Bir ICE (içten yanmalı motor) aracın yakıt doldurma sürecinin detaylarını öğrenmek çok kritik değildir, çünkü işlem oldukça basittir. Ancak elektrikli araçlarda şarj sürecine hakim olmak, kullanım deneyimini doğrudan etkilediğinden önem taşır.
Yakıt doldururken 2-3 dakika bekler, litre bazında ödeme yapar ve yolunuza devam edersiniz. Elektrikli bir araçta ise “şarj istasyonu” genellikle evinizdir. Bu noktada evinizin elektrik tesisatını ve aracınızın teknik özelliklerini bilmeniz gerekir. Kamusal şarj istasyonlarında da şarj cihazının maksimum gücü gibi parametreleri bilmek önemlidir. Şimdi bu konuyu netleştirelim.
AC şarj
Elektrikli araç şarjlarının büyük çoğunluğu AC (alternatif akım) ile gerçekleşir. Temel prensip şudur: Ev veya kamusal şebeke AC akım sağlar. Aracın dahili şarj ünitesi bu AC akımı DC’ye çevirerek bataryayı doldurur.
Aracımızın azami şarj gücünü belirlemek için iki şeyi bilmemiz gerekir. Şarj noktasının elektrik kapasitesi (ev tesisatı/kamusal priz). Aracın dahili şarj ünitesinin teknik sınırları.
Ev tesisatı tek fazlı ya da üç fazlı olabilir. Tek faz gücü şöyle hesaplanır: P = V × I. Avrupa’da tek faz gerilimi 230 V’tur. Bunu akımla (I) çarptığınızda tesisatın sağlayabileceği şarj gücünü bulursunuz.
Örneğin 230 V ve 32 A ile şarj gücü 7,36 kW olur (230 V × 32 A). Üç fazda ise 400 V ve 32 A için formül: P = V × I × √3 = 400 V × 32 A × 1,732 ≈ 22 kW. Görüldüğü gibi üç faz, tek fazdan hayli fazla güç sağlayacaktır..
Şimdi araca geçelim. Dahili şarj cihazı tesisatla uyumluysa araca aktarılan güç de aynı olur. Örneğin 22 kW opsiyonel dahili şarj cihazlı bir Mercedes‑Benz EQS, yukarıdaki üç fazlı tesisattan 22 kW tam güç alacaktır. Ne var ki aynı üç fazlı tesisata aracı schuko (tip F) prizle, tipik 10 A akımla bağlarsanız yalnızca 2,3 kW alırsınız.
Şarj süresini hesaplamak için bataryanın net kapasitesi (kWh) ile net şarj gücünü bilmeniz yeterlidir. 50 kWh bataryalı, 11 kW dahili şarj cihazlı ve %94 verimli bir sistemde süre hesaplama. 50 / (11 × 0,94) ≈ 4 saat 50 dakika. Bu teoriktir; gerçekte ne kadar süre olduğu araçtaki şarj eğrisine bağlıdır. Ev tesisatlarında güç düşük olduğundan genelde hesaplanan süreye oldukça yaklaşırsınız.
DC şarj
DC (doğru akım) şarjda işlem daha basittir: DC şarj cihazı doğrudan bataryaya akım verir. Burada dahili şarj ünitesi devreye girmez. Şarj gücü, bataryanın teknik sınırları ve şarj cihazının kapasitesiyle belirlenir.
Çoğu EV bataryası 400 V mimaridir, ancak son yıllarda Porsche Taycan, Audi e‑Tron GT, Hyundai Ioniq 5, Kia EV6 ve Lucid Air gibi 800 V+ mimarili modeller çıktı. Bu araçlar 800 V’luk şarj cihazlarıyla 350 kW’a kadar şarjı mümkün kılar.
Şarj gücü soğutmaya da bağlıdır. Güncel otomobillerin çoğunda sıvı soğutmalı batarya bulunur; bu, hızlı şarjın ısıl yükünü karşılamak için gereklidir. Pasif hava soğutmalı bataryalara sahip araçlar sıcaklık artışını önlemek için DC şarjı genellikle 50 kW ile sınırlar.
Üreticiler, batarya ömrünü korumak için DC şarjda %80’den sonra gücün düşürülmesini tavsiye eder. Bu nedenle hızlı şarj istasyonlarında %80’e kadar şarj etmek zaman açısından daha verimlidir.
Kaçırılmış bir fırsat var mı (?)
Elektrikli araçlar yalnızca DC şarj kullansaydı, süreç çok daha basit olabilirdi. Bu durumda:
- Dahili şarj ünitesine gerek kalmaz, araçlar hafifler ve ucuzlardı.
- Evlerde 22 kW gücünde DC wallbox’lar kullanılabilirdi.
Günümüzde ev tipi DC wallbox’lar mevcut, ancak AC modellere göre 5-7 kat pahalı. Tüm üreticiler DC şarja geçseydi, ölçek ekonomisi sayesinde bu maliyet düşerdi.
Elektromobilite’nin başlangıcında bu yönde bir standart belirlenmemiş olması, sektör için büyük bir kayıp olarak değerlendirebiliriz. Bu sebeple, e‑mobilite için belki de en büyük kaçırılmış fırsatlardan biri olarak görülüyor.
