ปลั๊กอินไฮบริดใช้เวลาชาร์จนานแค่ไหน?

รถปลั๊กอินไฮบริดโดยทั่วไปจะถือว่าแบตเตอรี่ของตัวเองเพียงพอเมื่อชาร์จได้ในเวลาระหว่าง 4 ถึง 12 ชั่วโมง มีตัวแปรสามอย่างที่กำหนดระยะเวลานี้: ความจุของแบตเตอรี่ (ส่วนใหญ่อยู่ในช่วง 8-20 kWh), กำลังไฟที่แหล่งชาร์จสามารถจ่ายได้ และเพดานสูงสุดที่เครื่องชาร์จในตัวของรถยอมรับได้ ตัวไหนเล็กที่สุด ตัวนั้นจะเป็นตัวกำหนดเวลาชาร์จ ในหน้านี้เราคำนวณตัวแปรทั้งสามด้วยตัวอย่างที่จับต้องได้ และอธิบายว่าทำไมรถคันเดียวกันจึงชาร์จเต็มได้ใน 10 ชั่วโมงเมื่อใช้เต้ารับไฟในบ้าน แต่ใช้เวลาเพียง 4 ชั่วโมงเมื่อใช้เครื่องชาร์จติดผนัง

วิธีคำนวณเวลาชาร์จ: สูตรง่าย ๆ

หัวใจของการคำนวณเวลาชาร์จมีเพียงสูตรเดียว: เวลาเป็นหน่วยชั่วโมง หาได้จากการนำพลังงานที่ต้องส่งผ่าน (kWh) หารด้วยกำลังไฟที่รถยอมรับจริง (kW) ตัวอย่างเช่น การชาร์จแบตเตอรี่ 80 kWh จาก 20% เป็น 80% หมายถึงพลังงาน 48 kWh ที่สถานีที่จ่ายไฟ 7.68 kW กระบวนการนี้ใช้เวลาประมาณ 6.3 ชั่วโมง ตรรกะเดียวกันนี้ใช้ได้กับรถปลั๊กอินไฮบริดด้วย แถมแบตเตอรี่ขนาดเล็กยังทำให้ตัวเลขจัดการง่ายขึ้นไปอีก

ต้องคำนึงด้วยว่าการชาร์จไม่ได้ดำเนินไปด้วยความเร็วคงที่ตลอดกระบวนการ เมื่อแบตเตอรี่ว่าง การรับกำลังไฟจะสูง และเมื่อใกล้ความจุ 80% ความเร็วจะถูกลดลงอย่างตั้งใจ พฤติกรรมนี้เรียกว่า tapering และถูกออกแบบมาเพื่อปกป้องแบตเตอรี่ ผลในทางปฏิบัติคือ: ช่วงจาก 10% เป็น 80% มักใช้เวลาสั้นกว่าช่วงจาก 80% เป็น 100% แม้ผลกระทบนี้ในรถปลั๊กอินไฮบริดจะไม่ชัดเจนเท่ารถไฟฟ้าล้วน แต่ก็อธิบายได้ว่าทำไม 20% สุดท้ายถึงใช้เวลานานขึ้น

ปัจจัยพื้นฐานห้าอย่างที่ส่งผลต่อเวลาชาร์จ ได้แก่: ขนาดแบตเตอรี่ ระดับความจุเริ่มต้นตอนชาร์จ กำลังไฟสูงสุดที่รถยอมรับได้ กำลังไฟสูงสุดที่สถานีชาร์จจ่ายได้ และสภาพแวดล้อม - โดยเฉพาะอากาศหนาว สี่ข้อแรกในห้าข้อนี้จะได้รับการวิเคราะห์ทีละข้อในหัวข้อถัดไป ส่วนผลของอากาศหนาวสมควรได้รับหัวข้อแยกต่างหาก

