در حدود ۱۵ تا ۲۰ دقیقه شارژ باتری را مثلاً از ۲۰ درصد به ۸۰ درصد رساند. این وضعیت بسته به خودرو، محل شارژ و عوامل دیگر به‌تدریج در حال بهتر شدن است. با این حال، واقعیت این است که موضوع شارژ همچنان پیچیده باقی مانده است.

 

 

سطوح مختلف شارژ خودروهای برقی

مهم‌ترین عاملی که زمان «سوخت‌گیری» یک خودروی برقی را تعیین می‌کند، سه نوع یا سطح شارژ آن است. برای درک بهتر، می‌توان هر سطح را به پر کردن یک استخر با شلنگ‌هایی با اندازه‌های مختلف تشبیه کرد.

شارژ سطح ۱ (Level 1)
این نوع شارژ از یک پریز معمولی خانگی ۱۲۰ ولت و ۱۵ آمپر استفاده می‌کند و کندترین روش شارژ است—مثل پر کردن استخر با یک نی! بسته به خودرو و ظرفیت باتری، شارژ سطح ۱ در هر ساعت فقط حدود ۵ مایل (۸ کیلومتر) برد اضافه می‌کند و شارژ باتری از ۰ تا ۸۰ درصد ممکن است ۵۰ ساعت یا حتی بیشتر طول بکشد. این روش فقط زمانی کاربردی است که روزانه حدود ۳۰ مایل (۴۸ کیلومتر) رانندگی کنید.

شارژ سطح ۲ (Level 2)
این نوع شارژ با ولتاژ ۲۴۰ ولت کار می‌کند و جریانی بین ۴۰ تا ۸۰ آمپر می‌کشد؛ مشابه لوازم خانگی پرمصرف مثل خشک‌کن لباس یا اجاق برقی. بسیاری از مالکان خودروهای برقی شارژر سطح ۲ را در گاراژ خانه نصب می‌کنند، اما مستأجران یا افرادی که در ساختمان‌های چندواحدی زندگی می‌کنند، گزینه‌های محدودتری دارند. آن‌ها معمولاً به شارژرهای عمومی سطح ۲ متکی هستند که اغلب با ولتاژ ۲۰۸ ولت کار می‌کنند. این شارژرها لزوماً کندتر نیستند، بلکه فقط راحتی کمتری دارند—مگر اینکه بیش از یک خودرو به آن‌ها متصل شود.

 

 

برخی شارژرهای قدیمی‌تر توان را بین چند خروجی تقسیم می‌کنند؛ در نتیجه اگر بیش از یک خودرو در حال شارژ باشد، سرعت شارژ کاهش می‌یابد. شارژرهای عمومی سطح ۲ معمولاً در مجتمع‌های مسکونی، هتل‌ها، ادارات و مراکز تجاری نصب می‌شوند؛ جاهایی که رانندگان خودروهای برقی ساعات طولانی (روز یا شب) در آنجا حضور دارند. بسته به خودرو، شارژر سطح ۲ می‌تواند باتری را از ۰ تا ۸۰ درصد در ۴ تا ۱۰ ساعت شارژ کند. به همین دلیل، نصب شارژر خانگی سطح ۲ برای بسیاری از مالکان بسیار کاربردی و منطقی است—مثل پر کردن استخر با یک شلنگ باغبانی پرفشار.

شارژ سطح ۳ (Level 3) یا شارژ سریع DC
این نوع شارژ سریع‌ترین راه برای پر کردن باتری یک خودروی برقی است. برخلاف سطوح ۱ و ۲ که از جریان متناوب (AC) استفاده می‌کنند، شارژ سطح ۳ از جریان مستقیم (DC) بهره می‌برد. این شارژرها در مکان‌های عمومی و توسط شبکه‌های مختلف، مانند مراکز خرید، مراکز تجاری و به‌طور فزاینده‌ای در پمپ‌بنزین‌های مسیرهای پرتردد نصب می‌شوند.

طبق آزمایش‌های MotorTrend، یک شارژر سطح ۳ می‌تواند باتری خودرو را (بسته به مدل) در بازه‌ای بین بیش از ۳۰ دقیقه تا یک ساعت یا بیشتر به شارژ کامل ۱۰۰ درصد برساند—مثل استفاده از یک شلنگ آتش‌نشانی!

شارژرهای سطح ۳ معمولاً توانی بین ۵۰ تا ۳۵۰ کیلووات دارند و ایستگاه‌های جدیدتر حتی تا ۵۰۰ کیلووات هم خروجی می‌دهند. مشابه شارژرهای عمومی سطح ۲، در شارژرهای سطح ۳ نیز اگر چند خودرو هم‌زمان متصل باشند—به‌ویژه در ایستگاه‌های قدیمی که توان را تقسیم می‌کنند یا در سایت‌هایی با سیستم مدیریت بار—سرعت شارژ می‌تواند کاهش یابد. ایستگاه‌های جدیدتر معمولاً توان کامل را به هر خودرو اختصاص می‌دهند، اما در ساعات شلوغ ممکن است برای مدیریت بار کلی، توان به‌طور موقت کاهش پیدا کند.

