Elektrikli otomobil kullanmaya başlayanların karşısına ilk çıkan kavramlardan ikisi AC ve DC şarj. Evdeki wallbox’ın 11 kW, alışveriş merkezindeki istasyonun 22 kW, otoyoldaki hızlı şarj cihazının ise 180 veya 350 kW olması ilk bakışta yalnızca güç farkı gibi görünüyor.
Asıl fark ise elektriğin bataryaya ulaşmadan önce nerede dönüştürüldüğünde yatıyor. Elektrikli otomobilin bataryası doğru akım, yani DC ile çalışırken elektrik şebekesi alternatif akım, yani AC sağlıyor.
AC ve DC ne anlama geliyor?
AC, “Alternating Current”, yani alternatif akımın kısaltması. Evlerimize ve iş yerlerimize gelen şebeke elektriği AC formunda. Akımın yönü belirli bir frekansta sürekli değişiyor ve elektrik dağıtım altyapısında uzun yıllardır bu sistem kullanılıyor.
DC ise “Direct Current”, yani doğru akım. Burada elektrik akışı aynı yönde gerçekleşiyor. Telefon, dizüstü bilgisayar ve elektrikli otomobil gibi bataryalı cihazların bataryaları enerjiyi DC olarak depoluyor.
Bu nedenle elektrikli otomobili AC kaynağa bağladığınızda şebekeden gelen enerjinin bataryaya girmeden önce DC’ye dönüştürülmesi gerekiyor. DC hızlı şarjda ise bu dönüşüm aracın dışında, şarj istasyonunun içerisinde gerçekleştiriliyor.
Elektrikli otomobilin bataryası neden DC kullanıyor?
Lityum iyon bataryalardaki hücreler kimyasal reaksiyonlar üzerinden doğru akım üretiyor ve yine doğru akımla şarj ediliyor. Dolayısıyla elektrikli otomobilin yüksek voltajlı batarya paketine doğrudan AC gönderilmiyor.
Otomobil hareket ederken de bataryadan çıkan DC enerji güç elektroniği üzerinden elektrik motorunun ihtiyaç duyduğu forma dönüştürülüyor. Modern elektrikli otomobillerde inverter bu enerji dönüşümünün önemli parçalarından biri.
Şarj sırasında ise süreç ters yönde ilerliyor. Bataryaya giren elektriğin uygun voltaj ve akım değerlerinde DC olması gerekiyor.
AC şarj nasıl çalışıyor?
Bir elektrikli otomobili evdeki prize veya AC wallbox’a bağladığınızda istasyon araca AC elektrik gönderiyor. Bu enerjinin bataryanın kullanabileceği DC elektriğe dönüştürülmesi aracın içindeki on-board charger, yani dahili şarj cihazı tarafından gerçekleştiriliyor.
Bu ayrım oldukça önemli. Günlük dilde duvara monte edilen kutuya “şarj cihazı” desek de AC şarjda asıl AC-DC dönüşümünü yapan güç elektroniği otomobilin içerisinde bulunuyor. Wallbox ise güvenli elektrik aktarımını, araçla iletişimi ve koruma mekanizmalarını sağlıyor.
AC şarj hızını bu nedenle yalnızca istasyonun kapasitesi belirlemiyor. Aracın dahili şarj cihazının kabul edebildiği maksimum AC güç de sınırı belirliyor.
22 kW AC istasyona bağlanınca araç mutlaka 22 kW alır mı?
Hayır. Elektrikli otomobiller konusunda en sık karıştırılan noktalardan biri bu. Örneğin aracınızın dahili AC şarj cihazı maksimum 11 kW destekliyorsa 22 kW AC istasyona bağlasanız bile otomobil yaklaşık 11 kW seviyesinin üzerine çıkamaz. İstasyon 22 kW verebilir ancak araç yalnızca desteklediği kadarını kullanır.
