Pérdida de eficiencia en la carga a menores intensidades

Iniciado por blackice, Mayo 05, 2021, 11:49:52 AM

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blackice

Cita de: Elhovo en Marzo 16, 2021, 01:41:43 PM
Hay que tener en cuenta que las pérdidas de carga son mayores a bajas velocidades. En mi caso he calculado que las pérdidas suponen entre un 15% y un 20%, y a 10A aún más. Espero que en la casa que me voy a comprar, cuando instalo un Wallbox esas pérdidas bajen a un 10% o algo más cargando a 5.5 kW.
Hola! Yo no llego a comprender esa pérdida de eficiencia en la carga a menores intensidades (a igual voltaje, claro). Simplemente por la Ley de Ohm, a mayor intensidad mayor pérdida, no? Veo que es un tema recurrente (con gente a favor y en contra), pero no sé si es algo "de la realidad" o algo de teoría que se me escapa a mi.

Un saludo!

rodenas

Cita de: blackice en Mayo 05, 2021, 11:49:52 AM
Hola! Yo no llego a comprender esa pérdida de eficiencia en la carga a menores intensidades (a igual voltaje, claro). Simplemente por la Ley de Ohm, a mayor intensidad mayor pérdida, no? Veo que es un tema recurrente (con gente a favor y en contra), pero no sé si es algo "de la realidad" o algo de teoría que se me escapa a mi.

Un saludo!

Es normal, ten en cuenta que el cargador embarcado, por el mero hecho de estar funcionando, tiene un consumo. Además el convertidor DC-DC, el BMS y otros sistemas eléctricos del coche también se encienden. Por lo que a más horas, más consumo "residual".

Lo que ya no sé es si el cargador embarcado está "afinado" para ser más eficiente bajo ciertas intensidades, pero solo con lo anterior ya se justifica un incremento en el consumo y, por tanto, la pérdida de eficiencia.


blackice

Cita de: rodenas en Mayo 05, 2021, 09:38:45 PM
Es normal, ten en cuenta que el cargador embarcado, por el mero hecho de estar funcionando, tiene un consumo. Además el convertidor DC-DC, el BMS y otros sistemas eléctricos del coche también se encienden. Por lo que a más horas, más consumo "residual".

Lo que ya no sé es si el cargador embarcado está "afinado" para ser más eficiente bajo ciertas intensidades, pero solo con lo anterior ya se justifica un incremento en el consumo y, por tanto, la pérdida de eficiencia.
Entonces, si te he entendido bien, la eficiencia baja no por el "proceso de carga en sí", si no por los elementos auxiliares que tienen que estar funcionado?
Ejemplo (suponiendo "eficiencia del proceso" del 100%): los elementos auxiliares consumen 100 W. Si cargo a 900 W, tendría una eficiencia del 90%, pero si cargo a 500 W, la eficiencia sería del 83% porque tiene un mayor peso los elementos auxiliares.
¿Van por aquí los tiros? Obviamente me he inventado los números  ;D gracias!

deebass

Cita de: blackice en Mayo 06, 2021, 10:59:36 AM
Entonces, si te he entendido bien, la eficiencia baja no por el "proceso de carga en sí", si no por los elementos auxiliares que tienen que estar funcionado?
Ejemplo (suponiendo "eficiencia del proceso" del 100%): los elementos auxiliares consumen 100 W. Si cargo a 900 W, tendría una eficiencia del 90%, pero si cargo a 500 W, la eficiencia sería del 83% porque tiene un mayor peso los elementos auxiliares.
¿Van por aquí los tiros? Obviamente me he inventado los números  ;D gracias!

