AC vs DC töltés: mi a különbség a lassú fali töltő és a villámgyors oszlop között?

A különbség abban van, hol alakul át az áram. Az AC, vagyis váltóáramú töltésnél az autó fedélzeti töltője alakítja az áramot egyenárammá, mielőtt az akkuba jut, és ez a beépített egység korlátozza a sebességet. A DC gyorstöltőnél maga az oszlop végzi az átalakítást, és közvetlenül az akkuba tölt, sokkal nagyobb teljesítménnyel. Ezért lassú a fali töltő, és gyors az oszlop.
Röviden
A lényeg dióhéjban, mielőtt belemerülnénk a részletekbe:
- A különbség abban van, hol alakul át az áram. Az AC, vagyis váltóáramú töltésnél az autó fedélzeti töltője alakítja az áramot egyenárammá, mielőtt az akkuba jut, és ez a beépített egység korlátozza a sebességet. A DC gyorstöltőnél maga az oszlop végzi az átalakítást, és közvetlenül az akkuba tölt, sokkal nagyobb teljesítménnyel. Ezért lassú a fali töltő, és gyors az oszlop.
- Mi a különbség az AC és a DC töltés között.
- Miért lassabb a váltóáramú (AC) töltés.
- Hogyan tölt a nyilvános DC gyorstöltő.
Mi a különbség az AC és a DC töltés között?
Ebből következik a gyakorlati különbség is. Az AC töltés lassabb, viszont olcsóbb infrastruktúrát igényel, ezért ez való otthonra, munkahelyre, parkolókba, ahol órákat áll az autó. A DC gyorstöltés drága, nagy teljesítményű oszlopot kíván, cserébe út közben, fél óra alatt tölthető vele használható hatótáv. A töltési sebesség tehát nem az akkumulátoron, hanem azon múlik, honnan és hogyan jut bele az áram. Ugyanaz az autó otthon lassan, egy gyorstöltőn pedig sokszorosan gyorsabban tölt, mert a két esetben más az áram útja. Ezt érdemes megérteni, mert innen már logikus, mikor melyiket érdemes használni.
Miért lassabb a váltóáramú (AC) töltés?
Az AC töltés sebességét az autó fedélzeti töltője szabja meg, nem a fali töltő. Ez a beépített egység korlátozott teljesítményű, mert helyben, az autóban kell elférnie és hűlnie. A leggyakoribb fedélzeti töltők egyfázison 7,4 kW körül, háromfázison 11 kW-ig, egyes autókon 22 kW-ig töltenek. Hiába ad a fali töltő vagy az oszlop többet, az autó csak annyit vesz fel, amennyit a saját töltője elbír. Ezért fordul elő, hogy egy 22 kW-os AC oszlopon az autó mégis csak 11 kW-tal tölt: nem az oszlop lassú, hanem a fedélzeti egység a szűk keresztmetszet. A töltési sebesség itt mindig a gyengébb láncszemhez igazodik.
A másik korlát az otthoni hálózat. Egy hagyományos, egyfázisú konnektorról a biztonságos töltés jellemzően 2,3 kW körül van, ami egy nagyobb akkut csak nagyon lassan, akár egy teljes nap alatt tölt fel. A dedikált fali töltő, a wallbox ennél lényegesen gyorsabb, mert erősebb, fix bekötést és megfelelő védelmet kap, de a háromfázisú töltéshez háromfázisú hálózati csatlakozás is kell. Így az otthoni AC töltés sebességét két dolog együtt határozza meg: mennyit bír a hálózat, és mennyit bír az autó fedélzeti töltője. A kettő közül a kisebbik dönt, ezért nem mindig a legerősebb wallbox a megoldás, ha az autó úgysem vesz fel többet.

Hogyan tölt a nyilvános DC gyorstöltő?
A DC gyorstöltő megkerüli az autó fedélzeti töltőjét, és a maga nagy teljesítményű egyenirányítójával közvetlenül az akkuba tölt. Mivel az átalakítás a nagy, jól hűtött oszlopban történik, nem az autó kis egységében, sokkal nagyobb teljesítmény engedhető be. A mai gyorstöltők jellemzően 50 kW-tól indulnak, a korszerű, nagy teljesítményű oszlopok 150, 350 kW-ig is elmennek. Az oszlop és az autó a töltés elején kommunikál: megbeszélik, mekkora feszültséget és áramot bír az akku pillanatnyi állapota, majd az oszlop ehhez igazítja a töltést. Ezért a DC töltésnél nem az autó töltője, hanem az akku és az oszlop közös korlátja számít.