Aynı durum 7,4 kW AC destekleyen bir otomobil için de geçerli. 22 kW wallbox’a bağlamak aracın üç kat hızlı şarj olmasını sağlamaz. Buradaki darboğaz otomobilin onboard charger kapasitesi oluyor.
AC şarjda neden 7,4 kW, 11 kW ve 22 kW değerlerini görüyoruz?
AC şarj gücü şebekenin voltajına, kullanılabilen akıma ve tek faz ya da üç faz bağlantıya göre değişiyor. Avrupa ve Türkiye’de elektrikli otomobillerde 7,4 kW, 11 kW ve 22 kW gibi değerlerle sık karşılaşılmasının nedeni bu.
Tek fazlı bağlantılarda yaklaşık 7,4 kW seviyeleri yaygınken üç fazlı sistemlerde 11 kW ve 22 kW AC şarj mümkün olabiliyor. Bunun için hem elektrik tesisatının hem wallbox’ın hem de otomobilin ilgili gücü desteklemesi gerekiyor.
Örneğin evinizde 22 kW wallbox bulunması tek başına yeterli değil. Binanın elektrik altyapısının gerekli üç faz bağlantıyı ve akımı güvenli biçimde sağlayabilmesi gerekiyor.
Normal prizden elektrikli otomobil şarj edilir mi?
Uygun taşınabilir şarj ekipmanı kullanıldığında standart ev prizinden de elektrikli otomobil şarj edilebiliyor. Ancak elde edilen güç wallbox’a kıyasla oldukça düşük kalıyor.
230 voltluk bir prizden yaklaşık 10 amper çekildiği bir senaryoda güç kabaca 2,3 kW seviyesinde oluyor. 60 kWh kullanılabilir kapasiteye sahip bir bataryayı bu güçle tamamen doldurmak teorik hesapta 26 saatin üzerine çıkabilir; gerçek şarj süresi kayıplar nedeniyle daha da uzayabilir.
Günlük kullanımda ise otomobil her akşam yüzde 0 ile eve gelmediği için durum farklı. Günde 30-40 kilometre kullanılan bir otomobil gece boyunca prizden bile kaybettiği enerjinin önemli bölümünü geri kazanabilir.
Buna rağmen sürekli yüksek akım çekecek bir elektrikli otomobili eski veya uygunluğu bilinmeyen bir prize bağlamak doğru değil. Prizin, kablolamanın, sigortanın ve topraklama sisteminin bu yük için uygun olması gerekiyor.
DC hızlı şarj nasıl çalışıyor?
DC istasyonda süreç önemli ölçüde değişiyor. Şebekeden gelen AC elektrik, büyük AC-DC dönüştürücüler kullanılarak şarj istasyonunun içerisinde DC’ye çevriliyor.
Ortaya çıkan yüksek güçlü DC enerji, aracın onboard charger’ından geçirilmeden doğrudan yüksek voltajlı batarya sistemine gönderiliyor. Araç ile istasyon sürekli haberleşerek izin verilen voltajı, akımı ve gücü belirliyor.
Bu nedenle DC şarj cihazları çok daha büyük, ağır ve pahalı. AC wallbox’ta otomobilin içinde bulunan güç elektroniğinin önemli bölümü DC hızlı şarj istasyonunda dışarı taşınmış durumda. Böylece aracın 11 veya 22 kW’lık dahili AC şarj cihazı hızlı şarj sırasında darboğaz oluşturmuyor.
DC şarj neden çok daha hızlı?
En temel neden dışarıdaki şarj cihazının çok daha yüksek elektrik gücünü yönetebilmesi. Bir otomobil AC’de 11 kW ile şarj olurken DC üzerinden 150, 200, 250 veya 300 kW’ın üzerinde güç kabul edebilir.
11 kW ile 200 kW arasındaki fark yaklaşık 18 kat. Ancak gerçek şarj süresi aynı oranda kısalmıyor çünkü elektrikli otomobil DC şarj boyunca sürekli maksimum gücü çekmiyor.
