Eficiencia de la carga en casa en AC.

[keops]

Buenas,
recientemente, en casa he pasado de cargar con CETAC y el MC a 4 kW, a cargar con el wallbox Gen II de Tesla a 11 kW, y he aprovechado y he puesto un contador digital de trifásica justo antes del PdR.

Concretamente, éste:

, con el fin de poder separar el consumo de mi casa del consumo del coche, ya que ambas instalaciones salen del mismo contador (el oficial, el que está en el cuarto de contadores).

Tras una de las primeras cargas, recogí estos números:

• 42,53 kWh pasaron por el contador.
• 39 kWh midió el coche.

, cargando a 13A (9 kW aprox.).

Lo que da una eficiencia del 92%, con 3,53 kWh perdidos en unas 4h45m que llevó el proceso de recarga.
Eficiencia que coincide más o menos con las que midió el Thai loco en su vídeo de hace algunos meses.

Son unos 700W de consumo durante esas casi 5h de carga.
Creo recordar que el OBC consumía solamente del orden de 500W

• 200W extra, ¿no os parece mucha energía perdida?

Me extrañaría que las pérdidas por el cableado explicasen esos 200W.
Obviamente, no estaba el precalentamiento activado, así que no había ningún otro gran consumidor presente durante esa carga.

Saludos.

[ddoming73]

Creo que aquí mismo en el foro se ha dicho que las mayores pérdidas se producen en la conversión AC a DC realizada en el cargador interno del coche.

En esta web https://www.speakev.com/threads/power-loss-in-ev-charging-cables.166930/ ponen una tabla para calcular pérdidas en cables de carga por caída de voltaje.

Para el  cable típico de 10 mm2 de sección y 5 metros de largo, cargando a 11Kw (48A) te da unos 50W de pérdidas.

Para el mismo cable, pero con 6 mm2 de sección las pérdidas suben a 85W.

Así que si mides 200W de pérdidas, dependiendo de tu instalación, entre 150W y 115W se están perdiendo en el propio coche.

Cargando a 11KW, eso da 98% de eficiencia de conversión, lo cual no está nada mal. Es simplemente que son muchos Watios que circulan.

[Tristán]

Yo lo veo normal. Está claro que las pérdidas son en el conversor. En los cables no puede ir mucha, pues se calentarían en exceso...

[keops]

Creo que aquí mismo en el foro se ha dicho que las mayores pérdidas se producen en la conversión AC a DC realizada en el cargador interno del coche.

En esta web https://www.speakev.com/threads/power-loss-in-ev-charging-cables.166930/ ponen una tabla para calcular pérdidas en cables de carga por caída de voltaje.

Para el  cable típico de 10 mm2 de sección y 5 metros de largo, cargando a 11Kw (48A) te da unos 50W de pérdidas.

Para el mismo cable, pero con 6 mm2 de sección las pérdidas suben a 85W.

Así que si mides 200W de pérdidas, dependiendo de tu instalación, entre 150W y 115W se están perdiendo en el propio coche.

Cargando a 11KW, eso da 98% de eficiencia de conversión, lo cual no está nada mal. Es simplemente que son muchos Watios que circulan.

La carga es a 13A, 9 kW, como indiqué.
Las pérdidas deberían ser mucho menores, ya que la intensidad es mucho menor.

Como también indiqué, la eficiencia es 92%, no 98%

[keops]

Yo lo veo normal. Está claro que las pérdidas son en el conversor.

Sí, pero son 500W lo que consume el cargador de abordo, y me salen unos 700W de consumo.
Son esos 200W los que me despitan un tanto.

En los cables no puede ser, como tú dices.
Además, esos cables son los propios del wallbox de Tesla, unos 7,5m y no se calientan en exceso. El contador está situado a 25cm aguas arriba de la entrada en el PdR.

Extraño.

[ma4t]

El error principal está en la suposición de un consumo (o pérdida) constante por parte del OBC de 500 W con independencia del resto de parámetros, pues aunque es algo que puede servir como aproximación, no refleja acuradamente la realidad. Existe también una relación entre la potencia de carga y las pérdidas en valor absoluto que acostumbra a ser lineal creciente, es decir, a mayor potencia de carga mayores pérdidas (en valor absoluto), aunque dichas pérdidas no acostumbran a crecer tanto en términos relativos como lo hace la potencia. Es decir, doblar la potencia de carga no significa doblar las pérdidas, si no que estas se multipliquen por un valor entre 1 y 2.

