محاسبة تكلفة شحن البطاريات

الشحن من النوع الأول يُصل إلى مخرج عادي في المنزل ويُنتج حوالي 1.4 كيلوواط، وهو بطيء لكنه يكفي للاستفادة منه للاستفادة من الراحة الليلية للمسافات القصيرة. يُستخدم الشحن من النوع الثاني على مسار 240 فولت أو محطة كهربائية عامة ويُنتج عادةً 6 إلى 11 كيلوواط، مما يكفي لملء معظم المركبات الكهربائية ليلًا. يُستخدم الشحن السريع بالتيار المستمر لتجاوز مُحَوّل المركبة ويُرسل تيارًا مباشرًا عالي الجهد إلى البطارية بسرعة 50 إلى 350 كيلوواط، مما يضيف مئات الكيلومترات خلال 20 إلى 40 دقيقة، لكن بسعر أعلى لكل كيلوواط-ساعة.

تُحدّد كيمياء البطارية سرعة امتصاص التيار من خلايا الليثيوم أيون دون أن يُسبب ارتفاع درجة الحرارة أو تدهور البطارية. يُصل الشحن عادةً إلى ذروة بين 10 إلى 60٪ من حالة الشحن، ثم ينخفض تدريجيًا مع تعبئة البطارية، خاصةً عند الارتفاع فوق 80٪. درجات الحرارة المنخفضة والحرارة العالية، وسجّل تكرار شحن سريع، تقلل من سرعة الذروة، وهذا هو السبب في أن جلسات الشحن السريع بالواقع تُخطط عادةً لتنتهي عند 80٪.

الكيلوواط-ساعة (كيلوواط-ساعة) هو الطاقة المستهلكة من جهاز بسعة 1000 واط يعمل لمدة ساعة واحدة. يتم تقييم بطاريات المركبات الكهربائية بالكيلوواط-ساعة — بطارية بسعة 75 كيلوواط-ساعة تُخزن طاقة تساوي تقريبًا 2.3 لتر من البنزين. تُعتمد المسافة على كفاءة المركبة، والتي تُعبّر عادةً بكمية كيلومتر أو ميل لكل كيلوواط-ساعة: سيارة تُنتج 6 كم/كيلوواط-ساعة ستحصل على مسافة 450 كم على شحنة كاملة بسعة 75 كيلوواط-ساعة في الظروف المثالية.

تُكلف محطات الشحن السريع بالتيار المستمر ملايين الدولارات للتركيب، وتستهلك طاقة من الشبكة بأسعار مكلفة، وتتطلب صيانة مستمرة ورصد التواجد. يجب على المُشغلين استرداد هذه التكلفة، دفع تكلفة الأرض، ووضع مكسب، لذا فإن أسعار الكيلوواط-ساعة في الشوارع تكون عادةً أعلى بكثير من أسعار الشحن المنزلي. في المقابل، يُستخدم الشحن المنزلي نفس الطاقة في فترات الراحة التي تُستخدم في مبردات المنزل.

النطاق السفلي 20٪ والنطاق العلوي 20٪ من بطارية الليثيوم أيون يُشحن ببطء مقارنة بالمنتصف. يمكن أن يكون الشحن من 20 إلى 80٪ تقريبًا مرتين أسرع لكل كيلوواط-ساعة من جلسة شحن كاملة من 0 إلى 100٪ على شاحن سريع بالتيار المستمر، لأن المنحنى ينخفض بشكل كبير فوق 80٪. كما أن القيادة اليومية من 20 إلى 80٪ تقلل من تآكل البطارية على المدى الزمني، وهذا هو السبب في أن معظم المركبات الكهربائية تُستخدم بحد أقصى 80٪ من الشحن.