دو شباهت بین خودروهای برقی و بنزینی

با وجود تفاوت‌ها، شارژ خودروهای برقی از دو جهت شبیه سوخت‌گیری خودروهای بنزینی است.
اول اینکه همان‌طور که هرچه باک بنزین بزرگ‌تر باشد زمان بیشتری برای پر شدن لازم است، هرچه ظرفیت باتری (بر حسب کیلووات‌ساعت) بیشتر باشد، شارژ آن نیز طولانی‌تر می‌شود. در شرایط یکسان، خودرویی با باتری ۸۰ کیلووات‌ساعتی تقریباً دو برابر خودرویی با باتری ۴۰ کیلووات‌ساعتی زمان نیاز دارد. البته باتری بزرگ‌تر برد بیشتری هم می‌دهد، اما هزینه هر بار شارژ آن بیشتر است و وزن بالاتر باتری می‌تواند بازده کلی خودرو را کاهش دهد.

دوم اینکه، همان‌طور که پر کردن بیش از حد باک بنزین می‌تواند به سیستم بازیافت بخار آسیب بزند، شارژ کامل باتری خودروهای برقی نیز همیشه ایده‌آل نیست. معمولاً پس از رسیدن باتری به حدود ۸۰ درصد شارژ، سرعت شارژ کاهش می‌یابد تا عمر باتری حفظ شود و خطر آسیب کاهش پیدا کند.

به همین دلیل، خودروسازان اغلب زمان شارژ را تا ۸۰ درصد اعلام می‌کنند و توصیه می‌کنند که شارژ مداوم تا ۱۰۰ درصد فقط در مواقع ضروری، مثل سفرهای طولانی، انجام شود. از آنجا که شارژ بالای ۸۰ درصد کندتر است، ۲۰ درصد پایانی می‌تواند تقریباً به اندازه ۸۰ درصد اول زمان ببرد و در نتیجه هزینه بیشتری هم داشته باشد. همچنین باید توجه داشت که در حالی‌ که بیشتر شارژرهای عمومی بر اساس کیلووات‌ساعت هزینه دریافت می‌کنند، برخی شارژرهای سریع DC بر اساس دقیقه قیمت‌گذاری می‌شوند که می‌تواند شارژ ۲۰ درصد پایانی را گران‌تر کند.

تأثیر شیمی و معماری باتری

علاوه بر اندازه، نوع شیمی باتری نیز—به‌ویژه در شارژ سریع سطح ۳—نقش مهمی دارد. بیشتر باتری‌های امروزی از ترکیب نیکل، منگنز و کبالت (NMC) یا نیکل، منگنز، کبالت و آلومینیوم (NMCA) ساخته می‌شوند. نوع دیگری از باتری که به‌خصوص در چین در حال گسترش است، لیتیوم آهن فسفات (LFP) است. باتری‌های NMC و NMCA نسبت به شارژ سریع مکرر حساس‌ترند، در حالی که باتری‌های LFP معمولاً مقاومت بیشتری در برابر شارژ سریع دارند.

خودروهای برقی به سیستم‌های مدیریت باتری مجهز هستند که با محدود کردن جریان و کنترل دما، فشار ناشی از شارژ سریع را کاهش می‌دهند و از باتری محافظت می‌کنند. باتری‌های NMC و NMCA چگالی انرژی بالاتری دارند اما به گرما حساس‌ترند، در حالی که باتری‌های LFP در برابر گرما مقاوم‌ترند اما در هوای سرد عملکرد ضعیف‌تری دارند. به همین دلیل، برخی خودروها از قابلیت پیش‌شرط‌سازی باتری (گرم یا سرد کردن باتری قبل از شارژ سریع) استفاده می‌کنند.

عامل مهم دیگر، معماری الکتریکی خودرو است. بیشتر خودروهای برقی بر پایه معماری ۴۰۰ ولت ساخته می‌شوند، اما مدل‌های عملکرد بالا مانند Porsche Taycan و حتی برخی خودروهای رایج مثل Hyundai Ioniq 5 از معماری ۸۰۰ ولت بهره می‌برند. سیستم‌های ۸۰۰ ولتی امکان شارژ سریع‌تر، عملکرد بالاتر و بازده بهتر را فراهم می‌کنند.

اغلب خودروهای ۴۰۰ ولتی فقط می‌توانند با سرعتی حدود ۱۵۰ تا ۲۰۰ کیلووات شارژ شوند، هرچند شبکه سوپرشارژر تسلا شارژرهای ۲۵۰ کیلوواتی را نیز برای خودروهای ۴۰۰ ولتی خود ارائه می‌دهد. خودروهای ۸۰۰ ولتی می‌توانند از شارژرهای ۳۵۰ کیلوواتی به‌طور کامل بهره ببرند و زمان شارژ را به‌طور چشمگیری کاهش دهند. با اینکه تعداد این شارژرهای پرقدرت در حال افزایش است، اما هنوز در مقایسه با شارژرهای DC کم‌قدرت‌تر، نسبتاً محدود هستند.

 
ترجمه شده از سایت motortrend