Bataryanın doluluk oranı yükseldikçe, sıcaklık değiştikçe ve hücre voltajları belirli sınırlara yaklaştıkça batarya yönetim sistemi şarj gücünü düşürüyor. Bu nedenle DC şarj performansında yalnızca “maksimum 250 kW” rakamına bakmak yanıltıcı olabilir.
Şarj eğrisi nedir?
Elektrikli otomobillerin DC hızlı şarj performansını anlamanın en önemli kavramlarından biri şarj eğrisi. Otomobil şarjın tamamı boyunca aynı gücü almıyor. Çrneğin araç düşük doluluk oranında 250 kW’a ulaşabilir, ardından yüzde 40 seviyesinde 220 kW’a, yüzde 60 civarında 170 kW’a ve yüzde 80 sonrasında çok daha düşük değerlere inebilir.
Bunlar yalnızca çalışma prensibini açıklayan örnek değerler; gerçek eğri her otomobilde farklı. Bu nedenle iki otomobilin de “250 kW DC şarj destekliyor” olması aynı sürede şarj olacaklarını göstermiyor.
Biri 250 kW’ı yalnızca kısa süre korurken diğeri daha geniş doluluk aralığında 200 kW’ın üzerinde kalabilir. Gerçek yolculuk performansında tepe güçten çok ortalama şarj gücü ve şarj eğrisinin tamamı önem kazanıyor.
Neden DC şarj süreleri genellikle yüzde 10-80 olarak veriliyor?
Üreticilerin elektrikli otomobiller için “10-80 yüzde 18 dakika” veya benzeri değerler açıklamasının nedeni şarj eğrisinin son bölümde ciddi biçimde yavaşlaması. Batarya yüzde 80 seviyesinden sonra hücreleri güvenli voltaj sınırlarında tutabilmek için şarj gücü kademeli olarak düşürülüyor. Yüzde 90’dan yüzde 100’e ulaşmak bazı otomobillerde yüzde 10’dan yüzde 50’ye çıkmaktan daha uzun bile sürebiliyor.
Bu yüzden uzun yolculuklarda her istasyonda yüzde 100’e ulaşmayı beklemek genellikle toplam seyahat süresini uzatıyor. Rota üzerinde yeterli istasyon bulunuyorsa daha düşük doluluk seviyelerinde ayrılıp sonraki hızlı şarj noktasına gitmek zaman açısından daha verimli olabiliyor. Evde AC şarj ederken ise bu hız farkının önemi çok daha düşük. Otomobil zaten saatler boyunca park halinde kalıyor.
350 kW istasyon, araca 350 kW verir mi?
Yalnızca otomobil de bunu destekliyorsa ve koşullar uygunsa. Şarj istasyonunda yazan güç istasyonun sağlayabileceği maksimum kapasiteyi ifade ediyor. Aracın maksimum DC şarj gücü 150 kW ise 350 kW istasyona bağlandığında 150 kW’ın üzerine çıkması beklenmez. Üstelik bataryanın doluluk oranı veya sıcaklığı uygun değilse otomobil 150 kW’a bile ulaşmayabilir.
Tersi durumda da aynı problem yaşanıyor. Otomobil 250 kW kabul edebiliyor ancak istasyon maksimum 120 kW sağlayabiliyorsa hız yaklaşık istasyon sınırıyla kısıtlanıyor. Gerçek şarj gücünü otomobil, istasyon, kablo, batarya sıcaklığı, doluluk oranı ve şarj sisteminin o andaki koşulları birlikte belirliyor.
400 volt ve 800 volt mimarisi neyi değiştiriyor?
Elektrikli otomobillerin yüksek voltaj sistemlerinde 400 volt sınıfı uzun süredir yaygın. Daha yeni bazı platformlar ise yaklaşık 800 volt sınıfında elektrik mimarileri kullanıyor.
Elektrik gücü temelde voltaj ile akımın çarpımına bağlı. Aynı gücü daha yüksek voltajla aktarmak daha düşük akım kullanılmasına imkan verebiliyor. Daha düşük akım ise kablolardaki direnç kaynaklı kayıpları ve ısı üretimini azaltmada avantaj sağlayabiliyor.
