Elektromos autós út tervezésénél az induló töltöttségből a megőrizni kívánt tartalékot először vond le. Ezt az energiát oszd el a várható útvonalfogyasztással. A teljes út energiaszükséglete ezután megmutatja, mennyit kell útközben töltened. A megállók számát külön ellenőrizd: a hiányzó energia és az egy megállással felvehető mennyiség két eltérő adat.
A következő számolás átlagos fogyasztással dolgozó saját tervezési példa. A tényleges töltőhelyeket, működésüket és elérhetőségüket az út előtt ellenőrizned kell. A jármű útvonaltervezőjének friss becslését útközben is figyeld. A Tesla útvonaltervezési dokumentációja például bemutatja az érkezési energia becslését és az útvonalba illesztett töltési megállókat; az elérhető funkció a járműtől és régiótól függ.
Egy 420 kilométeres út energiamérlege
Feltételezünk egy 64 kWh használható kapacitású akkumulátort, 90%-os indulást és 15%-os megőrzendő tartalékot. Az alapfogyasztás 18 kWh/100 km, akkumulátoroldalon mérve. Az adott útra saját becslésként 20% többletet veszünk fel. Ez nem általános téli vagy autópályás szorzó.
A korrigált fogyasztás 18 × 1,20 = 21,60 kWh/100 km. A teljes út energiaigénye 420 ÷ 100 × 21,60 = 90,72 kWh. Induláskor 64 × 0,90 = 57,60 kWh áll rendelkezésre, az érkezési tartalék 64 × 0,15 = 9,60 kWh. A tartalék felett felhasználható induló energia 48 kWh.
Indulási hatótáv a tartalékig = 48 ÷ 21,60 × 100 = 222,22 km.
Útközben összesen 90,72 − 48 = 42,72 kWh-t kell az akkumulátorba tölteni. A pontosan 15%-os érkezés a modell eredménye; a gyakorlatban bizonytalan körülményekhez további, tudatosan választott mozgástér tartozhat.
Miért szükséges ebben a példában két töltés?
Legyen az útközbeni töltés felső határa 80%. A 15 és 80% közötti használható ablak 64 × 0,65 = 41,60 kWh. Ez a fenti fogyasztással 192,59 kilométerre elég. Az első szakasz 222,22, a következő legfeljebb 192,59 kilométer, együtt 414,81 km. A 420 km-es úthoz az előírt határok között egyetlen megálló kevés.
Egy szemléltető, matematikailag végigellenőrizhető kiosztás:
| Szakasz vagy töltés | Akkumulátorenergia | Töltöttség |
|---|---|---|
| Indulás | 57,60 kWh | 90% |
| 200 km megtétele után | 14,40 kWh | 22,50% |
| Első töltés után | 51,20 kWh | 80% |
| Újabb 150 km után | 18,80 kWh | 29,38% |
Az első töltés 51,20 − 14,40 = 36,80 kWh. Az utolsó 70 km energiaigénye 15,12 kWh, amihez a 9,60 kWh tartalékkal együtt 24,72 kWh szükséges. A második megállónál ezért 24,72 − 18,80 = 5,92 kWh az elméleti pótlás. A két töltés együtt pontosan 42,72 kWh. A valódi útvonalhoz ezeknél a kilométerpontoknál elérhető töltők is szükségesek; a számolás ezt nem igazolja.
A töltőnek a megfelelő szakaszon kell lennie
Az elegendő összes energia még nem igazolja, hogy a megálló helye is megfelelő. Ezt egy rövidebb, 400 km-es saját változaton lehet megvizsgálni. Az akkumulátor, a 21,60 kWh/100 km fogyasztás és a töltöttségi határok maradnak az előzők. Most a 414,81 km-es elméleti össztáv alapján egy megálló beleférhet.
Az első töltőt legkésőbb 222,22 km után el kell érned. A 80%-ra töltést követően legfeljebb 192,59 km maradhat hátra. Ha a töltő az indulástól mért x kilométernél van, a második feltétel 400 − x ≤ 192,59. Ebből x legalább 207,41 km.
