電気自動車の充電損失:ADACがコンセント・ウォールボックス・DC充電を比較

© A. Krivonosov / SPEEDME

バッテリーに実際に60 kWhを入れる必要がある場合、ADACが測定した24.2%の損失があるメルセデス・ベンツCLA 350 EQは、電力網から約79.2 kWhを引き出す必要がある。11 kWのウォールボックスなら、損失は6.9%で、約64.4 kWhで済む。車体もバッテリーもまったく同じなのに、1回の充電サイクルだけで差は15 kWh近くに達する。これは新しいADAC調査に基づくSPEEDMEの試算だ。

ドイツの自動車クラブは、バッテリー温度が20–30 °Cの状態から現行の電気自動車5台を10%から90%まで充電し、比較した。出力2.3 kWの家庭用コンセントでは、損失はメルセデス・ベンツCLA 350 EQで24.2%、フォルクスワーゲンID.7で15.3%、ボルボEX30で14.2%、ルノー5 E-Techで13.7%、テスラ・モデルYで12.7%だった。11 kWのウォールボックスでは、範囲は5.1–7.0%に縮まった。

この逆説は時間で説明できる。車が接続されている間、制御ユニットと12ボルト電装系は稼働し続け、ADACの測定によれば約100–300 Wを消費する。充電時間が長引くほど、この常時消費される電力の割合は大きくなる。さらに、車載充電器が交流を直流に変換する際にも損失が発生する。そのため、走行中の消費電力だけでは、オーナーが最終的に支払う電力量のすべてを示していない。

CLAは極端な例だった。家庭用コンセントに接続すると、車載充電器は電流を本来の10アンペアではなく8アンペアに制限し、充電時間をさらに長引かせていた。11 kWでは同じ車の損失は6.9%まで下がり、コンセント時の結果の3分の1をわずかに超える水準にとどまった。ウォールボックスで最も優れていたのはルノー5 E-Techで、5.1%だった。

太陽光発電は経済的な計算を変えるが、物理法則までは変えない。出力4.1 kWの太陽光充電を模した条件では、各車は8.0%から12.8%の損失を出した。フル出力のウォールボックスより悪い数字だが、他に使い道のない自家発電の電力を使うのであれば、オーナーにとってはこの損失を受け入れる方が得になる場合もある。

急速DC充電器では、変換はすでに車の外側で行われるため、ADACは充電器自体の平均損失を約3%と算出した。その代わりに、バッテリーの冷却や加温にかかる電力が発生する。0 °Cの環境で、事前の温度調整をしていない冷えたテスラ・モデルYは車内で10%を失い、ルノー・メガーヌE-Techは8%、フォルクスワーゲンID.3は7%、ヒョンデ・アイオニック6は6%だった。バッテリーを事前に温めておくと、数値はより低くなった。だからこそ、急速充電の前にバッテリーを準備しておくことが、充電スタンドでの滞在時間にとってこれほど重要になる。

ただし、事前の温度調整は無料でエネルギーを生み出すわけではない。ADACは、それが充電スタンドでのコストを、そこまでの走行に単に移し替えているだけだと強調している。変換と熱の準備を合わせたDC充電全体の損失は、おおよそ5–15%に達することがある。そのため、最も効率的な充電方法と最も安い充電方法は、必ずしも同じではない。公共のDC料金は、数パーセントポイント分の得を簡単に打ち消してしまうことがある。

自宅でのAC充電については、結論はよりシンプルだ。理由もなく出力を人為的に抑えるのは、通常は割に合わない。対応した車とウォールボックスが早く充電を終えるほど、常時稼働するこうした補助的な消費機器の稼働時間は短くなり—支払った電力量は、実際にバッテリーに収まる電力量に近づいていく。