Особенности зарядки электромобилей (EV)

Если у вас есть электромобиль, вы хотите побаловать аккумулятор и заряжать его дома и в офисе. Потребность в мощности для зарядки электромобиля среднего размера аналогична потребности электрической плиты, подключенной к сети 40 А, 240 В переменного тока, которая развивает мощность до 9,6 кВт. Большинство электромобилей среднего размера имеют встроенное зарядное устройство мощностью 6,6 кВт, рассчитанное на зарядку в течение 4-5 часов. (6,6 кВт определяется умножением 220 В на 30 А.)

Бортовые зарядные устройства ограничены стоимостью, размером и тепловыми проблемами. Благодаря наличию трехфазного переменного тока в большинстве европейских домов, бортовые зарядные устройства можно сделать меньше, чем двухфазные системы. Renault предлагает компактные бортовые зарядные устройства мощностью от 3 до 43 кВт.

Зарядні пристрої для електрокарів

Зарядні пристрої від відомого виробника з гарантією 5 років

Зарядний пристрій для електромобіля Victron EV Charging Station

Забезпечує до 22 кВт потужності в трифазному режимі або до 7,3 кВт в однофазному, підтримує роботу з GX-пристроями та VRM, має вбудований Wi-Fi, Bluetooth, сенсорний дисплей і кільце світлової індикації.

Купити

Зарядна станція для електромобілів Victron EV Charging Station NS

Це ідеальне рішення для тих, хто хоче заряджати електромобіль від сонця, керувати процесом з телефону або GX-пристрою, контролювати статистику через VRM-портал, та водночас мати надійний і стильний пристрій.

Купити

Чорна передня частина для EV Charging Station NS

 Змінна лицьова частина корпусу для зарядної станції Victron Energy EV Charging Station NS.Також передбачена версія білого кольору.

Купити

Подивитися більше

Подключение для зарядки электромобиля называется оборудованием для обслуживания электромобилей (EVSE). За исключением уровня 1, все устройства должны быть установлены электриком, если они еще не доступны. Существует три категории зарядки.

Стандарты и разъемы зарядных устройств

В 1990-х и 2000-х годах производители электромобилей приложили совместные усилия для разработки универсального зарядного порта для электромобилей, что привело к появлению SAE J1772 – 5-контактного разъема, который передает переменный ток и данные. Недостатком является время зарядки в соответствии с уровнем 2, которое длится несколько часов.

Производители электромобилей согласны, что будущее электромобилей заключается в быстрой зарядке. В то время как второй уровень зарядки обеспечивает скорость всего около 40 км (25 миль) в час, быстрая зарядка постоянным током заряжает аккумулятор до 80 процентов за 30 минут. Это превращает электромобиль из автомобиля для поездок на работу в туристическое транспортное средство, и маркетинг электромобилей начал продвигать эту концепцию.

CHAdeMO

Япония первой внедрила быструю зарядку постоянного тока, разработав разъем CHAdeMO для Nissan Leaf и Mitsubishi MiEV. JEVS (Японский стандарт для электромобилей) определил разъем, который содержит два больших контакта постоянного тока с коммуникационными контактами для шины CAN-BUS. Стандарт CHAdeMO был разработан TEPCO (Токийской энергетической компанией), Nissan, Mitsubishi, Fuji Heavy Industries (производителем автомобилей Subaru) и Toyota в 2008 году. Он заряжает аккумулятор при напряжении 500 В постоянного тока и токе 125 А с мощностью зарядки до 62,5 кВт. CHAdeMO расшифровывается как «CHArge on the Move» (зарядка в движении); штекер изображен на рисунке 1.

Рисунок 1: Японский штекер быстрой зарядки CHAdeMO DC Fast Charge, разработанный в 2008 году.

Nissan и Mitsubishi являются лидерами в области быстрой зарядки постоянным током и разработали технологию CHAdeMO. Она обеспечивает быструю зарядку с током 500 В постоянного тока и силой тока 125 А, развивая мощность до 62,5 кВт.

Хотя разъем CHAdeMO работает хорошо, Запад лоббировал против него, ссылаясь на «технические проблемы». Причиной этого может быть синдром «изобретено не у нас», а также стандарт, который отдает предпочтение определенным маркам автомобилей. SAE отклонила CHAdeMO в пользу своей версии.

Combo Charging System (CCS)

После длительной задержки, в 2012 году Международный комитет SAE J1772 опубликовал стандарт быстрой зарядки SAE DC Fast Charging, систему, также известную как Combo Charging System (CCS). Задержка привела к замедлению строительства инфраструктуры CHAdeMO, и некоторые утверждают, что отсрочка была преднамеренной.