Az egyetlen töltő helyének megengedett tartománya: 207,41–222,22 km az indulástól.
Ez mindössze 14,81 km széles szakasz. Egy 190 km-nél található töltő könnyen elérhető, de onnan még 210 km, azaz 45,36 kWh kellene a célhoz. Ez több a 80 és 15% közötti 41,60 kWh-nál. A korábbi 80%-os felső határ mellett ez az egy megálló nem elég.
Egy feltételezett, az útvonal 215. kilométerénél lévő töltő viszont teljesíti mindkét feltételt: érkezéskor 17,44%, 80%-ra töltés és a maradék 185 km után 17,56% lenne a töltöttség. Ezek modellértékek, tényleges töltőhelyet nem jelölnek.
A fogyasztási mozgástér ugyanezekből az adatokból következik. A tartalék feletti induló 48 kWh és az egy töltéssel legfeljebb használható 41,60 kWh együtt 89,60 kWh. Négyszáz kilométeren ez 22,40 kWh/100 km felső átlaghatárt ad. A tervezett 21,60-hoz képest mindössze 3,70% emelkedés fér bele. A határ elérésekor a töltő megengedett helye egyetlen elméleti pontra szűkül; felette az egymegállós terv a megadott töltöttségi korlátokkal már nem teljesíthető. A határ alatti fogyasztás is csak energetikai lehetőséget igazol, elérhető állomást továbbra is keresni kell hozzá.
Az útvonalon először ezt a megengedett szakaszt keresd meg, és azon belül vizsgáld az elérhető állomásokat. A le- és felhajtás kilométereit is az útba számold. Ha az egyes szakaszok fogyasztása eltér, mindkét feltételt a saját szakasz energiaszükségletével ellenőrizd újra. A 420 km-es alapváltozatban a két határ már fordított sorrendben állna: az elérhető szakasz üres, ezért ott egy jó helyen álló töltő sem oldja meg az utat a megadott korlátokkal.
Idő és költség azonos mérési oldalon
Ha a töltési szakaszok alatt az akkuba jutó átlagteljesítmény feltételezetten 80 kW, a tiszta töltési idő 42,72 ÷ 80 × 60 = 32,04 perc. Megállónként további 8 percet feltételezve a le- és felhajtásra, csatlakozásra és egyéb teendőkre 48,04 perc adódik. Sorban állás ebben nincs. A töltő névleges csúcsteljesítménye helyett a teljes szakasz megfelelő átlagát kell használnod.
Gyorsabb lenne egyetlen, hosszabb töltés?
A két megálló szükségessége a választott 80%-os felső határhoz kötődött. Külön számításként oldjuk fel ezt a korlátot, és csak az időt vizsgáljuk. A 200. kilométernél a hátralevő 220 km-hez 47,52 kWh, az érkezési tartalékhoz további 9,60 kWh kell. Az egyszeri töltés végén ezért 57,12 kWh, vagyis 89,25% töltöttség szükséges. A feltöltendő összes energia továbbra is 42,72 kWh.
Tegyük fel, hogy 80%-ig az akkuba jutó átlag 80 kW, a 80–89,25% közötti 5,92 kWh-nál viszont 25 kW. Ezek saját szakaszátlagok, nem egy Tesla vagy más modell töltési görbéje. A tiszta töltési idő 36,80 ÷ 80 × 60 + 5,92 ÷ 25 × 60 = 41,808 perc. Az egyetlen megálló nyolc percével együtt 49,81 perc adódik. A korábbi kétmegállós 48,04 percnél ez 1,77 perccel hosszabb.
Ebben a szűk összevetésben az egyszeri megálló akkor lenne gyorsabb, ha a felső szakasz átlagteljesítménye meghaladná a 28,55 kW-ot: az ottani lassulás ekkor nyolc percnél kisebb többletet okozna az alsó szakasz 80 kW-jához képest. Az útvonal, a várakozás, a második töltő teljesítménye vagy a megállásra egyébként is felhasznált idő módosíthatja a sorrendet. A megállószám minimalizálása ezért önmagában nem oldja meg a teljes menetidő tervezését. A felső töltöttség megengedhetőségét a saját jármű és használat szabályai szerint kell értékelni.