Bu nedenle 800 volt mimariler çok yüksek DC şarj güçlerini daha verimli şekilde yönetebilmek için uygun. Ancak aracın “800 volt” olması tek başına hızlı şarj rekoru kıracağını garanti etmiyor. Batarya hücrelerinin kimyası, soğutma sistemi, şarj eğrisi ve otomobilin güç elektroniği yine belirleyici.
Batarya sıcaklığı DC şarjı neden bu kadar etkiliyor?
Lityum iyon hücreler her sıcaklıkta aynı miktarda şarj gücünü güvenli biçimde kabul edemiyor. Çok soğuk bataryaya yüksek akım verilmesi hücrelere zarar verebilirken çok sıcak bataryada da güvenlik ve ömür nedeniyle güç sınırlandırılıyor.
Bu nedenle modern elektrikli otomobiller aktif batarya termal yönetimi kullanıyor. Şarj istasyonu navigasyonda hedef olarak seçildiğinde bazı otomobiller bataryayı önceden ideal sıcaklığa getirmeye başlıyor.
Buna batarya ön koşullandırması veya preconditioning deniyor. Kışın hızlı şarj istasyonuna soğuk bataryayla gelen otomobil ile bataryasını önceden ısıtmış aynı otomobil arasında ciddi şarj hızı farkı oluşabiliyor.
Benzer biçimde sıcak yaz gününde yüksek hızda uzun süre kullanılmış çok sıcak bir batarya da ilk anda beklenen maksimum gücü kabul etmeyebilir.
AC şarjda da şarj eğrisi var mı?
Batarya yönetimi AC şarj sırasında da aktif ancak güç zaten DC hızlı şarja göre oldukça düşük olduğu için büyük dalgalanmalar çoğu zaman kullanıcı tarafından fark edilmiyor. 11 kW AC ile şarj olan bir otomobil bataryanın önemli bölümünde yaklaşık aynı şebeke gücünü çekebilir.
Yüzde 100’e yaklaşırken bataryanın hücre dengelemesi ve kontrol süreçleri nedeniyle son bölüm farklı davranabilir. Dolayısıyla AC şarjda “11 kW” değeri DC hızlı şarjdaki tepe güç rakamından daha istikrarlı bir referans olabiliyor. Yine de sıcaklık ve araç ayarları gerçek gücü değiştirebilir.
AC şarj batarya için daha mı sağlıklı?
Genel olarak düşük güçlü AC şarj batarya üzerinde daha düşük termal ve elektriksel stres oluşturuyor. Özellikle otomobil gece boyunca park halindeyken 7,4 veya 11 kW AC şarj günlük kullanım için oldukça uygun.
DC hızlı şarj ise çok daha yüksek güç aktarımı nedeniyle bataryayı daha fazla ısıtabiliyor. Batarya yönetim sistemi sıcaklığı ve akımı kontrol ederek hücreleri güvenli çalışma aralığında tutuyor. Bu nedenle “DC hızlı şarj bataryayı hemen bozar” şeklindeki ifade doğru değil. Elektrikli otomobiller DC hızlı şarj kullanılacağı düşünülerek tasarlanıyor.
Ancak yıllar boyunca çok yoğun yüksek güçlü DC şarj, yüksek sıcaklık ve uzun süre yüksek şarj seviyesinde bekletme gibi koşullar batarya yaşlanmasını etkileyebiliyor. Günlük kullanımda imkan varsa AC şarj, uzun yolculuklarda ise DC hızlı şarj kullanmak doğal kullanım modeli.
Her gün DC hızlı şarj kullanılabilir mi?
Teknik olarak otomobil izin verdiği sürece kullanılabilir. BMS, hücrelerin güvenli kabul edebileceği gücü zaten sürekli kontrol ediyor. Bununla birlikte evinde veya iş yerinde AC şarj imkanı bulunan bir kullanıcının her gün yalnızca DC hızlı şarj istasyonuna gitmesi çoğu zaman gerekli değil.