A gyakorlatban a DC töltés nem végig egyenletes. Az elején, alacsony töltöttségnél megy a legnagyobb teljesítménnyel, majd ahogy telik az akku, fokozatosan visszavesz. Ezért adják meg a gyorstöltési időt jellemzően 10-ről 80 százalékra, mert ebben a tartományban a leggyorsabb, efölött már erősen lelassul. A tényleges sebesség sok mindentől függ: az akku hőmérsékletétől, töltöttségi állapotától, az autó által megengedett csúcsteljesítménytől és magától az oszloptól. Egy hidegben megérkező akku eleinte lassabban tölt, amíg fel nem melegszik. A DC gyorstöltés így úton, hosszú túrán a leghasznosabb, ahol fél óra alatt kell használható hatótávot pótolni, nem a mindennapi, otthoni feltöltésre való.
Mennyi idő alatt tölt fel a kétféle módszer?
A nagyságrendek jól mutatják a különbséget. Egy átlagos, nagyjából 60 kWh-s akkut egy hagyományos konnektorról, 2,3 kW-tal feltölteni akár egy teljes nap is lehet, ezért ez csak vészmegoldásnak jó. Egy 11 kW-os otthoni wallboxon ugyanez az akku nagyjából egy éjszaka alatt, öt-hét óra alatt megtelik, ami a mindennapi használatra tökéletes: az autó reggelre tele van. Egy 22 kW-os AC töltőn, ha az autó fedélzeti töltője is bírja, ez tovább feleződhet. Az AC töltés tehát nem a gyorsaságáról szól, hanem arról, hogy ott töltesz, ahol az autó úgyis áll, jellemzően éjszaka, otthon.
A DC gyorstöltő egészen más léptékű. Egy 150 kW-os oszlopon egy erre képes autó a 10-80 százalékos tartományt jó esetben nagyjából húsz-negyven perc alatt tölti fel, vagyis egy kávészünet alatt jelentős hatótáv pótolható. Fontos viszont, hogy a 100 százalékot itt nem érdemes megvárni, mert az utolsó szakasz nagyon belassul, és tovább tart, mint az egész addigi töltés. A tényleges idő autónként és oszloponként eltér, egy régebbi vagy kisebb csúcsteljesítményű autó lassabban tölt, hiába erős az oszlop. A lényeg: az AC az otthoni, éjszakai lassú töltésé, a DC pedig az úton, gyorsan pótolt hatótávé.

Miért lassul le a gyorstöltés 80 százalék felett?
A lassulás oka az akkumulátor kémiája és védelme, nem az oszlop hibája. Ahogy a cellák töltöttsége nő, a feszültségük is emelkedik, és egyre nehezebb ugyanakkora árammal tovább tölteni anélkül, hogy a cellákat túlterhelnék. Ezért az akkukezelő rendszer 80 százalék környékétől fokozatosan visszaveszi a töltőáramot, hogy a cellák feszültsége biztonságos maradjon. Ez a lépcsőzetes visszavétel védi az akkut a túltöltéstől és a káros melegedéstől. Emiatt a 80-ról 100 százalékra töltés aránytalanul sokáig tart: az utolsó ötödöt gyakran ugyanannyi idő alatt tölti fel az autó, mint az előző hetven százalékot, ezért gyorstöltőn ez ritkán éri meg.
Innen jön a bevett tanács, hogy gyorstöltőn 80 százalékig érdemes tölteni, és menni tovább. Egyrészt így a leggyorsabb szakaszt használod ki, másrészt kíméled az akkut, mert a magas töltöttségen töltött idő terheli leginkább a cellákat. Az akkukímélés szempontjából a tartósan 100 százalékon tartás és a gyakori teljes feltöltés gyorstöltőn nem tesz jót a hosszú távú kapacitásnak. A mindennapokban ezért sokan 20 és 80 százalék között tartják az autót, és csak hosszú út előtt töltik tele. A 80 százalékos szokás tehát nem szeszély: egyszerre spórol időt a töltőn, és óvja az akkumulátor élettartamát.
Melyik töltés kíméli jobban az akkut?
Általánosságban az AC, vagyis a lassabb töltés kíméletesebb az akkumulátornak. A kisebb teljesítmény kevesebb hőt termel a cellákban, a hő pedig az akku egyik legnagyobb ellensége: a tartós melegedés gyorsítja az öregedést. Az otthoni, éjszakai AC töltés ezért ideális a mindennapokra, mert lassan, alacsony hőterheléssel tölt, épp amikor az autó úgyis áll. A DC gyorstöltés nagy teljesítménye ezzel szemben jobban felmelegíti az akkut, és a nagy áram önmagában is nagyobb igénybevétel. Ez nem azt jelenti, hogy a gyorstöltés káros, csak azt, hogy a napi rutinból nem érdemes belőle megélni, ha van otthoni vagy munkahelyi AC lehetőség.