Correcto... A baja velocidad en mi coche he calculado que tener encendidos "los sistemas" para la carga suponen un fijo de 200-250W. Después supongo que la eficiencia del OBC es de un 93-95% (por lo que vi en su día, la eficiencia en los OBC actuales es óptima a "media carga"). Ese modelado está siendo bastante fiel a lo que cargo en el coche comparado con lo que veo que se gasta de luz  ;)

ma4t

En general se cumple la regla que a mayor potencia de carga, mayor eficiencia. El pendiente de la curva eficiencia/potencia acostumbra a ser mucho más pronunciado en rangos de potencia bajos que en altos. Aún así, en algunos casos, el punto de máxima eficiencia se sitúa antes de llegar a la potencia máxima de carga.

blackice

que interesante ;D
entonces, esa "potencia de carga más eficiente" ¿viene en el manual? o se puede sacar "experimentalmente"?
Un saludo!

ma4t

Cita de: blackice en Mayo 07, 2021, 10:28:23 AM
que interesante ;D
entonces, esa "potencia de carga más eficiente" ¿viene en el manual? o se puede sacar "experimentalmente"?
Un saludo!

No es un dato que venga en el manual. En algunos VE ese dato de eficiencia se puede sacar de las app que toman los datos del puerto OBD; es simplemente dividir la potencia que sale del OBC entre la que entra, aunque para hacerlo bién también habría que tener en cuenta otros consumos relacionados. Seguro que la eficiencia de la recarga dependerá de más factores que la intensidad, aunque estoy seguro que será uno de los más relevantes.

En este gráfico de un i3 60 Ah de 2014, por ejemplo, se puede ver lo que se comenta. Las tensiones son del sistema de USA, pero en el caso de los 240 V podrían ser extrapolables a lo que podríamos cargar aquí.



Elhovo

No me fío mucho de la gráfica. Cargo a 12A / 240v que serían unos 2.9 kW y según mís cálculos llego apenas al 80% de eficiencia-

Leafyou

En su día medí la carga del Leaf y la eficiencia de carga quedó así:

a 10A - 75%
a 16A - 85%
a 30A - 94%

Elhovo

Cita de: Leafyou en Mayo 07, 2021, 11:57:07 PM
En su día medí la carga del Leaf y la eficiencia de carga quedó así:

a 10A - 75%
a 16A - 85%
a 30A - 94%

Esas cifras me cuadran mucho más. Cuando me instalen el cargador creo que podría cargar a 22 o 24 kW. Voy a ver si consigo sacar unos números pero había estimado eso de un 88  o 90%.

Ahra que lo pienso sería interesante crear una calculadora con distintos parámetros:
- potencia de carga
- consumo del coche
- kilómetros al día
- tiempo de recarga disponible

Con esto podrías calcular cual sería la potencia óptima que contratar, ya que a más potencia menos pérdidas y por lo tanto más ahorro en el consumo. 

ma4t

Cita de: Elhovo en Mayo 07, 2021, 09:22:48 PM
No me fío mucho de la gráfica. Cargo a 12A / 240v que serían unos 2.9 kW y según mís cálculos llego apenas al 80% de eficiencia-

¿Y como haces tus cálculos? Esta gráfica es la obtenida por un laboratorio especializado precisamente en este tipo de pruebas a VE; personalmente me fío más de ella que de lo que pueda llegar a medir yo mismo en casa, pues por lo menos yo no dispongo de los mejores instrumentos específicos para hacerlo.

A parte, no hace falta comentar que cada OBC de cada VE es distinto (más allá de que algunos puedan compartir componentes, como es habitual) y tendrá una curva potencia/eficiencia distinta. Como he dicho, la gráfica corresponde a un BMW i3 de 60 Ah de 2014, y no es directamente extrapolable a la de cualquier VE, pues aunque puedan tener puntos en común, cada uno tendrá la suya.

