Сколько стоит зарядить электромобиль: дома и на общественной станции
Цена поездки складывается из тарифа за киловатт-час, расхода конкретной машины и энергии, которая теряется по пути в батарею. Ниже — формула и арифметика на условных числах, чтобы подставить свои.
Счёт за зарядку почти никогда не равен «ёмкость батареи × цена из рекламы станции». Счётчик или станция отмеряют энергию на входе. В батарею приходит меньше: часть уходит в тепло, в преобразователь и в обогрев или охлаждение самой батареи. Отдельно тариф дома и тариф общественной станции обычно разные, а у станции иногда есть плата за старт сессии или за простой после зарядки.
Из чего складывается стоимость
Для поездки удобно считать не «полную батарею», а энергию на нужный пробег. Четыре величины задаёте вы сами:
- Расход по батарее, кВт·ч на 100 км. Его показывает бортовой компьютер за последнюю поездку. Цифра запаса хода и ёмкости в карточке модели — паспорт цикла, по которому собраны данные каталога. Это ориентир для сравнения машин, а не расход вашей зимней или трассовой поездки.
- Потери зарядки. Возьмите киловатт-часы из сети (счётчик или чек станции) и киловатт-часы, которые прибавились в батарее по машине. Разница в киловатт-часах — это потери сессии. Для расчёта цены нужна доля этих потерь относительно энергии из сети, а не относительно энергии в батарее. Доля меняется от зарядного устройства, температуры и того, греет ли машина батарею.
- Тариф, деньги за 1 кВт·ч. Дома это цена электроэнергии по вашему договору, с учётом ночного или дневного окна, если оно есть. На станции — цена на экране или в приложении оператора именно этой точки.
- Плата не за энергию: старт сессии, минута простоя, парковка. Её прибавляют к сессии целиком, а не прячут внутрь цены киловатт-часа.
Мощность станции (кВт) на формулу денег за киловатт-час не влияет. Она влияет на время. Грубая оценка времени без учёта спада мощности в конце сессии: энергия из сети, кВт·ч, делённая на мощность, которую машина реально принимает. Название станции «150 кВт» не значит, что ваш автомобиль столько примет: предел задаёт бортовое зарядное устройство на переменном токе и батарея на постоянном, плюс заряд и температура.
Дом и общественная станция
Домашняя зарядка почти всегда идёт переменным током. Встроенное зарядное устройство машины само превращает его в постоянный для батареи. Сессия долгая, зато тариф обычно ваш бытовой, и машину можно оставить на ночь. Потери здесь включают и это бортовое устройство.
Общественная точка переменного тока устроена похоже: ограничение всё ещё в машине, а цену ставит оператор. Она может быть выше или ниже домашнего тарифа. Это нужно смотреть по месту, а не выводить из мощности розетки.
Быстрая станция постоянного тока отдаёт энергию в батарею, минуя бортовое зарядное устройство переменного тока. Сессия короче. Киловатт-час на таких точках часто дороже бытового, но это свойство тарифа оператора, а не физический закон. Пока батарея холодная или уже почти полная, машина принимает меньшую мощность, чем написано на стеле. Время тогда больше, чем «киловатт-часы разделить на номинал станции». Деньги при оплате за кВт·ч от этого сами не растут: растёт только длительность. Если оператор берёт ещё и поминутную плату, длинная сессия стоит дороже даже при том же числе киловатт-часов.
Формула
Обозначим энергию из сети как Egrid, а энергию, поступившую в батарею, как Ebattery. Это две связанные величины, а не две разные «цены заряда».
Если у вас есть замер обеих величин, доля потерь относительно энергии из сети:
L = 1 − Ebattery / Egrid
Если известны расход по батарее и эта доля L, энергия из сети для поездки:
Egrid = (пробег, км / 100) × расход, кВт·ч/100 км / (1 − L)
То же самое для одной порции энергии в батарее: Egrid = Ebattery / (1 − L). Это та же зависимость, только с другими исходными данными: в одном случае вы измеряете L, в другом — восстанавливаете Egrid по уже известной L.