Az akkukímélés nem azt jelenti, hogy kerülni kell a gyorstöltőt, hiszen épp arra való, hogy úton gyorsan tölts. A modern autók akkukezelő rendszere hűti és óvja a cellákat gyorstöltés közben, ezért az alkalmankénti DC töltés nem koptatja számottevően az akkut. A gond a kizárólagos, mindennapos gyorstöltésből és a folyamatos, magas hőterhelésből adódik. Ezért a jó gyakorlat vegyes: a napi töltést AC-vel, otthon vagy a munkahelyen intézed, a gyorstöltőt pedig hosszú útra, hatótáv-pótlásra tartod fenn. Így az akku kevesebb hőt kap, tovább tartja a kapacitását, te pedig mégsem mondasz le a gyorstöltés kényelméről, amikor tényleg kell.

Otthon vagy oszlopon: mikor melyiket érdemes használni?
A gyakorlati szabály egyszerű: ha van rá idő és lehetőség, tölts AC-vel, otthon vagy a munkahelyen; ha úton vagy, és gyorsan kell hatótáv, akkor DC gyorstöltő. A legtöbb hétköznapi használatban az autó éjszaka a háznál áll, bőven van ideje lassan feltöltődni, így reggelre tele indulhatsz. Ez a legolcsóbb és az akkunak is a legkíméletesebb megoldás, ráadásul nem kell töltőt keresni. A DC gyorstöltő a nagyobb távolságok eszköze: hosszú út közben, egy pihenőnél tankolod fel az autót annyira, hogy a következő szakaszt kényelmesen megtedd, nem várva meg a teljes feltöltést.
A költség is a döntés része. Az otthoni AC töltés a háztartási vagy kedvezményes éjszakai árammal jellemzően a legolcsóbb kilowattóránkénti töltés, míg a nyilvános DC gyorstöltés jóval drágább, mert a gyors, nagy teljesítményű szolgáltatásnak ára van. Aki mindent gyorstöltőn intéz, sokkal többet fizet a töltésért, mint aki a napi mennyiséget otthon, AC-vel tölti. Ezért éri meg a kettőt okosan vegyíteni: a mindennapok AC-vel, olcsón és kíméletesen, a hosszú utak DC-vel, gyorsan. A töltési sebesség és az ár mindig együtt mérlegelendő, mert a leggyorsabb megoldás egyben a legdrágább és az akkut leginkább terhelő is.
Mennyibe kerül, és mikor kérjünk szakembert?
A töltés díja a módszertől függ. Otthon a saját villanyárad szabja meg: egy teljes feltöltés annyi kilowattóra árát viszi, amennyi az akku, ezért az éjszakai, kedvezményes tarifával tölteni a legolcsóbb. A nyilvános AC oszlopok ennél drágábbak, a DC gyorstöltés pedig a legmagasabb kilowattóránkénti árú, sok helyen még időarányos díjjal is kiegészítve. Egy otthoni wallbox telepítése egyszeri, nagyobb kiadás: a töltő ára mellett a szakszerű, védelmi eszközökkel ellátott bekötés is tétel, a végösszeg a hálózattól és a szükséges vezetékezéstől függ. Ezt viszont a lassabb, kíméletesebb és olcsóbb otthoni töltés hosszú távon visszahozza.
Szakembert több esetben is érdemes bevonni. A fali töltő telepítése nem házi feladat: a wallbox bekötését, a hálózat terhelhetőségének ellenőrzését és a megfelelő védelmet villanyszerelőnek kell elvégeznie, mert a rossz bekötés tűz- és áramütésveszélyes. Ha a töltés otthon vagy oszlopon indokolatlanul lassú, gyakran megszakad, vagy az autó töltési hibát jelez, a hiba lehet a kábelben, a csatlakozóban, a fedélzeti töltőben vagy az akkukezelő rendszerben. Óbudai szervizünkben az ilyen töltési panaszokat és az akku valós állapotát diagnosztikával mérjük ki, ami használt elektromos autó vásárlásakor különösen hasznos. A töltéssel kapcsolatos bizonytalanságnál a szakszerű átvizsgálás a biztos út.
Külső szakmai források
A téma műszaki hátteréről független, szakmai forrásokban is olvashat:
- Hibrid hajtásWikipédia | magyar nyelven
- TöltőállomásWikipédia | angol nyelven
- VillanymotorWikipédia | angol nyelven