Elektrikli Araç Şarj Süresi Nasıl Hesaplanır?

Elektrikli araç kullanıcılarının en sık sorduğu sorulardan biri şudur:

“Aracım ne kadar sürede şarj olur?”

Bu sorunun tek bir sabit cevabı yoktur. Çünkü şarj süresi; aracın batarya kapasitesine, şarj istasyonunun gücüne, aracın kabul edebildiği maksimum güce ve bataryanın mevcut doluluk seviyesine göre değişir.

Yine de yaklaşık şarj süresi oldukça basit bir hesapla bulunabilir.

Temel şarj süresi formülü

Yaklaşık şarj süresi şu formülle hesaplanabilir:

Şarj süresi = Aktarılması gereken enerji / Ortalama şarj gücü

Örneğin:

• Bataryaya aktarılması gereken enerji: 60 kWh
• Ortalama şarj gücü: 60 kW

Teorik olarak:

60 kWh / 60 kW = 1 saat

Ancak bu hesap yalnızca ideal koşulları gösterir.

Gerçek şarj süresi çoğu zaman biraz daha uzun olur.

kW ve kWh arasındaki fark

Şarj süresini hesaplarken iki farklı kavram kullanılır:

kW

kW, yani kilowatt, anlık gücü ifade eder.

Örneğin:

• 11 kW AC
• 22 kW AC
• 60 kW DC
• 120 kW DC

bir şarj sisteminin sağlayabileceği güç seviyesini gösterir.

kWh

kWh, yani kilowatt-saat, enerji miktarını ifade eder.

Bir aracın batarya kapasitesi örneğin:

• 40 kWh
• 60 kWh
• 80 kWh

olabilir.

Kısaca:

kW = hız

kWh = enerji miktarı

Bu ayrımı anlamak şarj süresi hesabının temelidir.

Bataryanın tamamını mı şarj ediyoruz?

Çoğu şarj işleminde batarya %0’dan %100’e kadar şarj edilmez.

Örneğin araç %20 seviyesindeyken şarja bağlanıp %80 seviyesinde ayrılabilir.

Bu durumda bataryanın yalnızca %60’lık bölümü doldurulur.

Örneğin 80 kWh bataryaya sahip bir araç düşünelim.

Bataryayı %20’den %80’e çıkarmak istiyoruz.

Şarj edilecek oran:

%80 - %20 = %60

Aktarılması gereken enerji:

80 kWh × 0,60 = 48 kWh

Yani bataryaya yaklaşık 48 kWh enerji aktarılması gerekir.

Örnek: 60 kW DC istasyonda şarj süresi

80 kWh bataryaya sahip bir araç:

• Başlangıç: %20
• Hedef: %80
• Gerekli enerji: 48 kWh
• Ortalama güç: 60 kW

Teorik süre:

48 / 60 = 0,8 saat

0,8 saat yaklaşık:

48 dakika

eder.

Ancak aracın tüm şarj boyunca sürekli 60 kW çekmediğini düşünürsek gerçek süre daha uzun olabilir.

Örnek: 120 kW DC istasyonda şarj süresi

Aynı araç için:

• Gerekli enerji: 48 kWh
• Ortalama güç: 120 kW

Teorik süre:

48 / 120 = 0,4 saat

Bu da yaklaşık:

24 dakika

anlamına gelir.

Fakat burada önemli bir detay vardır:

Araç gerçekten 120 kW kabul edebiliyor mu?

Eğer araç maksimum 75 kW DC şarj destekliyorsa, 120 kW istasyona bağlanması aracın 120 kW ile şarj olacağı anlamına gelmez.

İstasyon gücü ile araç gücü farklı olabilir

Gerçek şarj gücünü belirleyen temel sınır şudur:

Araç ile istasyon arasındaki düşük olan maksimum güç

Örneğin:

• İstasyon: 180 kW
• Araç: 100 kW maksimum DC

Bu durumda araç yaklaşık olarak en fazla 100 kW seviyesinde şarj olabilir.

Tersine:

• İstasyon: 60 kW
• Araç: 150 kW maksimum DC

Bu durumda sistemi yaklaşık 60 kW istasyon sınırlar.

Bu nedenle yalnızca istasyon gücüne bakarak şarj süresi hesaplamak doğru değildir.

AC şarj süresi nasıl hesaplanır?

AC şarjda aynı temel formül kullanılabilir.

Örneğin:

• Batarya kapasitesi: 66 kWh
• Başlangıç: %20
• Hedef: %80

Aktarılması gereken enerji:

66 × 0,60 = 39,6 kWh

Araç 11 kW AC şarj kabul ediyorsa:

39,6 / 11 ≈ 3,6 saat

Yani teorik olarak yaklaşık:

3 saat 36 dakika

gerekir.

Ancak enerji kayıpları ve gerçek güç değişimleri nedeniyle süre biraz daha uzun olabilir.

22 kW istasyon her aracı 22 kW ile şarj eder mi?

Hayır.

Bu özellikle AC şarjda sık yapılan bir hatadır.

Örneğin:

• İstasyon: 22 kW AC
• Araç: 11 kW AC maksimum

Araç yaklaşık 11 kW ile şarj olur.

Bu nedenle 22 kW cihaz kullanmak şarj süresini 11 kW destekleyen bir araçta yarıya düşürmez.

Aynı durum DC şarjda da geçerlidir.

Batarya %80’den sonra neden daha yavaş şarj olur?

Elektrikli araç bataryaları genellikle tüm doluluk aralığında aynı güçle şarj olmaz.

Özellikle yüksek doluluk seviyelerinde araç şarj gücünü düşürebilir.

Örneğin araç:

• %10-50 arasında yüksek güç,
• %50-80 arasında orta seviyede güç,
• %80-100 arasında daha düşük güç

talep edebilir.