Obviamente todo esto son también aproximaciones (aunque algo más acuradas que la suposición de que las pérdidas se mantienen constantes) pues tampoco es raro, por ejemplo, que llegados a cierta potencia la eficiencia total del OBC empiece a disminuir en algunos VE y que su pico de eficiencia no se encuentre en la potencia máxima de carga.

No hace falta decir que la mejor manera de medirlo sería en un entorno controlado como un laboratorio y, si se desea medir únicamente la eficiencia y pérdidas del OBC, pinchando los equipos de medida a la entrada y salida de este, pero aún así la relación potencia/eficiencia del conjunto es algo que también se puede estimar con equipos caseros obteniendo conclusiones "parecidas", tal y como por ejemplo se publica en el artículo de este blog: https://www.meintechblog.de/2020/09/wie-hoch-ist-der-ac-ladewirkungsgrad-beim-tesla-model-3-wirklich/
O en éste video: https://www.youtube.com/watch?v=btVou1SKggY&ab_channel=unpluggedEV
Entre otros.

[Tristán]

El error principal está en la suposición de un consumo (o pérdida) constante por parte del OBC de 500 W con independencia del resto de parámetros, pues aunque es algo que puede servir como aproximación, no refleja acuradamente la realidad. Existe también una relación entre la potencia de carga y las pérdidas en valor absoluto que acostumbra a ser lineal creciente, es decir, a mayor potencia de carga mayores pérdidas (en valor absoluto), aunque dichas pérdidas no acostumbran a crecer tanto en términos relativos como lo hace la potencia. Es decir, doblar la potencia de carga no significa doblar las pérdidas, si no que estas se multipliquen por un valor entre 1 y 2.

Obviamente todo esto son también aproximaciones (aunque algo más acuradas que la suposición de que las pérdidas se mantienen constantes) pues tampoco es raro, por ejemplo, que llegados a cierta potencia la eficiencia total del OBC empiece a disminuir en algunos VE y que su pico de eficiencia no se encuentre en la potencia máxima de carga.

No hace falta decir que la mejor manera de medirlo sería en un entorno controlado como un laboratorio y, si se desea medir únicamente la eficiencia y pérdidas del OBC, pinchando los equipos de medida a la entrada y salida de este, pero aún así la relación potencia/eficiencia del conjunto es algo que también se puede estimar con equipos caseros obteniendo conclusiones "parecidas", tal y como por ejemplo se publica en el artículo de este blog: https://www.meintechblog.de/2020/09/wie-hoch-ist-der-ac-ladewirkungsgrad-beim-tesla-model-3-wirklich/
O en éste video: https://www.youtube.com/watch?v=btVou1SKggY&ab_channel=unpluggedEV
Entre otros.

Mi alemán no es muy bueno, pero los datos confirman lo anterior  eficiencias entre 90 y 95% para carga en AC a partir de cierta intensidad. Está claro que la potencia disipada no es constante y depende de la potencia de carga.

[keops]

Actualizo el hilo con nuevos datos.

Como os indiqué en el primer mensaje de este hilo, yo en casa había medido una eficiencia de la carga a 11 kW de en torno al 92%, sin utilizar métodos, ni herramientas profesionales.

El Thai loco tiene una tabla en la que midió 91.3% a esos mismos 11 kW.
Disponible aquí:

• https://docs.google.com/spreadsheets/d/1ObXL-MDRLiQy_rUSeyTy0uh14cjm0enYBSBweg-MQoM/edit#gid=0

Indica también que la eficiencia en AC sube hasta el 93.8% si la carga se realiza a 7 kW.
Puede ser un buen dato a tener en cuenta para aquellos como yo que cargar a 7 kW o a 11 kW normalmente no significa un problema, y se pueden ahorrar unos cuantos kWh al año.

Siempre según esa tabla, en una carga estándar del 20% al 80% de un LR o P de batería de 82 kWh se ahorrarían poco más de 1 kWh por carga, que bueno es.

[Tristán]

Interesante y contraintuitivo, mayor amperaje, mayor eficiencia... cuando en los cables aumentan las pédidas...

Pero de alguna forma el cargador debe funcionar así...

[ma4t]

Actualizo el hilo con nuevos datos.

Como os indiqué en el primer mensaje de este hilo, yo en casa había medido una eficiencia de la carga a 11 kW de en torno al 92%, sin utilizar métodos, ni herramientas profesionales.

El Thai loco tiene una tabla en la que midió 91.3% a esos mismos 11 kW.
Disponible aquí:

• https://docs.google.com/spreadsheets/d/1ObXL-MDRLiQy_rUSeyTy0uh14cjm0enYBSBweg-MQoM/edit#gid=0

Indica también que la eficiencia en AC sube hasta el 93.8% si la carga se realiza a 7 kW.
Puede ser un buen dato a tener en cuenta para aquellos como yo que cargar a 7 kW o a 11 kW normalmente no significa un problema, y se pueden ahorrar unos cuantos kWh al año.