Leafyou

#11
Cita de: ma4t en Febrero 19, 1975, 01:51:04 PM

A parte, no hace falta comentar que cada OBC de cada VE es distinto (más allá de que algunos puedan compartir componentes, como es habitual) y tendrá una curva potencia/eficiencia distinta. Como he dicho, la gráfica corresponde a un BMW i3 de 60 Ah de 2014, y no es directamente extrapolable a la de cualquier VE, pues aunque puedan tener puntos en común, cada uno tendrá la suya.
Totalmente cierto, tengo comprobados tanto el Leaf 24 kWh como el Ioniq 28 kWh y este último es mucho más eficiente cargando a la misma intensidad.

Elhovo

Cita de: ma4t en Mayo 08, 2021, 10:30:45 AM
¿Y como haces tus cálculos?

A parte, no hace falta comentar que cada OBC de cada VE es distinto (más allá de que algunos puedan compartir componentes, como es habitual) y tendrá una curva potencia/eficiencia distinta.

Yo lo cálculo de forma rudimentaria. Cargando a 12 A la batería carga a un 3,1 por ciento cada hora. Esto es cierto cuevas esta al 30% o al 80%. Entonces, carga una media de 1.93 kWh la hora. 12A a 240 voltios sin 2,88 kWh pero si alguno una perdida de 10 voltios por el alargador son 2,76 kWh. Una perdida de 0,83 kWh que es un 30%. Por cautela he dicho que no llego a un 80% de eficiencia y creo que ese número es bastante irrefutable.

Por supuesto que cada coche es un mundo. Pero creo que un i3 es más una excepción que la regla.

rodenas

Cita de: Elhovo en Mayo 08, 2021, 05:18:15 PM
Yo lo cálculo de forma rudimentaria. Cargando a 12 A la batería carga a un 3,1 por ciento cada hora. Esto es cierto cuevas esta al 30% o al 80%. Entonces, carga una media de 1.93 kWh la hora. 12A a 240 voltios sin 2,88 kWh pero si alguno una perdida de 10 voltios por el alargador son 2,76 kWh. Una perdida de 0,83 kWh que es un 30%. Por cautela he dicho que no llego a un 80% de eficiencia y creo que ese número es bastante irrefutable.

Por supuesto que cada coche es un mundo. Pero creo que un i3 es más una excepción que la regla.

El problema de ese cálculo es que hay demasiadas variables:

1. Tienes que saber la capacidad neta exacta (no bruta ni aproximada)
2. Estás asumiendo que no tiene degradación alguna, habría que cuantificarla
3. El porcentaje tiene que estar bien calibrado (hay que hacer una carga del 0% al 100% para que se calibre)
4. La temperatura y climatización de la batería
5. ....

Solo con esto se te pueden ir los cálculos un 10, 20 % o incluso más. Puestos a ser rudimentarios, mejor hacer el cálculo así: carga al 100%, haces un viaje y anotas km y consumo, y con una regla de 3 consigues los kWh consumidos. Cargas al 100% y restas la suma anterior al total que cargues (aquí lo ideal sería usar un medidor, aunque sea uno de 10 euros de amazon, o al menos saber los voltios midiendo con un multímetro en el alargador y los amperios reales con una pinza amperimétrica).


Elhovo

Si, es rudimentaria, pero tampoco como para desviarse un 20%.

El e-Niro tiene 64 kWh netos
Es nuevo, así que 0 degradación
Vivo en una zona templada asi que he cargado casi siempre entre 15 y 20 grados con el coche en cochera

He cargado varias veces a 100% y en todas las cargas,tanto parciales como completas, el porcentaje ha sido eso, un 3.1%. Y como he dicho, he sido bastante conservador en mis cálculos ya que si parto del escenario más pesimista voy hasta un 30% de pérdidas. Esto no creo que sea el caso, pero que sean más de 10 es innegable y que sean 20 es más que probable.

Si miras p.ej lo que ha publicado Pedro Lima de pushevs.com sobre el Renault Zoe, verás que tiene pérdidas brutales a bajas potencias. En función del modelo  pueden llegar a ser del 29% o del 41%.

https://pushevs.com/2016/12/17/renault-zoe-charging-time-efficiency/