AC şarj daha düşük güçle gerçekleşiyor, otomobil park halindeyken tamamlanabiliyor ve genellikle daha düşük maliyetli oluyor. DC istasyonların esas avantajı zaman. Uzun yolculukta 45-60 kWh enerjiyi birkaç saat yerine 20-30 dakika civarında almak kullanım biçimini tamamen değiştiriyor.
DC şarj neden genellikle daha pahalı?
Yüksek güçlü DC istasyonların kurulumu AC wallbox’lardan çok daha karmaşık. Büyük güç elektroniği, aktif soğutmalı kablolar, yüksek güçlü şebeke bağlantıları, trafo altyapısı ve saha yatırımları gerekebiliyor. Birden fazla 300 kW şarj noktasının aynı tesiste çalışması megavat seviyesinde bağlantı gücü gerektirebilir. Bu altyapının kurulması ve işletilmesi maliyeti artırıyor.
AC istasyon ise elektriğin dönüştürülmesinin büyük bölümünü aracın onboard charger’ına bıraktığı için çok daha basit bir yapıya sahip olabiliyor. Bu nedenle halka açık DC hızlı şarjın kWh fiyatı evde şarjdan veya bazı AC noktalarından daha yüksek olabiliyor. Gerçek fiyat ise işletmeciye, tarifeye ve ülkeye göre değişiyor.
AC şarj neden ev kullanımı için daha mantıklı?
Bir otomobil günün büyük bölümünü hareket ederek geçirmiyor. Özel otomobiller çoğunlukla gece saatlerce evde park halinde kalıyor ve bu süre düşük güçlü şarj için yeterli.
Örneğin 11 kW AC bağlantıda teorik olarak bir saatte yaklaşık 11 kWh enerji şebekeden çekilebilir. 60 kWh’lik bataryanın yüzde 20’den yüzde 80’e çıkarılması için yaklaşık 36 kWh enerji gerekir, dönüşüm kayıpları hesaba katılmadan yaklaşık üç saatten biraz fazla teorik süre ortaya çıkar.
Gece boyunca sekiz veya on saat park eden bir otomobil için 250 kW DC gücüne ihtiyaç bulunmuyor. Sabah çıkarken gerekli enerji zaten AC üzerinden tamamlanmış oluyor. Evde şarj kullanımının temel mantığı otomobilin yanında beklemek değil, araç kullanılmadığı sırada bataryayı doldurmak.
Şarj kayıpları neden var?
Şebekeden alınan elektriğin tamamı batarya hücrelerinde depolanmıyor. Kablolarda, güç elektroniğinde, AC-DC dönüşümünde ve bataryanın termal yönetim sisteminde enerji kayıpları oluşuyor.
AC şarj sırasında onboard charger’ın da dönüşüm kaybı bulunuyor. Özellikle çok düşük AC güçlerinde bazı otomobillerde aracın elektronik sistemlerini açık tutmak için harcanan sabit enerji toplam verimi daha fazla etkileyebiliyor.
DC hızlı şarjda AC-DC dönüşümü istasyonun içerisinde yapılıyor ancak burada da dönüşüm tamamen kayıpsız değil. Ayrıca bataryayı ideal sıcaklıkta tutmak için soğutma veya ısıtma sistemi enerji tüketebiliyor. Bu nedenle istasyondan çekilen 50 kWh elektriğin tamamının bataryanın kullanılabilir enerjisine birebir eklenmesini beklememek gerekiyor.
kW ile kWh arasındaki fark ne?
Elektrikli otomobillerde bu iki birim sık sık birbirine karıştırılıyor. kW güç, kWh ise enerji miktarı. Şarj istasyonundaki “150 kW” ifadesi enerjinin hangi hızla aktarılabileceğini gösteriyor. Otomobildeki “75 kWh batarya” ifadesi ise bataryanın depolayabileceği enerji miktarını anlatıyor.