ความจุแบตเตอรี่ทั่วไปและเวลาชาร์จตามแหล่งจ่ายไฟ

แบตเตอรี่ของรถปลั๊กอินไฮบริด ต่างจากรถไฟฟ้าล้วน ถูกออกแบบให้มีขนาดเล็กอย่างตั้งใจ: รุ่นส่วนใหญ่มีความจุระหว่าง 8 ถึง 20 kWh ช่วงความจุนี้เพียงพอสำหรับการเดินทางในเขตชานเมืองในแต่ละวันด้วยไฟฟ้า ส่วนในการเดินทางไกล มอเตอร์เบนซินจะเข้ามาทำงาน เป็นข้อมูลอ้างอิงที่จับต้องได้ Mitsubishi Outlander PHEV ปี 2018 มีแบตเตอรี่ 13.8 kWh ให้ระยะทางไฟฟ้าประมาณ 24 ไมล์ - ถือเป็นโปรไฟล์ตัวแทนของคลาสนี้

เวลาชาร์จของรถคันเดียวกันจากแหล่งจ่ายไฟที่ต่างกัน เป็นมาตรวัดที่ดีสำหรับอ่านความต่างในตาราง:

ผลที่โดดเด่นที่สุดจากตารางคือ: การเพิ่มจาก 3.6 kW เป็น 22 kW ไม่ได้ช่วยลดเวลาชาร์จของ Outlander เลย เหตุผลที่เวลายังคงอยู่ที่ 4 ชั่วโมงตลอดสี่บรรทัดจะอธิบายในหัวข้อถัดไป - และนั่นคือคำอธิบายว่าทำไมเจ้าของร้องปลั๊กอินไฮบริดส่วนใหญ่จึงมองไม่เห็นความเร็วที่คาดหวังจากเครื่องชาร์จติดผนัง

เครื่องชาร์จในตัว: ข้อจำกัดหลักที่กำหนดเวลาชาร์จ

เวลาชาร์จไม่ได้ถูกกำหนดด้วยกำลังของสถานีเพียงอย่างเดียว ตัวแปลง AC-DC ภายในตัวรถ หรือเครื่องชาร์จในตัวนั่นเอง คือตัวตัดสินว่าจะรับกำลังไฟฟ้าได้มากแค่ไหน รถปลั๊กอินไฮบริดส่วนใหญ่มีขีดจำกัดนี้อยู่ที่ 3.3-7.2 kW - ต่ำกว่าอัตราการรับไฟ 11-19.2 kW ของรถไฟฟ้าล้วนอย่างมาก ผลก็คือ: รถที่รับไฟ 7.4 kW เมื่อเสียบเข้ากับสถานี 22 kW ก็ยังชาร์จด้วยอัตรา 7.4 kW เท่าเดิม จุดชาร์จที่แพงกว่าและทรงพลังกว่าเพียงอย่างเดียวไม่ได้ช่วยประหยัดเวลา

ตัวอย่างเพื่อแสดงให้เห็นภาพชัด: มีการบันทึกเป็นทางการว่ารุ่นปลั๊กอินไฮบริดบางรุ่นมีขีดสูงสุดการชาร์จ AC อยู่ที่ 3.7 kW และไม่เร็วขึ้นแม้เสียบเข้ากับสถานีที่ทรงพลังกว่า ในรุ่นอื่นๆ ตัวเลขนี้สูงกว่าเล็กน้อย ตามข้อมูลอ้างอิงบางแหล่ง รุ่นปลั๊กอินไฮบริดหนึ่งรุ่นที่ชาร์จ AC ที่ 7.4 kW จัดอยู่ในกลุ่มที่ชาร์จเร็วที่สุดในกลุ่มรถเดียวกัน นั่นหมายความว่าแม้ความต่างภายในกลุ่มเดียวกันก็อาจถึง 2-3 เท่า การตรวจสอบค่าเครื่องชาร์จในตัวของรถก่อนซื้ออาจช่วยประหยัดเวลาได้มากกว่าการติดตั้งเครื่องชาร์จติดผนังเสียอีก

