Для современных электромобилей пробеги в 500 км на зарядке уже не редкость, но если бензиновую машину можно заправить минут за пять (с учётом покупки хот-дога и кофе), то для электромобилей нужно закладываться минут 40-60. Но, как и в случае с батареями, наметился неплохой прогресс. Например, в Китае ставят ЭЗС мощностью 640 кВт, которые перезаряжают батарею дальнобойного электромобиля минут за восемь. О них тоже поговорим, но сначала — о факторах, которые лимитируют процесс сейчас.
Что ограничивает скорость зарядки
Как возможности машины, так и самой зарядной станции. Так, зарядки переменного тока обычно маломощные (чаще до 22 кВт), но ЭЗС постоянного тока могут выдавать чудовищные значения в сотни киловатт, однако не каждый электромобиль способен такие принять.
Разные батареи имеют свой лимит скорости зарядки, хотя обычно он достаточно высокий и многие типы литий-ионных аккумуляторов можно перезаряжать с интенсивностью 3С-5С, то есть за 12-20 минут. Но для этого всё должно работать идеально.
Мгновенная мощность зарядки контролируется электроникой машины (точнее, системой управления батареи, BMS), одна из задач которой — не допустить перегрева в компонентах электрической цепи. BMS имеет канал обратной связи с зарядной станцией, определяя выходные параметры тока и напряжения. И красивая цифра пиковой мощности (150 кВт, 250 кВт, 350 кВт...) если и достигается, то на ограниченном промежутке зарядного цикла.
Почему важно напряжение
Для скорости зарядки это ключевой параметр. У большинства электромобилей, выпущенных в последние лет десять, рабочее напряжение составляет 400 В, но современные электромобили переходят на 800 В и выше. Это важно, потому что лимитирующим фактором обычно является ток зарядки (от него зависит нагрев проводников и контактов), и двукратное увеличение напряжения позволяет вдвое увеличить мощность зарядки при том же токе.
Например, зарядные станции без охлаждения кабеля обычно рассчитаны на токи до 250 А, поэтому Zeekr 001 первого поколения с 400-вольтовой архитектурой может заряжаться с мощностями до 250 А х 400 В = 100 кВт. Обновлённый Zeekr 001 с 800-вольтовой архитектурой принимает уже до 200 кВт, а если есть охлаждение кабеля — то и вдвое больше.
Как быстро заряжаются реальные электромобили
Хорошие тесты в этой области делает сайт Edmunds. Скорость зарядки удобно вычислять по числу добавленных километров пробега за час, что также зависит и от экономичности электромобиля.
Лидер рейтинга по этому параметру, Hyundai Ioniq 6, добавляет 1397 км за час зарядки. Его батарея, конечно, не вмещает столько энергии сразу, но это означает, что на свои 581 км пробега он заряжается примерно за 25 минут. Такой результат достижим за счёт высокой средней мощности (210 кВт), которая несильно отличается от пиковой в 240 кВт. Плюс Ioniq 6 очень экономичен и в цикле EPA расходует 15 кВт*ч/100 км.
Для сравнения Lucid Air и Porsche Taycan (до рестайлинга) имеют мощности зарядки до 270 кВт, но у них ниже средние значения — 147 и 223 кВт соответственно. Впрочем, Porsche серьёзно поработала над скоростью зарядки «Тайкана» при недавнем обновлении, и во время первых тест-драйвов журналистам удалось заряжать его с интенсивностью 1620 км за час, что пока выглядит рекордом для серийных машин.
А что нас ждёт в ближайшие годы
Если взять новые поколения китайских машин, то величины ещё более завораживающие, например, минивэн Li Mega заряжается с 10 до 80% за 10 минут 36 секунд, добавляя при этом 500 км пробега. То есть за условный час он нальёт 2824 км. Но у китайцев свои рецепты: минивэн использует батарею CATL, способную принимать такую интенсивность, а зарядная станция выдаёт пиковую мощность 521 кВт — это вдвое больше возможностей тесловских суперчарджеров.
А компаний Nio, которая известна технологией быстрой смены батарей (о ней потом расскажу отдельно) устанавливает по Китаю сверхскоростные зарядные станции: год назад их мощность была 500 кВт, в этом году появилось четвёртое поколение на 640 кВт. За счёт охлаждения кабеля они выдерживают токи до 765 А и напряжения до 1000 В. Реальных испытаний пока нет, но если экстраполировать текущие данные, можно рассчитывать на зарядку для пробега в 500 км примерно за 8 минут. Что уже не так и далеко от показателей бензиновых машин: как раз хот-дог доесть.
Впрочем, пока это будущее. Чтобы заряжаться с такой мощностью, её нужно откуда-то брать, так что подобные ЭЗС, скорее всего, будут весьма дорогие и специализированные. По крайней мере, поначалу. В России же подавляющее большинство зарядок постоянного тока рассчитано максимум на 150 кВт, а для 400-вольтовых электромобилей получается даже меньше, в районе 100 кВт. Но даже и это уже не безнадёжно.