(Σημείωση ΕΛ.ΙΝ.Η.Ο: Στη χώρα μας οι ελάχιστοι ιδιοκτήτες ηλεκτρικών αυτοκινήτων δεν έχουν ακόμα προφτάσει να αποκτήσουν εμπειρίες από ταχυφορτίσεις των οχημάτων τους κατά τη διάρκεια ταξιδιών σε μεγάλες αποστάσεις και επομένως το άρθρο που ακολουθεί μάλλον μοιάζει με παράθυρο στο μέλλον. Εν τούτοις δεν θα αργήσει να ισχύσει και για τη χώρα μας η γενικευμένη εφαρμογή της ηλεκτροκίνησης των αυτοκινήτων, ακόμα και για μακρινά ταξίδια, κατά τη διάρκεια των οποίων ο ανεφοδιασμός με ταχεία φόρτιση με συνεχές ρεύμα θα αποτελεί βασική λειτουργία. Καλό θα είναι λοιπόν να αποκτήσουμε έγκαιρα τις απαραίτητες γνώσεις κατανοώντας σε βάθος τα τεχνικά χαρακτηριστικά της. Οι γνώσεις αυτές πιθανώς να μας βοηθήσουν και στη καλύτερη εν καιρώ επιλογή αγοράς του ίδιου του ηλεκτρικού μας αυτοκινήτου. Άλλωστε το ΕΛ.ΙΝ.Η.Ο, από καιρό με σχετικά άρθρα του (π.χ. «Μερικές πληροφορίες για τη φόρτιση του ηλεκτρικού σας αυτοκινήτου» – 9/1/2020), έχει τονίσει τη σημασία που πρέπει να δίνει ο υποψήφιος αγοραστής ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου στις τεχνικές προδιαγραφές του όλου συστήματος φόρτισης όπως και εκείνων του ενσωματωμένου φορτιστή εναλλασσόμενου ρεύματος.)
Όταν συνδέουμε στη φόρτιση ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο το οποίο θα διανυκτερεύσει στο γκαράζ του σπιτιού μας, λίγο μας ενδιαφέρει αν αυτή θα διαρκέσει τέσσερις ή έξη ώρες αφού ούτως ή άλλως αυτό που χρειαζόμαστε είναι να το βρούμε πλήρως φορτισμένο το πρωί όταν θα πρέπει να αναχωρήσουμε για τις εργασίες μας.
Όταν όμως ταξιδεύουμε με το ηλεκτρικό μας αυτοκίνητο και είμαστε αναγκασμένοι να σταθούμε για ανεφοδιασμό σε έναν παρόδιο ταχυφορτιστή υψηλής ισχύος συνεχούς ρεύματος τότε το κάθε λεπτό της ώρας μετράει και η ακριβής γνώση της διάρκειας φόρτισης αποκτά μεγάλη σημασία τόσο για την καλή μας διάθεση όσο και για τον προγραμματισμό του ταξιδιού μας.
Στο ζήτημα αυτό, η Audi, αναφερόμενη στα ηλεκτρικά μοντέλα της E-Tron SUV και E-Tron Sportback, υπογραμμίζει ότι για την ταχύτερη επαναφόρτιση ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου μεγαλύτερη σημασία έχει η δυνατότητα της συστοιχίας και των καλωδιώσεών για μακρόχρονη λειτουργία υπό συνθήκες υψηλών εντάσεων φόρτισης χωρίς να προκαλούνται υπερθερμάνσεις των στοιχείων του συσσωρευτή, παρά η αναφερόμενη ίσως στις προδιαγραφές του οχήματος ελκυστικά μεγάλη ονομαστική ισχύς του συστήματος φόρτισης, με το οποίο θα μπορεί να συνδεθεί, η οποία όμως, συνήθως, δεν μπορεί να διατηρηθεί στο μέγιστο αυτό επίπεδο παρά μόνο για ένα μικρό χρονικό διάστημα, λόγω ακριβώς της δημιουργίας υπερθερμάνσεων. Με άλλα λόγια, ο βάσει των προδιαγραφών του αυτοκινήτου καθοριζόμενος μέγιστος ρυθμός επαναφόρτισης αποκτά ουσιαστική σημασία και καθορίζει τον αναγκαίο χρόνο φόρτισης του αυτοκινήτου μόνο όταν μπορεί να διατηρηθεί σταθερός σε όλη τη διάρκειά της ή τουλάχιστο στο μεγαλύτερο μέρος της.
2020 Audi E-Tron Sportback
Πολλά ηλεκτρικά αυτοκίνητα, τα οποία ή Audi δεν κατονομάζει, αναπτύσσουν στην αρχή τη μέγιστη ισχύ φόρτισης αλλά μόνο για ένα μικρό χρονικό διάστημα και στη συνέχεια τη μειώνουν σταδιακά και δραστικά σε όλα τα υπόλοιπα στάδια. Εάν μάλιστα ο οδηγός του αυτοκινήτου το συνδέσει στη φόρτιση όταν η συστοιχία δεν είναι επαρκώς εκφορτισμένη (βρίσκεται δηλαδή ακόμα σε υψηλό SOC) το πιθανότερο είναι ότι θα απολέσει ακόμα και αυτό το αρχικό μικρό χρονικό διάστημα ανάπτυξης της μέγιστης ισχύος και η φόρτιση θα αρχίσει με μικρότερη και βαθμιαίως μειούμενη περαιτέρω ισχύ πολύ απέχουσα τελικώς από τη, βάσει των προδιαγραφών, υπεσχημένη ανά δεκάλεπτο επανάκτηση αυτονομίας σε χιλιόμετρα.