Benzetmek gerekirse kWh deponun büyüklüğüne, kW ise deponun ne kadar hızlı doldurulduğuna benzetilebilir. 75 kWh bataryaya sahip bir otomobilin 150 kW ile tam olarak yarım saatte sıfırdan yüzde 100’e dolacağını düşünmek ise doğru değil. Şarj eğrisi, kayıplar ve maksimum gücün yalnızca belirli aralıkta kullanılabilmesi süreyi değiştiriyor.
Type 2 ile CCS2 arasındaki fark ne?
Türkiye ve Avrupa’da AC şarj için en yaygın bağlantı tipi Type 2. Soketin üst bölümündeki pinler AC şarj ve iletişim için kullanılıyor. DC hızlı şarjda ise yaygın sistem CCS Combo 2, kısaca CCS2. CCS2 bağlantısına bakıldığında üst bölüm Type 2 yapısını korurken alt bölümde yüksek akımlı iki büyük DC pini bulunuyor.
Bu nedenle CCS2 girişine sahip bir elektrikli otomobil aynı fiziksel araç soketi üzerinden hem Type 2 AC hem CCS2 DC şarj kullanabiliyor. Aracınızı evde Type 2 ile 11 kW AC şarj edip uzun yolculukta aynı şarj portunun alt DC pinlerini de kullanan CCS2 kabloyla yüzlerce kilowatt güce bağlayabilirsiniz.
CHAdeMO nedir?
CHAdeMO, özellikle Japon üreticilerin erken dönem elektrikli otomobillerinde yaygın kullanılan DC hızlı şarj standardı. Nissan Leaf’in birçok nesli bunun en bilinen örneklerinden biri. CCS’in yaygınlaşmasıyla Avrupa’daki yeni otomobillerde CHAdeMO’nun kullanımı büyük ölçüde azaldı.
Buna rağmen yollarda mevcut araçlar bulunduğu için bazı şarj istasyonlarında CHAdeMO kablolarını görmek hâlâ mümkün. İkinci el elektrikli otomobil satın alırken yalnızca maksimum şarj gücüne değil, aracın kullandığı DC bağlantı standardına da bakmak bu nedenle önemli.
Plug-in hibritler neden genellikle daha yavaş şarj oluyor?
Plug-in hibrit otomobillerin bataryaları tamamen elektrikli araçlara kıyasla çok daha küçük. Günlük elektrikli menzil için tasarlanan bu bataryalar çoğu durumda gece boyunca AC şarjla rahatça doldurulabiliyor. Bu nedenle birçok PHEV modeli daha düşük AC şarj gücü kullanıyor ve bazı modellerde DC hızlı şarj desteği hiç bulunmuyor.
Yeni nesil bazı plug-in hibritlerde DC desteği sunulsa da tamamen elektrikli otomobillerdeki çok yüksek güçler genellikle gerekli değil. 20 kWh civarında bir bataryayı 250 kW istasyonda birkaç dakikada doldurma ihtiyacı ile 100 kWh elektrikli otomobil bataryasını doldurma ihtiyacı aynı değil.
AC veya DC kullanırken yüzde 100 şarj etmek zararlı mı?
Burada şarj türünden çok bataryanın kimyası, kullanım şekli ve yüksek doluluk seviyesinde ne kadar kaldığı önemli. Bazı elektrikli otomobillerde üretici günlük kullanım için yüzde 80 veya 90 civarında şarj sınırı önerirken uzun yol öncesinde yüzde 100 kullanılabiliyor.
LFP hücreli bazı modellerde üreticinin tavsiyesi farklı olabilir ve batarya kalibrasyonu için belirli aralıklarla yüzde 100 şarj istenebilir. Bu nedenle bütün elektrikli otomobiller için tek bir asla yüzde 100 şarj etmeyin kuralı bulunmuyor. Araç üreticisinin kendi batarya ve şarj tavsiyelerini takip etmek gerekiyor.