Стоимость энергии:
деньги = Egrid × тариф за кВт·ч
Стоимость 100 км — это те же деньги при пробеге 100 км. К полной сумме сессии прибавьте плату за старт и простой, если она есть. L подставляйте десятичной дробью: 10% в примере ниже — это 0,10, делитель 0,90. Не путайте это с отношением потерь к энергии в батарее: для 20 кВт·ч из сети и 18 кВт·ч в батарее L = 1 − 18/20 = 0,10, то есть 10% от энергии из сети, а не 2/18 ≈ 11% от энергии в батарее.
Цифры ниже — условный пример для арифметики, не прайс и не замер. Тарифы 6 ₽ и 25 ₽ за кВт·ч, расход 18 кВт·ч/100 км и потери 10% выбраны так, чтобы счёт был прозрачным. Актуальную цену берите из квитанции и с экрана станции. Потери 10% не являются нормой для всех машин и всех зарядок: на странице Министерства энергетики США о распределении энергии в электромобиле прямо сказано, что потери зарядки зависят от автомобиля, типа зарядки, состояния батареи и погоды.
Пример на условных числах
| Шаг | Дома, тариф 6 ₽/кВт·ч | Общественная станция, тариф 25 ₽/кВт·ч |
|---|---|---|
| Энергия из сети на 100 км | 18 / 0,90 = 20 кВт·ч | |
| Стоимость 100 км без платы за сессию | 20 × 6 = 120 ₽ | 20 × 25 = 500 ₽ |
| Та же поездка на 300 км | 360 ₽ | 1 500 ₽ |
Отдельный пример «заправить» условную батарею на 60 кВт·ч полезной энергии при тех же 10% потерь: из сети уйдёт 60 / 0,90 ≈ 66,7 кВт·ч. По домашнему тарифу примера это около 400 ₽ (66,7 × 6), по тарифу станции примера — около 1 668 ₽ (66,7 × 25). Ёмкость 60 кВт·ч здесь тоже условная, не характеристика названной модели.
Время в том же примере, если всю сессию мощность ровная: 66,7 кВт·ч на домашней зарядке 7 кВт — примерно 9,5 часа. Те же 66,7 кВт·ч при стабильных 50 кВт — примерно 1 час 20 минут. На быстрой станции мощность к концу сессии обычно падает, поэтому реальные минуты будут больше этой дроби.
Что подставить вместо примера
- Расход кВт·ч/100 км с экрана машины за похожие поездки. Если компьютера под рукой нет, паспортный запас хода и ёмкость из каталога дают только грубый ориентир цикла: ёмкость, делённая на запас хода и умноженная на 100. Это не обещание такого же расхода зимой, на скорости и с отоплением.
- Свой тариф дома и цену конкретной станции. Если есть ночной и дневной тариф, считайте ту зону, в которой реально идёт зарядка.
- Долю потерь относительно энергии из сети: L = 1 − (кВт·ч в батарее / кВт·ч со счётчика или из чека станции). Для 18 кВт·ч в батарее и 20 кВт·ч из сети это 10%. Пока своего замера нет, оставьте L отдельной строкой и не зашивайте чужой процент в тариф.
- Плату за старт, простой и парковку — одной суммой на сессию.
- Мощность, которую машина принимает, а не только цифру на стеле, если оцениваете время.
После подстановки сравните стоимость 100 км дома и на станции. Разница может оказаться меньше или больше, чем в примере: в примере общественная энергия дороже бытовой примерно в четыре раза только потому, что так заданы два условных тарифа.
Где посмотреть ёмкость и мощность зарядки
В каталоге у модели указаны запас хода, батарея и зарядка переменным и постоянным током, если эти поля заполнены. Цена киловатт-часа там не хранится. Для расчёта откройте карточку и возьмите ёмкость с мощностью зарядки как паспортные поля, а расход и тариф — из своей эксплуатации:
Остальные модели — в каталоге электромобилей. Как холод меняет расход, из которого считается эта стоимость, разобрано в материале о зимнем запасе хода.
Источники
- Where the Energy Goes: Electric Cars — U.S. Department of Energy / EPA, fueleconomy.gov. Потери зарядки зависят от машины, типа зарядки, состояния батареи и погоды; в сильный холод вспомогательные потребители забирают заметную долю энергии.
- Tips for Hybrids, Plug-in Hybrids, and Electric Vehicles — тот же сайт. Обогрев и кондиционер расходуют заряд сильнее, чем на машине с двигателем внутреннего сгорания; прогрев салона от сети, пока машина подключена, этот расход на поездку не перекладывает.