Bu davranışa genel olarak şarj eğrisi denir.

Bu nedenle %10’dan %80’e şarj etmek ile %80’den %100’e şarj etmek aynı miktarda zaman almayabilir.

Hatta son %20’lik bölüm beklenenden çok daha uzun sürebilir.

Ortalama şarj gücü neden önemlidir?

Bir araç 150 kW maksimum şarj gücüne sahip olabilir.

Ancak bu, tüm seans boyunca 150 kW çektiği anlamına gelmez.

Örneğin bir şarj seansı şu şekilde ilerleyebilir:

• İlk bölüm: 150 kW
• Orta bölüm: 120 kW
• Son bölüm: 80 kW
• %80 sonrası: 40 kW

Bu durumda maksimum güç 150 kW olsa da ortalama güç çok daha düşük olabilir.

Şarj süresi hesabında mümkünse maksimum güç yerine ortalama şarj gücü dikkate alınmalıdır.

Şarj süresini etkileyen diğer faktörler

Teorik hesap dışında gerçek şarj süresini birçok faktör etkiler.

Batarya sıcaklığı

Batarya çok soğuk veya çok sıcak olduğunda araç şarj gücünü sınırlandırabilir.

Batarya doluluk oranı

Yüksek doluluk seviyelerinde güç genellikle azalır.

Araç şarj limiti

Her aracın AC ve DC için farklı maksimum güç değerleri vardır.

Şarj istasyonunun kapasitesi

İstasyonun sağlayabileceği maksimum güç doğrudan şarj süresini etkiler.

Güç paylaşımı

Bazı çok soketli DC şarj istasyonlarında aynı anda iki araç şarj olduğunda toplam güç araçlar arasında paylaşılabilir.

Örneğin 120 kW toplam güce sahip bir cihaz iki aracı aynı anda şarj ederken güç her iki soket arasında dağıtılabilir.

Bu durumda tek araç kullanılırken alınan güç ile iki araç aynı anda şarj olurken alınan güç farklı olabilir.

Elektrik ve dönüşüm kayıpları

Şebekeden çekilen enerjinin tamamı bataryaya ulaşmaz.

Kablo, güç elektroniği, batarya ve diğer bileşenlerde enerji kayıpları oluşabilir.

Bu nedenle pratik şarj süresi teorik hesaptan biraz daha uzun olabilir.

Pratik hesap yöntemi

Hızlı bir yaklaşık hesap yapmak için şu üç bilgiyi bilmek yeterlidir:

1. Batarya kapasitesi
2. Başlangıç ve hedef doluluk oranı
3. Ortalama şarj gücü

Örneğin:

• Batarya: 75 kWh
• Başlangıç: %20
• Hedef: %80
• Ortalama güç: 90 kW

Önce gerekli enerjiyi hesaplayalım:

75 × 0,60 = 45 kWh

Daha sonra süre:

45 / 90 = 0,5 saat

Yaklaşık:

30 dakika

Bu değer ideal koşullardaki yaklaşık süreyi gösterir.

Örnek şarj süreleri

Aşağıdaki tablo teorik karşılaştırma amacıyla hazırlanmıştır.

Gerekli Enerji	11 kW	22 kW	60 kW	120 kW
20 kWh	1 sa 49 dk	55 dk	20 dk	10 dk
40 kWh	3 sa 38 dk	1 sa 49 dk	40 dk	20 dk
60 kWh	5 sa 27 dk	2 sa 44 dk	1 saat	30 dk
80 kWh	7 sa 16 dk	3 sa 38 dk	1 sa 20 dk	40 dk

Bu süreler yalnızca matematiksel karşılaştırmadır.

Gerçek kullanımda aracın güç limiti, şarj eğrisi ve batarya koşulları süreleri değiştirebilir.

Daha güçlü istasyon her zaman gerekli mi?

Her zaman değil.

Örneğin aracınız maksimum 80 kW DC şarj destekliyorsa 180 kW ve 300 kW istasyonlar arasında sizin aracınız için büyük bir şarj süresi farkı oluşmayabilir.

Aynı şekilde araç gece boyunca park halinde kalacaksa 120 kW DC istasyon yerine AC şarj daha mantıklı olabilir.

Doğru şarj gücü kullanım senaryosuna göre belirlenmelidir.

Şarj süresini hesaplarken yapılan en yaygın hata

En yaygın hata şu hesaplamadır:

Batarya kapasitesi / istasyonun maksimum gücü

Bu formül yalnızca başlangıç için kullanılabilir.

Çünkü gerçek şarj süresinde:

• bataryanın başlangıç doluluk oranı,
• hedef doluluk seviyesi,
• aracın maksimum kabul gücü,
• şarj eğrisi

de hesaba katılmalıdır.

Daha gerçekçi yaklaşım şudur:

Gerekli enerji / gerçek ortalama şarj gücü

Sonuç

Elektrikli araç şarj süresini yaklaşık olarak hesaplamak oldukça kolaydır.

Temel formül:

Şarj süresi = Aktarılacak enerji / Ortalama şarj gücü

Ancak gerçek hayatta bu süre yalnızca istasyonun gücüne bağlı değildir.

Aracın maksimum şarj kapasitesi, batarya sıcaklığı, mevcut doluluk oranı, şarj eğrisi ve güç paylaşımı gibi faktörler gerçek süreyi değiştirebilir.

Bu nedenle bir şarj istasyonunda yazan maksimum kW değeri, aracın tüm şarj boyunca bu güçle şarj olacağı anlamına gelmez.

En doğru değerlendirme, aracın gerçek şarj özellikleri ile istasyonun kapasitesinin birlikte ele alınmasıyla yapılabilir.