Baja eficiencia cargando a 50KW

[JoseValencia]

Hola a todos,

Estoy haciendo pruebas de carga con mi (nuevo  ) Tesla Model 3 LR. Cerca de casa solo tengo un cargador de Iberdrola de 50Kw y esta tarde he logrado (después de preacondicionar batería) que el cargador entregue 49kW, pero al coche solo le llegan 41kW, lo que supone una eficiencia de 82%, ¿es normal una eficiencia tan baja cargando con un CCS de Iberdrola?

Por cierto, no sé por qué, esta tarde me ha regalado la carga (la anterior que hice me costó un euro)
Saludos!

[ma4t]

Con el tema de las eficiencias creo que hay que tener "cuidado" principalmente con dos temas. Uno es la fiabilidad de las mediciones, y otro los puntos en los que se toman esas mediciones, que pueden ser muchos.

Si el cargador entrega los 49 kW a la salida de la potencia en DC y al coche le llegan 41 kW en su entrada, poco después del puerto de carga, efectivamente algo falla. En principio no es posible que las pérdidas en ese recorrido sean de 8 kW, porque eso son 8 kW de energía eléctrica convertida en térmica (calor) en el cableado y conector, que difícilmente llegarían a soportar.

¿Sabes si esos 49 kW que muestra el cargador son en AC o en DC? ¿De dónde tomas el dato de potencia de carga del Tesla?

[JoseValencia]

Gracias por tu ayuda, ma4t!!

Los 41kw los saco de la pantalla del coche (aunque como se ve en la foto que adjunto, también indica lo mismo el teléfono). Los 49kw me los proporciona la pantalla del cargador (en la foto adjunta marcaba aún 47,7kw y  para conseguirlos precalenté diciéndole que iba a un Supercharger, porque si no lo hago así me carga por debajo de 40kw).

[ma4t]

Entonces viendo esa captura, esos 47,7 kW serán o los que hay a la salida del rectificador AC/DC del cargador, o los que llegan al coche, pero como digo muy poca diferencia habrá entre ambas medidas. Lo que pasa en este caso es que esos 41 kW que te muestran el coche o la app no es la potencia que llega al coche, si no la que llega "limpia" a la batería, es decir, descontando todos los consumos auxiliares que pueda tener el coche en ese momento. Estos consumos pueden ser el sistema de infoentretenimiento, la carga de la batería de 12 V, la climatización del habitáculo... o la climatización de la batería. Pese a haber preclimatizado lo más probable es que el vehículo aún no haya terminado el proceso y esté calentando los estatores de los motores para trasladar esa calor a la batería y elevar su temperatura para mejorar la carga. Creo que el los RWD ese proceso puede tomar entre 3 y 4 kW de potencia, mientras que en los AWD toma alrededor de 7 kW, que de descuentan de la potencia que muestra el vehículo, pero no de la que muestra el cargador. Todo esto se puede ver con el "pinganillo" ese que conectan algunos en el coche y la app correspondiente. Después de haber visto bastantes casos similares, estoy casi seguro que será eso.
Una vez llegada a la temperatura de referencia, se debería detener esa climatización de la batería y esa potencia que muestra el vehículo debería "saltar" desde los 41 kW hasta los 45-47 aproximadamente.

En este vídeo Bjørn lo explica mucho mejor que yo, y con una situación real, que lo hace aún más entendedor.

https://www.youtube.com/watch?v=jTiy5Nse7jk&ab_channel=Bj%C3%B8rnNyland

[JoseValencia]

Muchas gracias por tu respuesta tan completa!!

Sí, había visto el vídeo de Bjorn, pero pensaba que yo ya tendría la batería acondicionada al llegar en mi segunda prueba, seguramente los culpables sean todos los procesos que comentas que aún pueden estar en marcha.

A ver si puedo hacerme algún viaje un poco más largo (cuando dejemos de estar encerrados perimetralmente) y así pruebo todo con la batería más caliente.

Ya os mostraré el resultado de mis experimentos...!

[Tristán]

Tiene todo el sentido la respuesta de @ma4t, que el coche no muestra lo que llega al coche, sino lo que llega a la batería...

[DlasEV]

¿Sabes si esos 49 kW que muestra el cargador son en AC o en DC?

Ojo con esto porque los cargadores suelen mostrar la potencia en AC que consumen de la red, no la que proporcionan al coche en DC y, aunque poco, algún W se pierde en la conversión. Entre eso y que Tesla muestra en pantalla la energía efectiva que entra en la batería, es normal que haya ciertas diferencias, sobre todo si el coche está calentando la batería (unos 7 kW).

[JoseValencia]

¿Sabes si esos 49 kW que muestra el cargador son en AC o en DC?

Ojo con esto porque los cargadores suelen mostrar la potencia en AC que consumen de la red, no la que proporcionan al coche en DC y, aunque poco, algún W se pierde en la conversión. Entre eso y que Tesla muestra en pantalla la energía efectiva que entra en la batería, es normal que haya ciertas diferencias, sobre todo si el coche está calentando la batería (unos 7 kW).

Pues efectivamente, esos 7kw eran más o menos la diferencia. Estuve cargando unos 10 minutos y me tuve que ir, así que supongo que con cargas más largas, la diferencia disminuirá.

[keops]

Efectivamente, cargar en DC conlleva mucho consumo extra que no hay en AC, ya que el/los estátor/estátores se mantiene consumiendo unos 2.5-3.5 kW cada uno duramente la gran mayoría del proceso de carga.