DC istasyonda yüzde 100’e kadar beklemenin en büyük günlük dezavantajı ise çoğu zaman batarya sağlığından önce sürenin uzaması. Şarj gücü son bölümde ciddi biçimde düştüğü için istasyon uzun süre işgal edilebiliyor.
Şarj istasyonundaki kablo neden DC’de çok daha kalın?
300 kW gibi yüksek güçlerde kablodan çok yüksek miktarda elektrik aktarılıyor. Akım yükseldikçe kablonun elektriksel direnci nedeniyle ısı üretimi de artıyor. Bu nedenle yüksek güçlü DC şarj kabloları AC kablolardan çok daha kalın olabiliyor. En güçlü sistemlerde kablonun içerisinde sıvı soğutma bile kullanılabiliyor.
DC istasyonlarında kablonun genellikle cihazın üzerinde sabit bulunmasının nedenlerinden biri de bu. Kullanıcının bagajında sürekli taşıması için fazla ağır ve karmaşık. AC şarj noktalarında ise özellikle Avrupa’da kullanıcının kendi Type 2 kablosunu yanında taşıdığı sistemler oldukça yaygın.
Elektrikli otomobil neden her DC istasyonda aynı hızda şarj olmuyor?
Aynı otomobili aynı güçte iki farklı istasyona bağlamak bile farklı sonuç verebilir. Batarya sıcaklığı, mevcut şarj yüzdesi ve istasyonun gerçek kullanılabilir gücü değişebiliyor.
Bazı istasyonlarda aynı güç kabini birden fazla şarj noktası arasında paylaştırılabiliyor. Yan taraftaki otomobil şarja başladığında kullanılabilir güç dağılımı değişebilir.
İstasyonun elektrik altyapısı, sıcaklığı veya kablo sistemi de güç sınırlamasına neden olabilir. Bu nedenle otomobilin ekranda gösterdiği anlık kW değeri yalnızca araç kataloğundaki maksimum rakamla açıklanamaz.
350 kW destekleyen otomobile 50 kW DC bağlamak sorun yaratır mı?
Hayır. Araç ve istasyon iletişim kurarak uygulanabilecek şarj gücünü belirliyor. 350 kW’a kadar kabul edebilen bir otomobil 50 kW istasyondan yalnızca istasyonun sağlayabildiği gücü alıyor.
Benzer şekilde 50 kW maksimum DC gücü destekleyen otomobili 350 kW istasyona bağlamak da araca 350 kW zorla gönderilmesine neden olmuyor. Araç batarya yönetim sistemi izin verdiği akım ve voltajı şarj cihazına bildiriyor.
Yüksek güçlü şarj cihazını dev bir musluk gibi düşünmek mümkün. Musluğun maksimum kapasitesi yüksek olsa da araç kendi kabul edebildiği akışı talep ediyor.
DC hızlı şarjda batarya neden ses çıkarıyor?
Özellikle yüksek güçlü DC şarj sırasında otomobilin önünden veya altından fan, pompa ve kompresör sesleri duyulabiliyor. Bunun nedeni batarya termal yönetim sisteminin yoğun biçimde çalışması.
Bataryadan yüzlerce kilowatt seviyesinde enerji geçirilirken önemli miktarda ısı yönetimi gerekiyor. Sıvı soğutma sistemi hücrelerin uygun sıcaklık aralığında kalmasına yardımcı oluyor.
Sıcak havalarda klima kompresörü batarya soğutmasına da destek verebilir. Bu nedenle araç park halinde olmasına rağmen şarj sırasında fanların yüksek hızda çalışması her zaman arıza belirtisi değil.
AC şarj için wallbox şart mı?
Elektrikli otomobilin çalışması için wallbox zorunlu değil ancak düzenli ev şarjında ciddi avantaj sağlıyor. Wallbox uygun elektrik tesisatıyla daha yüksek ve sürekli güç sağlayabiliyor, aynı zamanda gerekli elektriksel koruma ve araçla iletişim özelliklerini içeriyor.