แล้วทำไมผู้ผลิตถึงใช้เครื่องชาร์จกำลังต่ำขนาดนี้? ตรรกะนั้นง่ายมาก: แบตเตอรี่ก็เล็กอยู่แล้ว ชาร์จเต็มไม่นาน และการชาร์จด้วยกำลังสูงไม่ได้ให้ประโยชน์อะไรมากนักกับแบตเตอรี่ขนาดเล็ก ในขณะที่เพิ่มความร้อนและความเครียดให้กับมัน ในทางกลับกัน รถปลั๊กอินไฮบริดส่วนใหญ่ก็ไม่รองรับการชาร์จด่วน DC ด้วย นี่คือหนึ่งในความแตกต่างด้านฮาร์ดแวร์ที่ชัดเจนที่สุดระหว่างพวกมันกับรถไฟฟ้าล้วน

เฟสเดียวหรือสามเฟส: ความแตกต่างของการชาร์จที่บ้าน

ความเร็วในการชาร์จที่บ้านขึ้นอยู่กับโครงสร้างพื้นฐานไฟฟ้าของบ้าน ในระบบจ่ายไฟเฟสเดียวมาตรฐาน กำลังชาร์จโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 2.4 kW ถึง 7.4 kW ด้วยกำลังระดับนี้ แบตเตอรี่ 50 kWh จะชาร์จเต็มในประมาณ 7 ชั่วโมง ส่วนระบบจ่ายไฟสามเฟสเปิดทางให้เครื่องชาร์จติดผนัง 11 และ 22 kW: สถานีสามเฟสในบ้านสามารถชาร์จรถแบตเตอรี่ 24 kWh ได้ในประมาณ 2 ชั่วโมง นอกจากนี้ ระบบสามเฟสยังช่วยให้อุปกรณ์ไฟฟ้ากำลังสูงหลายเครื่องทำงานพร้อมกันที่บ้านได้

อย่างไรก็ตาม ต้องคิดกันอย่างตรงไปตรงมา: ข้อได้เปรียบนี้มีจำกัดสำหรับเจ้าของรถปลั๊กอินไฮบริด หากเครื่องชาร์จในตัวรถของคุณจำกัดอยู่ที่ 3.3-7.2 kW ความเร็วเพิ่มเติมจากระบบสามเฟส 22 kW ก็มีน้อยมาก เครื่องชาร์จบ้าน 22 kW ยังต้องใช้ไฟสามเฟส ไม่ค่อยพบในบ้านพักอาศัย และการติดตั้งก็มีราคาแพง การลงทุนระบบสามเฟสมักมีความหมายเฉพาะสำหรับผู้ที่เป็นเจ้าของรถยนต์ไฟฟ้าเต็มรูปแบบ หรือครัวเรือนที่ต้องชาร์จรถหลายคันติดต่อกันเท่านั้น สำหรับปลั๊กอินไฮบริด ลำดับความสำคัญจะแตกต่างออกไป: เริ่มจากหน่วยชาร์จแบบติดผนังเฟสเดียวที่ปรับแต่งมาอย่างดีก่อน ส่วนสามเฟสค่อยพิจารณาเมื่อความต้องการเกิดขึ้นจริง

เหตุใดอากาศเย็นจึงทำให้เวลาชาร์จนานขึ้น?

การชาร์จในฤดูหนาวใช้เวลานานกว่าฤดูร้อน โดยมีกลไกสองประการ ประการแรกเป็นเรื่องทางกายภาพ: อุณหภูมิต่ำทำให้ปฏิกิริยาเคมีในเซลล์แบตเตอรี่ช้าลง; เมื่อเซลล์ลิเธียมไอออนเย็น การแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอนจะดำเนินไปช้า ประการที่สองเป็นเรื่องซอฟต์แวร์: ยานพาหนะจะลดกำลังชาร์จที่ยอมรับโดยอัตโนมัติเพื่อปกป้องแบตเตอรี่ ความช้านี้ไม่ใช่ความผิดปกติ แต่เป็นมาตรการที่ช่วยรักษาสุขภาพแบตเตอรี่