Σύμφωνα με το τμήμα R&D της Audi αυτή η αναγκαστική μείωση του ρυθμού φόρτισης, την οποία παρατηρούμε στα άλλα (μη κατονομαζόμενα) ηλεκτρικά αυτοκίνητα μετά τη βραχύχρονη ανάπτυξη της μέγιστης ισχύος, οφείλεται αποκλειστικά στην ανάπτυξη θερμικών φορτίων με ταυτόχρονη αύξηση της θερμοκρασίας ολόκληρου του συστήματος της υπό φόρτιση συστοιχίας και βεβαίως την ανεπαρκή διαχείρισή τους.
Η Audi εγγυάται ότι οι υπεσχημένοι, βάσει των προδιαγραφών, ρυθμοί ανάκτησης της ηλεκτρικής ενέργειας των αυτοκινήτων της θα παραμένουν κατά τη μεγαλύτερη διάρκεια της φόρτισης σταθεροί και κοντά στη μέγιστη ισχύ των 150 kW εντός μιας ευρύτατης ζώνης θερμοκρασιών περιβάλλοντος και ανεξάρτητα από την κατάσταση εκφόρτισης της συστοιχίας (η οποία μπορεί να ευρίσκεται σε ολόκληρη την περιοχή SOC από 5% έως 50%), χάρις στο ευρηματικό σύστημα διαχείρισης των θερμικών φορτίων που αναπτύσσονται.
Συγκριτικό διάγραμμα καμπυλών φόρτισης των αυτοκινήτων Audi με εκείνα του ανταγωνισμού. Τα Audi από πλήρως εκφορτισμένα φτάνουν το 100 % της φόρτισης εντός 45 λεπτών με ταχυφορτιστή 150 kW. Ο ανταγωνισμός χρειάζεται 1ω 28λ παρά το ότι η μέγιστη ισχύς μπορεί να φτάσει τα 200 kW.
Εξελιγμένη διαχείριση των θερμικών φορτίων
Σύμφωνα με την Audi, τα E-Tron διαθέτουν ψυκτικό στοιχείο μήκους 40 μέτρων διαμοιρασμένο σε τέσσερα ψυκτικά κυκλώματα, το ένα εκ των οποίων βρίσκεται σε απευθείας επαφή με το κάτω μέρος των στοιχείων της υψηλής τάσης. Συνολικά περιέχεται ποσότητα ψυκτικού υγρού ίση με 22 λίτρα. Το ψυκτικό πλέγμα βρίσκεται απευθείας τοποθετημένο κάτω από τη συστοιχία και χρησιμοποιείται μια ειδική πάστα-γόμωση για να καλύπτει το μεταξύ τους κενό έτσι ώστε να εξασφαλίζεται η ευχερής μεταφορά των θερμικών φορτίων από τα στοιχεία προς το ψυκτικό υγρό. Η διάταξη είναι τέτοια ώστε ακόμα και εάν υπάρξει διαρροή του ψυκτικού υγρού δεν προκύπτει απολύτως κανένας κίνδυνος ηλεκτρικού βραχυκυκλώματος στη συστοιχία.
Συστοιχία Συσσωρευτών Audi E–Tron
Το σύστημα ψύξης των E-Tron διατηρεί σταθερή τη θερμοκρασία της συστοιχίας μέσα σε μια θερμοκρασιακή περιοχή από 25 έως 35 βαθμών Κελσίου ακόμα και όταν η εξωτερική θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι κατά πολύ χαμηλότερη ή υψηλότερη. Για τη διατήρηση τού ρυθμού φόρτισης στο προβλεπόμενο επίπεδο η συστοιχία αξιοποιεί είτε το σύστημα ψύξης είτε το ειδικό ηλεκτρικό σύστημα θέρμανσης, ανάλογα με το εάν οι εξωτερικές θερμοκρασίες είναι υψηλές ή χαμηλές.
Σύμφωνα με την Audi ο ρυθμός φόρτισης διατηρείται σταθερός ακόμα και με χαμηλές θερμοκρασίες περιβάλλοντος 10 βαθμών υπό το μηδέν.
Σε μια παρουσίαση του συστήματος μέσω του διαδικτύου προβλήθηκε το εικονιζόμενο διάγραμμα χωρίς όμως να αναφερθεί το μοντέλο του ανταγωνισμού του οποίου εμφαίνεται η συγκριτική καμπύλη φόρτισης. Ως υπενθύμιση μόνο μπορεί να αναφερθεί ότι οι ταχυφορτιστές της Tesla είναι εκείνοι οι οποίοι μπορούν να υπερβούν την ισχύ των 150 kW φτάνοντας μέχρι και τη μέγιστη ισχύ των 250 kW.
Βάσει όλων των ανωτέρω, τα E-Tron φαίνεται να επιτυγχάνουν αξιόλογη σταθερότητα και επομένως και καθορισμένο χρόνο φόρτισης από έναν ταχυφορτιστή συνεχούς ρεύματος ισχύος 150 kW. Η Audi λέει ότι ξεκινώντας από επίπεδο φόρτισης (SOC) 5% μπορούμε να αποκτήσουμε ενέργεια ικανή να μας εξασφαλίσει αυτονομία 110 χιλιομέτρων μέσα σε δέκα μόλις λεπτά. Ο ίδιος ρυθμός φόρτισης παραμένει σταθερός και για το χρονικό διάστημα από 10 έως 20 λεπτά. Κατά τα επόμενα 10 λεπτά, μέχρι της συμπληρώσεως του ημιώρου, η φόρτιση φτάνει στο 80% της συνολικής χωρητικότητας της συστοιχίας. Η πλήρης φόρτιση θα απαιτήσει 15 ακόμα λεπτά.
Bengt Halvorson – 5, Ιουνίου 2020