Költségpéldaként 90%-os töltési hatásfokot, otthon 65, útközben 210 Ft/kWh árat veszünk. Az induló készletből az útra felosztott 48 kWh akkumulátorenergia hálózati megfelelője 53,3333 kWh, értéke 3466,67 Ft. A menet közbeni 42,72 kWh pótlásé 47,4667 kWh, értéke 9968 Ft. A felosztott útenergia költsége 13 434,67 Ft, parkolási és egyéb díjak nélkül. Az érkezéskor megmaradó energiát nem terheltük erre az útra.
Az elektromos autós útiköltség-kalkulátor külön kezeli a kapacitást, a tartalékot, a mérési oldalt, a kézi fogyasztási korrekciókat és a töltési felső határt. Ha a 21,60 kWh/100 km értéket már korrigáltan írod be, a 20%-ot újra ne add hozzá. A kalkulátor eredményével a tényleges útvonalon keresd meg a megállókat, és minden szakaszt külön is ellenőrizz.
Záró tudáspróba
Válassz kérdésenként egy választ. Ez kézzel pontozható próba: minden helyes válasz 1 pont, a hibás vagy kihagyott válasz 0 pont.
1. kérdés: A 420 km-es példában 90,72 kWh útenergia és 48 kWh, tartalék felett felhasználható induló energia van. Mennyi pótlás kell az akkuba?
- A) 33,12 kWh.
- B) 90,72 kWh.
- C) 42,72 kWh.
2. kérdés: A 400 km-es változatban az első szakasz maximuma 222,22 km, a töltés utánié 192,59 km. Hol lehet az egyetlen töltő?
- A) Csak a 190. kilométernél.
- B) Körülbelül a 207,41–222,22 km közötti szakaszon.
- C) Bárhol az első 222,22 km-en.
3. kérdés: Az időpéldában az egymegállós út 49,81 perc, a kétmegállós 48,04 perc töltési és megállási időt ad. Mi indokolja a különbséget?
- A) Az egymegállós útból kihagytuk az érkezési tartalékot.
- B) Két megállóval mindig kevesebb kWh kell.
- C) A magasabb töltöttségen feltételezett lassabb töltés többlete meghaladja a megtakarított megállási időt.
Megoldások és magyarázatok
- 1. C. Az útra felhasználható induló mennyiséget vonjuk le: 90,72 − 48 = 42,72 kWh. A 9,60 kWh tartalékot nem költjük el az út során. Ha mást választottál, ezt nézd át újra: induló energia, útigény és megőrzött tartalék.
- 2. B. A töltőhöz oda is kell érni, és a hátralévő 400 − x kilométernek is bele kell férnie a 192,59 km-be. Ez x ≥ 207,41 és x ≤ 222,22 feltételt ad; valódi állomás elérhetőségét még nem bizonyítja. Ha mást választottál, ezt nézd át újra: egymegállós terv megengedett töltőhelye.
- 3. C. Mindkét változatban 42,72 kWh pótlás kell. Az egy megállásnál a felső 5,92 kWh feltételezett 25 kW-os átlaga annyira lassít, hogy a nyolc perc megállási megtakarítás sem ellensúlyozza. Ha mást választottál, ezt nézd át újra: szakaszonkénti töltési átlag és teljes megállási idő.
Mit jelent az eredményed?
- 0 pont: kezdd az alapösszefüggéssel: induló energia, útigény és megőrzött tartalék. Számold végig a cikk kapcsolódó példáját.
- 1 pont: a két eltévesztett kérdés magyarázatához térj vissza, és írd le a megfelelő bemeneteket.
- 2 pont: a kihagyott vagy hibás kérdés témájában ellenőrizd a viszonyítási alapot és a feltételeket, majd számolj újra.
- 3 pont: a három vizsgált összefüggést helyesen alkalmaztad. Próbáld ki saját adatokkal, és a szakaszonkénti töltési átlag és teljes megállási idő rész korlátait is jegyezd fel.