Siempre según esa tabla, en una carga estándar del 20% al 80% de un LR o P de batería de 82 kWh se ahorrarían poco más de 1 kWh por carga, que bueno es.

En la recarga doméstica del VE no pagas lo que pasa por el equipo de recarga o Wallbox, que es lo que se está midiendo en ésta tabla, si no lo que pasa por el contador de compañía, por lo que para hacer bien los números referentes al coste habría que ir hasta ese punto. Teniendo en cuenta la diferencia de la que estamos hablando, es probable que en algunos casos acabe siendo más eficiente (y por lo tanto menos costoso para el usuario) cargar a 11 kW en trifásica que a 7 kW en monofásica, considerando una misma instalación, sin entrar en otras ventajas de la carga en trifásica. Esto dependerá en gran medida de parámetros como la distancia hasta el contador, la sección o el material del cableado.

En resumen, una mayor eficiencia "wall to battery" no tiene porqué corresponderse con un menor coste por recarga.

[keops]

Interesante y contraintuitivo, mayor amperaje, mayor eficiencia... cuando en los cables aumentan las pédidas...

Pero creo que a tan bajos amperajes como los 10A - 30A en monofásica, las pérdidas debidas al cableado deben ser mínimas.

[keops]

Actualizo el hilo con nuevos datos.

Como os indiqué en el primer mensaje de este hilo, yo en casa había medido una eficiencia de la carga a 11 kW de en torno al 92%, sin utilizar métodos, ni herramientas profesionales.

El Thai loco tiene una tabla en la que midió 91.3% a esos mismos 11 kW.
Disponible aquí:

• https://docs.google.com/spreadsheets/d/1ObXL-MDRLiQy_rUSeyTy0uh14cjm0enYBSBweg-MQoM/edit#gid=0

Indica también que la eficiencia en AC sube hasta el 93.8% si la carga se realiza a 7 kW.
Puede ser un buen dato a tener en cuenta para aquellos como yo que cargar a 7 kW o a 11 kW normalmente no significa un problema, y se pueden ahorrar unos cuantos kWh al año.

Siempre según esa tabla, en una carga estándar del 20% al 80% de un LR o P de batería de 82 kWh se ahorrarían poco más de 1 kWh por carga, que bueno es.

En la recarga doméstica del VE no pagas lo que pasa por el equipo de recarga o Wallbox, que es lo que se está midiendo en ésta tabla, si no lo que pasa por el contador de compañía, por lo que para hacer bien los números referentes al coste habría que ir hasta ese punto. Teniendo en cuenta la diferencia de la que estamos hablando, es probable que en algunos casos acabe siendo más eficiente (y por lo tanto menos costoso para el usuario) cargar a 11 kW en trifásica que a 7 kW en monofásica, considerando una misma instalación, sin entrar en otras ventajas de la carga en trifásica. Esto dependerá en gran medida de parámetros como la distancia hasta el contador, la sección o el material del cableado.

En resumen, una mayor eficiencia "wall to battery" no tiene porqué corresponderse con un menor coste por recarga.

Efectivamente.
Yo medí ese 92% de eficiencia con el contador que tengo puesto a escasos 25cm del wallbox.

Pero el contador general de la casa está 50m separado de ese otro contador que tengo en el cuadro de protecciones, así que algo se perderá en esa tirada tan larga, incluso teniendo 5 hilos de 10 mm2 para un máximo de 16A (11 kW).

Pero bueno, fuera de laboratorio, me parecen unos números suficientemente precisos, aún sabiendo que no son los 100% correctos.

[keops]

Otro ejemplo, esta vez cargando a 10A (7 kW):

• el coche indica 22 kWh cargados.
• el contador que está justo delante del wallbox indica 24,06 kWh

Eficiencia de 91%.

No aprecio diferencia versus cargar a 9 kW.

[keops]

Otro ejemplo, esta vez cargando a 16A (11 kW):

• el coche indica 40 kWh cargados.
• el contador que está justo delante del wallbox indica 41,26 kWh

Eficiencia de 97%.




Resumen de la eficiencia lograda tras las pruebas que he efectuado hasta ahora en casa, siempre en trifásica:

• 91% cargando a 10A (7 kW aprox.).
• 92% cargando a 13A (9 kW aprox.).
• 97% cargando a 16A (11 kW aprox.).

Saludos.

[inigoml]

Os paso mis cálculos de ayer.