ผลกระทบมีขนาดที่ไม่ควรมองข้าม: อากาศเย็นสามารถลดระยะทางสำหรับการเดินทางไกลได้ถึง 25% และการยืดเวลาชาร์จจะเห็นได้ชัดเป็นพิเศษในการชาร์จกำลังสูง ความร้อนจัดก็รับผิดชอบเท่ากับความเย็น; แม้จะมีระบบจัดการความร้อน แต่ทั้งสองสภาวะสุดขั้วล้วนทำให้การชาร์จช้าลง หมายเหตุเพิ่มเติม แบตเตอรี่ที่เสื่อมสภาพหมายถึงทั้งเวลาชาร์จที่นานขึ้นและระยะทางที่สั้นลง; นั่นคือ แบตเตอรี่ที่เก่าตามอายุทำให้ทั้งเวลารอนานขึ้นและระยะทางที่จะไปสั้นลง

การใช้งานในชีวิตประจำวัน: การชาร์จกลางคืนและการชาร์จระหว่างวันที่ที่ทำงาน

คุณค่าที่แท้จริงของการประเมินเวลาชาร์จให้ถูกต้องเห็นได้ในแผนชีวิตประจำวัน ยานพาหนะใช้เวลาประมาณ 95% ของวันอยู่ในสถานะจอดรถ; ช่วงเวลานี้ไม่ใช่เวลาที่เสียไปสำหรับการชาร์จ แต่เป็นทุน มีสองสถานการณ์ที่พบบ่อยในการใช้ประโยชน์จากสิ่งนี้

แผนการชาร์จกลางคืน

เครื่องชาร์จบ้าน 7.4 kW สามารถชาร์จรถไฟฟ้าเต็มรูปแบบ 60 kWh ให้เต็มภายในเวลาไม่ถึง 8 ชั่วโมง เนื่องจากแบตเตอรี่ของปลั๊กอินไฮบริดมีขนาดเพียงหนึ่งในสี่ของค่านี้ เวลากลางคืนจึงเพียงพออย่างเหลือเฟือ: ภายในช่วงเวลานอน 8-10 ชั่วโมงจะสะสมไฟฟ้าได้ระยะทาง 40-50 ไมล์ และผู้ขับขี่ที่วิ่งไมล์น้อยสามารถใช้วิธีนี้ผ่านวันส่วนใหญ่ได้โดยไม่ต้องใช้น้ำมัน ผู้ที่ประเมินเวลาได้ถูกต้องจะจับคู่การชาร์จให้ตรงกับเวลานอนอย่างสมบูรณ์; ส่วนผู้ที่ประเมินไม่ถูกอาจพบแบตเตอรี่ครึ่งเต็มตอนเช้า หรือต้องตื่นกลางดึกไปดูปลั๊ก

การชาร์จระหว่างวันที่ที่ทำงาน

กลยุทธ์ที่สองคือการชาร์จระยะสั้นทุกที่ที่จอดรถแทนการปล่อยให้แบตเตอรี่หมดเกลี้ยง - นั่นคือแนวทางการชาร์จระหว่างวัน สถานีสาธารณะและสถานีที่ทำงานอยู่ในช่วง 7-22 kW; ตลอดวันทำงาน 8 ชั่วโมง สามารถรับพลังงานจากสถานี Type 2 ทั่วไปได้มากกว่า 50 kWh ซึ่งเท่ากับการชาร์จเต็มหลายรอบสำหรับปลั๊กอินไฮบริด อีกหน้าที่หนึ่งของการชาร์จที่ที่ทำงานคือความครอบคลุม: ช่วยให้ผู้ขับขี่ที่ไม่มีโรงรถหรือที่จอดรถส่วนตัวสามารถเปลี่ยนมาใช้รถไฟฟ้าได้

