Perdas de carregamento
As perdas de carregamento são a diferença entre a energia elétrica medida em um ponto do caminho de carga e a energia retida pela bateria de tração. O limite da medição deve ser informado, pois “energia da rede”, “energia fornecida pelo carregador” e “energia armazenada na bateria” não são a mesma quantidade.
Onde a medição é feita
O equipamento comercial de carregamento registra a energia da transação em quilowatt-hora para exibição e cobrança. Os requisitos de metrologia legal definem como essa energia fornecida é medida perto da conexão com o veículo. O medidor não mede a energia química final das células da bateria.
Na carga em CA, um medidor do edifício pode incluir perdas no equipamento, cabo, carregador de bordo, bateria e sistemas do veículo. Na carga em CC, o carregador externo faz a principal conversão de CA para CC, enquanto o medidor da transação pode informar a energia entregue na conexão entre carregador e veículo. As comparações só fazem sentido quando usam os mesmos limites.
O carregador e o veículo também podem mostrar valores de potência ou energia ligeiramente diferentes porque usam sensores, amostragem, arredondamento e lógica de exibição separados. Essa diferença não comprova, por si só, que algum medidor esteja com defeito.
Para onde vai a energia
A energia pode ser convertida em calor ou usada por equipamentos que precisam operar durante a sessão:
- cabos, contatos, barramentos e células da bateria têm resistência elétrica;
- a eletrônica de potência consome energia durante a conversão e o controle;
- bombas, ventiladores, válvulas, aquecedores e compressores controlam a temperatura da bateria;
- os sistemas de gerenciamento da bateria e de baixa tensão permanecem ativos; e
- o balanceamento das células ou outras tarefas de gerenciamento do conjunto podem consumir energia.
A perda não é uma porcentagem fixa. Corrente, tensão, estado de carga, temperatura da bateria e do ambiente, potência, eficiência do equipamento e duração da sessão influenciam o resultado. Uma corrente maior aumenta o aquecimento resistivo, enquanto uma bateria fria ou quente pode exigir condicionamento adicional.
A capacidade de resfriamento não é o mesmo que o consumo elétrico: um sistema térmico pode transferir mais calor do que a potência elétrica usada pelo compressor e pelas bombas.
Cálculo e comparação das perdas
Com medições correspondentes, o cálculo básico é:
Perda de carregamento = energia medida a montante - aumento da energia armazenada na bateria
A eficiência do carregamento pode ser expressa como o aumento da energia armazenada dividido pela energia a montante. Na prática, é difícil conhecer esse aumento com precisão. As porcentagens do estado de carga são estimativas arredondadas, a capacidade utilizável muda com as condições e o envelhecimento, e os consumos do veículo podem continuar após a sessão. Multiplicar uma alteração percentual exibida pela capacidade nominal da bateria é, portanto, apenas uma estimativa.
Para testes consistentes, registre a localização do medidor, o estado inicial e final da bateria, a temperatura, o modo, a duração e qualquer condicionamento posterior. Os valores regulamentares de consumo podem usar seu próprio limite definido; por exemplo, o consumo da etiqueta EPA americana inclui as perdas de carga em CA.
O modelo da calculadora de viagens EVKX usa uma suposição fixa de perdas de carregamento de 5% ao converter a energia fornecida pelo carregador em energia estimada da bateria. É uma convenção de cálculo para estimativas de rota, não um valor medido para todos os carros ou sessões. Consulte Range and Travel Calculator para as premissas do modelo e DC Fast Charging para o caminho do carregamento.
Para os motoristas, as perdas afetam principalmente a eletricidade comprada, o custo e o tempo necessário para adicionar uma determinada quantidade de energia à bateria. Elas devem ser separadas do consumo ao dirigir, das taxas de permanência no carregador e da incerteza do estado de carga exibido.