Akıllı wallbox’lar şarjı belirli saatlere programlayabiliyor, tüketimi ölçebiliyor ve evin toplam elektrik yüküne göre gücü dinamik biçimde düşürebiliyor. Güneş enerjisi sistemiyle entegrasyon gibi seçenekler de bulunabiliyor.
Özellikle 11 veya 22 kW güç planlanıyorsa kurulumun yetkili elektrik uzmanı tarafından değerlendirilmesi gerekiyor. Kablo kesiti, sigorta, kaçak akım koruması, topraklama ve bina bağlantı gücü birlikte hesaplanmalı.
AC mi DC mi daha iyi?
İki sistem birbirinin rakibi değil, farklı kullanım senaryoları için tasarlanmış durumda. AC şarj otomobil uzun süre park halindeyken ideal. Ev, iş yeri, otel ve alışveriş merkezi gibi noktalarda otomobil zaten saatlerce durduğu için düşük veya orta güç yeterli oluyor. Donanım daha basit ve günlük şarj alışkanlığına uygun.
DC ise zamana karşı yarışılan durumlarda devreye giriyor. Otoyol dinlenme tesisinde birkaç saat beklemek yerine 15-30 dakikalık mola sırasında yüzlerce kilometrelik enerji eklemek mümkün hale geliyor.
Bu nedenle elektrikli otomobilin en rahat kullanım senaryosu genellikle günlük enerjinin AC şarjdan alınması ve uzun yolculuklarda DC hızlı şarjın kullanılması. Birinin daha gelişmiş olması diğerini gereksiz hale getirmiyor.
Elektrikli otomobil alırken hangi şarj değerlerine bakılmalı?
Batarya kapasitesine bakmak tek başına yeterli değil. Aracın maksimum AC şarj gücü, maksimum DC şarj gücü ve özellikle 10-80 şarj süresi birlikte değerlendirilmeli.
Evde üç faz 11 kW wallbox kullanacak biri için aracın yalnızca 7,4 kW AC desteklemesi günlük şarj süresini etkileyebilir. Buna karşılık her gece 10 saat park eden düşük kilometreli kullanıcı açısından fark önemsiz kalabilir.
Uzun yola sık çıkan kullanıcıda DC şarj eğrisi çok daha kritik. 250 kW tepe gücü sunup kısa süre sonra 100 kW’ın altına düşen bir otomobil ile daha düşük maksimum değere sahip olup yüksek gücü uzun süre koruyan başka bir otomobilin gerçek 10-80 süreleri birbirine yakın olabilir.
Batarya ön koşullandırması da mutlaka dikkate alınması gereken özelliklerden biri. Özellikle soğuk havada hızlı şarj performansının korunmasında ciddi fark yaratabiliyor.
AC ve DC arasındaki temel fark aslında otomobilin içinde saklı
AC şarjda şebekeden gelen alternatif akım otomobile ulaşıyor ve aracın dahili şarj cihazı bunu bataryanın kullanabileceği DC elektriğe dönüştürüyor. Bu nedenle maksimum güç onboard charger kapasitesiyle sınırlı kalıyor ve çoğu binek otomobilde AC şarj günlük, uzun süreli park senaryoları için kullanılıyor.
DC hızlı şarjda ise büyük dönüşüm sistemi istasyonun içerisinde bulunuyor. Araçtaki küçük onboard charger devreden çıkarılıyor ve kontrollü DC enerji doğrudan yüksek voltajlı batarya sistemine aktarılıyor. Yüzlerce kilowatt seviyesine çıkılabilmesinin temel nedeni bu.
Dolayısıyla 11 kW AC ile 250 kW DC arasındaki fark yalnızca bir istasyonun diğerinden daha güçlü olması değil. İki sistem elektriği bataryaya ulaştırmak için farklı bir güç elektroniği mimarisi kullanıyor.