Lamentablemente, esto es un fallo conocido que Tesla no soluciona aún: el coche calienta la batería para carga en DC sin tener en cuenta si el PdR es de 20 kW o de 350 kW, y eso es un error.

En cuanto a las indicaciones de kW y kWh servidos y recibidos, hay apenas diferencias entre ellos.
El Tesla los mide en el puerto de carga, con lo que ni mucho menos todos van a parar a la batería (estátor, calefacción, pantalla y otros consumidores menores se alimentan del PdR durante la carga).

En cambio, el PdR sí mide todos los kWh servidos, y lo hace con bastante exactitud, ya que de ello depende el importe final a facturar al cliente, y ahí entra entidades reguladoras que tienen unas especificaciones que permiten únicamente desviaciones muy pequeñas:

• si el PdR entrega más de lo que mide, él operador deja de ingresar una parte que legalmente podría ingresar
• si el PdR entrega menos de lo que mide, el cliente es cobrado de más erróneamente

, así que esta medición es muy, muy precisa.

Saludos.

[Tristán]

Fíjate, un "error" hace que sea más eficiente lo que debería de ser menos. Cargar en DC no implica pérdidas por transformación entre punto y coche, mientras que AC sí... pero el calentamiento de la batería se lo lleva... interesante!

[ma4t]

¿Sabes si esos 49 kW que muestra el cargador son en AC o en DC?

Ojo con esto porque los cargadores suelen mostrar la potencia en AC que consumen de la red, no la que proporcionan al coche en DC y, aunque poco, algún W se pierde en la conversión. Entre eso y que Tesla muestra en pantalla la energía efectiva que entra en la batería, es normal que haya ciertas diferencias, sobre todo si el coche está calentando la batería (unos 7 kW).

Yo diría justo al contrario. Los cargadores suelen mostrar la potencia en DC que entregan al vehículo, no la que consumen de la red. Por lo menos en todos los que me vienen a mí en la mente, es así.

[Valen]

Sobre este tema, conviene aclarar a los que no les gusta la tecnología que, en cualquier caso, las pérdidas en la electrónica del cargador y en el motor síncrono, son muy, muy pequeñas.

Punto de carga:
En el punto de carga, las pérdidas principales se producen durante la conmutación de los elementos de potencia que convierten la alimentación trifásica o monofásica, en continua (habitualmente semiconductores IGBT, aunque pueden ser Mosfet).
El motivo es que durante la conmutación, mientras sube la tensión y baja la corriente (o al revés), el producto Potencia = v * I sigue una parábola, que es disipada en forma de calor.
Los semiconductores del converidor conmutan a velocidades de Mega Hertzios, así que hay millones de parábolas de disipación de potencia, por segundo.
(Por eso son tan útiles los IGBT de carburo de silicio que emplea Tesla en sus coches, ya que conmutan muy rápidamente y por tanto disipan poca energía en forma de calor, al crearse una parábola muy estrecha)

Motor síncrono/reluctancia variable.
En cuanto al motor híbrido entre motor síncrono / motor de reluctancia variable, usado en estos coches, no dejan de ser motores "normales y corrientes", y tienen los mismos tipos de pérdidas, aunque de un valor algo más reducido.
La hibridación se consigue empotrando los imanes de tierras raras en el rotor, en vez de estar pegados superficialmente a él. Pero no es más que eso. La hibridación consigue un motor más eficiente energéticamente.

En estos motores, ocurre lo siguiente:
Las primeras pérdidas de la maquina se producen en el bobinado del estator, debido a la resistencia eléctrica del cobre de los bobinados. Enseguida, ocurren perdidas por histéresis magnética y por corrientes parásitas inducidas en el hierro de la máquina.
La potencia en este punto se traslada al rotor de la maquina a través del entrehierro entre el estator y el rotor, donde se convierte de eléctrica a mecánica. Por último las pérdidas por fricción se restan. La potencia que queda es la potencia de salida.
Al utilizarse imanes en el rotor, lo que se consigue es que el rotor gire en sincronía con el campo generado por el estator, eliminando las pérdidas por corrientes inducidas en el hierro del rotor, y que en las máquinas asíncronas (primeros Teslas) se produce debido al inevitable efecto de deslizamiento del rotor.

Cuando el coche está parado, lo lógico es que los motores del coche no estén alimentados, y si esto se hace así, entonces no consumen potencia durante el proceso de repostaje.

Las pérdidas de un motor se determinan mediante los ensayos de vacío y de cortocircuito, que son muy fáciles de hacer, con un par de polímetros de buena calidad (por ejemplo, Fluke) y una fuente de alimentación de continua, normal y corriente.

[keops]

Cuando el coche está parado, lo lógico es que los motores del coche no estén alimentados, y si esto se hace así, entonces no consumen potencia durante el proceso de repostaje.

Ese es el quid de la cuestión.
Los M3, en carga en DC, mantienen inyectando de 2,5 a 3,5 kW a cada estátor con el único fin de calentar la batería para reducir el tiempo de carga.

Es por eso que la carga en DC es muy cara en términos de energía: la típica carga de media hora, con consumo de 3,5 a 7 kW (en los dual motor) quema mucha de la energía servida por el PdR en calor. Calor, además, que una vez finalizada la carga hay que disipar fuera del coche, vía radiador o bomba de calor en los modelos que la incorporen.

Saludos.