คำถามที่พบบ่อย

ปลั๊กอินไฮบริดชาร์จจากเต้ารับไฟบ้านปกติใช้เวลานานเท่าใด? รุ่นส่วนใหญ่ชาร์จเต็มภายในช่วง 6-12 ชั่วโมง; ในแหล่งข้อมูลต่างๆ ช่วงเวลา 5-12 ชั่วโมงสำหรับ Level 1 เป็นตัวเลขที่พบมากที่สุด สำหรับการใช้งานวันละ 30-40 กิโลเมตร การชาร์จตลอดคืนสามารถตอบสนองเวลานี้ได้อย่างสบาย

ใช้เวลานานเท่าใดที่สถานีชาร์จเร็ว? สำหรับรุ่นที่จำนวนไม่มากที่รองรับการชาร์จเร็ว DC ประมาณ 40 นาที; แต่ปลักอินไฮบริดส่วนใหญ่ไม่รองรับโปรโตคอลนี้เลย ทำให้เสาชาร์จเร็วริมถนนมักไม่มีประโยชน์ต่อคุณ

เสียบกับหน่วยติดผนังแล้ว ทำไมยังชาร์จช้าอยู่? คำตอบเกือบทุกครั้งเหมือนเดิม: ขีดจำกัดของตัวชาร์จภายในตัวรถ แม้หน่วยติดผนังจะจ่ายได้ 22 kW แต่รถที่รับได้สูงสุด 3,7 kW ก็จะชาร์จด้วยกำลัง 3,7 kW เท่านั้น

เทียบกับรถไฟฟ้าล้วนแล้วเร็วกว่ากันแค่ไหน? เนื่องจากแบตเตอรี่มีขนาดเล็ก จึงใช้เวลาน้อยกว่ามากทั้งในหน่วยนาทีและชั่วโมง: ปลักอินไฮบริด 13,8 kWh ชาร์จที่ 7,4 kW เต็มใน 4 ชั่วโมง; รถไฟฟ้าล้วน 82 kWh ที่กำลังเท่ากันจะใช้เวลาราว 12 ชั่วโมง

สรุป: ไม่รู้ตัวเลขก็วางแผนไม่ได้

เวลาชาร์จของปลักอินไฮบริดถูกกำหนดด้วยตัวเลขสามตัว: ค่า kWh ของแบตเตอรี่ ค่า kW ของแหล่งจ่ายไฟ และขีดจำกัดที่รถยอมรับได้ - ระยะเวลาเป็นไปตามตัวเลขที่น้อยที่สุดในสามตัวนี้ การหาสามค่านี้จากคู่มือรถใช้เวลาเพียงสิบนาที และให้ประโยชน์สามอย่างแก่คุณ: รู้ว่าการชาร์จข้ามคืนเพียงพอหรือไม่ คำนวณว่าการลงทุนหน่วยติดผนังจะเพิ่มความเร็วจริงหรือไม่ และเข้าใจว่าทำไมการเปลี่ยนสถานีระหว่างทางจึงไม่ลดเวลาชาร์จ ในแง่วิศวกรรมง่ายแค่นี้เอง; แต่ในชีวิตประจำวัน ความต่างคือความต่างระหว่างแบตเตอรี่เต็ม 100% กับ 70% ตอนเช้า

แหล่งอ้างอิง

• How Long Does It Take to Charge an Electric Car?
• EV Charging Calculator - Chargie
• PHEV Charging at Home: Costs, Times, & Choosing a Charger
• Charging a Plug-In Hybrid
• How Long to Charge a Hybrid Car
• MINI PHEV Charging Speed
• Charging Times Calculator
• How to Calculate an Electric Car's Charging Time
• Single-Phase vs Three-Phase EV Charging
• EV Chargers and Electricity Supply Explained
• Single-Phase vs 3-Phase EV Charger
• Five Tips for Charging EVs in Cold Weather
• Hot & Cold Temperatures and EV Range
• What's Your Charging Plan?
• Workplace Charging