Efficienza di ricarica Hyundai Ioniq 5 in AC a varie potenze

[lucabon]

Ho fatto un po' di prove dell'efficienza della ricarica AC (da 1,15 a 11 kW) con la mia Hyundai Ioniq 5, e questo è il grafico risultante:

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Dal minimo (6A/1,15kW) al massimo (16A*3/10,9kW) si vede che l'efficienza va dal 73% al 93,5%.
Con una dispersione "base" di circa 300W, questa aumenta pian piano fino a 4kW (~450W, quasi 90% di efficienza), per poi subire un rapido aumento, probabilmente dovuto all'attivazione della pompa per raffreddare il motore (la Ioniq 5 usa il motore - non chiedetemi come... - per elevare la tensione agli 800V richiesti).
I dati a grafico sono dati mediati da varie prove, dal momento che le indicazioni di quanti kWh sono entrati in auto non sono precisissime (ho preso i contatori di Cumulated Energy Charged o di Remaining Energy). Sembra inoltre che se la temperatura della batteria è bassa l'efficienza sia leggermente inferiore (ho scartato qualche misura delle "prime" ricariche a batteria fredda).

Le misure fino a circa 5kW sono state fatte con la Wallbox di casa, mentre le prove a 6,54 kW e 10,9 kW sono state fatte rispettivamente ad una colonnina Go Electric (monofase 7,4 kW max) e Enel X (trifase 22 kW, ma la mia auto accetta solo fino a 11 kW). Con altre auto la curva di efficienza potrebbe essere differente, perché altre auto (specialmente le più piccole) potrebbero avere una dispersione "base" (tenere accesa tutta l'elettronica) inferiore, e quindi essere più efficienti.
In ogni caso, dalle prove si evince che ricaricare a bassa potenza (la minima è 6A - circa 1,15 kW prelevati) si può avere un incremento del costo di quasi il 40% (per ricarica 10 kWh ne devi prelevare da rete 14), e quindi - nel limite del possibile - occorrerebbe caricare almeno a 2 kW (circa 10A), avendo a questa potenza "solo" il 20% di costi in più.

Rifarò le misure questa primavera, quando avrò a disposizione anche i 6,05 kW (7,3kW per 3 ore) dalla sperimentazione Arera e quindi potrò fare più misure tra i 4 e i 7 kW direttamente con la WallBox, per vedere anche cosa cambia con temperature più miti e se ciò incide sull'efficienza.

EfficienzaAC.ods

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[VPP]

@lucabon se l'efficienza massima si ferma al 93% alla minima del 73% l'incremento di costo reale è del 27% non del 40%. Dato che l'efficienza del 100% è impossibile il confronto con questo valore puramente teorico è privo di senso ma i valori intermedi vanno sempre parametrati al massimo reale cioè il 93%.

La batteria più fredda sicuramente incide sull'efficienza dato che le batterie a differenza dei semplici conduttori aumentano la resistenza al diminuire della temperatura e maggiore resistenza significa maggiori dispersioni per effetto Joule.

[yago]

interessante post. hai fatto una prova a parità di potenza ma monofase/trifase? sarei curioso di conoscere la differenza

[demov]

Io per valutare al meglio le perdite valuterei su un range di SOC esempio da 30 a 80% a pari condizioni batteria. Poi se si vuole vedere anche le perdite date dal bilanciamento si carica fino al 100%.
Sicuramente a pari potenza in trifase è più efficiente rispetto alla monofase (avevo indicato in un post alcuni dati di confronto in merito alla mia 500e però su architettura 400V)

[marco]

quindi - nel limite del possibile - occorrerebbe caricare almeno a 2 kW (circa 10A)

Che è lo stesso risultato a cui ero arrivato io in un test simile (ma più approssimativo) fatto con la C-Zero > ricaricare-c-zero-a-10-a-pare-essere-il ... 22344.html , ed infatti da allora ricarico entrambe le auto a 10 A.

[lucabon]

@yago @demov

interessante post. hai fatto una prova a parità di potenza ma monofase/trifase? sarei curioso di conoscere la differenza

Non ho una WallBox trifase quindi non posso modulare a piacimento la potenza del trifase... La primissima ricarica pubblica che ho fatto era in trifase nel parcheggio di un centro congressi limitata a 4kW (immagino per limitare l'energia durante F1, ricaricato il giorno dopo [sabato] alla stessa colonnina andava a 10,5 kW), ma non ho preso i dati di quanto è stata realmente caricata la batteria...

Comunque, credo che la differenza si possa evincere dallo stesso grafico: a 6,54 kW monofase abbiamo praticamente la stessa perdita a 10,9 kW trifase, quando caricando ad una potenza maggiore dovresti comunque aspettarti un incremento della perdita (come è avvenuto tra 4,85 e 6,54 kW monofase), e quindi mi verrebbe da dire che il trifase è più efficiente. Dal punto di vista prettamente elettrico, infatti, a parità di potenza hai correnti (e quindi dispersioni) inferiori nel trifase, che lavora ad un voltaggio il 74% maggiore (230V vs 400V).

[lucabon]

Io per valutare al meglio le perdite valuterei su un range di SOC esempio da 30 a 80% a pari condizioni batteria.

Le varie cariche sono state fatte alternando le varie potenze, e ripetendo quindi le prove per quasi tutte le potenze a SOC diversi. Facendone la media, dovresti "appiattire" le differenze che potrebbero derivare dal diverso SOC. L'importante credo sia fare una carica di almeno un paio di kWh per evitare che l'imprecisione dei dati ricavati via OBD possa inficiare le stime. Poi comunque avrò l'occasione per ripetere l'esperimento più avanti, e quindi vedremo se il SOC incide o meno.

[demov]

Io per avere dati con una discreta precisione procedo così:
- cerco stesse condizioni di batteria e possibilmente anche inverter/motogeneratore
- mi segno i kWh totali caricati da OBD prima di caricare (risoluzione 0,1 kWh)
- carico dal 10 al 90% o 100% (batteria più piccola) ad una certa potenza che tengo fissa (se al 100% incluse anche perdite di bilanciamento)
- rilevo i kWh prelevati da rete tramite misuratore d'energia esterno certificato MID (risoluzione 0,1 kWh)
- a fine carica rilevo i kWh caricati da OBD e faccio la differenza con il valore letto prima
- trovo l'efficienza media di carica
- indirettamente posso valutare la potenza media ed altri valori

Per esperienza ho visto che i dati puntuali portano a scarti maggiori e quindi minor precisione.

A casa posso caricare in trifase anche a 11 kW per cui sono anche a pari fattori da quel punto di vista.