Для обеспечения совместимости с зарядкой уровня 2, CCS базируется на существующем разъеме J1772 с добавлением двух контактов постоянного тока. Во время зарядки от переменного тока круглый разъем обеспечивает питание переменного тока и связь для управления напряжением, скоростью зарядки и завершением зарядки. Быстрая зарядка постоянным током использует тот же протокол связи, но с добавленными контактами постоянного тока. На рисунке 2 показаны разъемы для зарядки переменным и постоянным током с помощью входа транспортного средства.

Рисунок 2: Комбинированная система зарядки SAE J1772 (CCS). CCS позволяет использовать уровень 2.

CCS позволяет зарядку уровня 2 путем подключения только к верхней круглой розетке, а зарядку уровня 3 – с помощью вилки, которая включает клеммы постоянного тока.

SAE J1772 разделяет зарядку на четыре уровня:

• Переменный ток, уровень 1: 120 В переменного тока, 12–16 А, до 1,92 кВт
• Переменный ток, уровень 2: 240 В переменного тока, 80 А 19,2 кВт
• Постоянный ток, уровень 1: 200-500 В постоянного тока, до 80 А (40 кВт)
• Постоянный ток, уровень 2: 200-500 В постоянного тока, до 200 А (100 кВт)

SAE Combo или CCS является фактическим мировым стандартом для зарядки 2-го и 3-го уровней, и Audi, BMW, Daimler, Ford, General Motors, Porsche и Volkswagen совместно объявили о своей поддержке в 2011 году. Chevy Spark был первым электромобилем, оснащенным SAE Combo, в 2013 году. Сейчас ведутся переговоры о прекращении производства CHAdeMO. Чтобы сохранить совместимость с электромобилями, поддерживающими CHAdeMO, новые Nissan Leaf оснащены портом SAE J1772, что позволяет зарядку 2-го уровня. Некоторые производители зарядных устройств, включая ABB, предлагают оба зарядных разъема на своих «колонках».

Tesla Supercharger

Tesla Motors нелегко придерживается стандартов, поэтому они разработали собственную систему. Их эксклюзивный Supercharger заряжает разряженный аккумулятор до 80 процентов за 40 минут и обеспечивает запас хода 270 км. (Зарядка от 80 до 100 процентов удваивает время.) Хотя некоторые критиковали Tesla за внедрение собственных Supercharger, другие говорят, что Tesla значительно опережает время и не хочет ждать, пока мир установит правильные стандарты. Tesla ведет переговоры с Nissan и BMW, чтобы предложить свой стандарт Supercharger и этим производителям электромобилей. Они также работают над межпротокольным адаптером зарядки, который может поддерживать системы CHAdeMO и SAE J1772.

Зарядка Tesla S 85 на зарядном устройстве Supercharger начинается с напряжения около 375 В и тока 240 А, потребляя 90 кВт. По мере заполнения аккумулятора напряжение повышается примерно до 390 В постоянного тока, а ток падает примерно до 120 А. Начальные 90 кВт, поступающие в аккумулятор емкостью 85 кВт·ч, имеют скорость зарядки, которая лишь немного выше 1 C. Через короткий промежуток времени скорость зарядки падает до комфортных 0,8 C, а затем снижается еще больше, избегая вредной нагрузки на аккумулятор, связанной со сверхбыстрой зарядкой.

Зарядные устройства для электрокаров

Зарядные устройства от известного производителя с гарантией 5 лет

Зарядное устройство для электромобиля Victron EV Charging Station

Обеспечивает до 22 кВт мощности в трехфазном режиме или до 7,3 кВт в однофазном, поддерживает работу с GX-устройствами и VRM, имеет встроенный Wi-Fi, Bluetooth, сенсорный дисплей и кольцо световой индикации.

Купить

Зарядная станция для электромобилей Victron EV Charging Station NS

Это идеальное решение для тех, кто хочет заряжать электромобиль от солнца, управлять процессом с телефона или GX-устройства, контролировать статистику через VRM-портал, и при этом иметь надежное и стильное устройство.

Купить

Черная передняя часть для EV Charging Station NS

 Сменная лицевая часть корпуса для зарядной станции Victron Energy EV Charging Station NS. Также предусмотрена версия белого цвета.

Купить

Посмотреть больше

Вызовы совместимости и стратегии производителей

Борьба с тремя несовместимыми системами зарядки не входила в планы производителей электромобилей, но частично это произошло из-за неприятия доступных технологий и задержки собственных стандартов. Tesla опередила собственную технологию и значительно инвестирует в создание нагнетателей и предложение бесплатной зарядки; другие производители электромобилей последовали этому примеру, также сделав зарядку бесплатной, по крайней мере пока. Полученная несовместимость имеет сходство с железнодорожной отраслью 1800-х годов, когда железнодорожные компании использовали свои поезда на путях разной ширины. LP против 45 оборотов в минуту, а также Sony Beta против VHS – другие примеры подобной ситуации.

BMW со своей системой комбинированной зарядки SAE Combo Charging выбрала 24 кВт, а не более распространенные 50 кВт для быстрого зарядного устройства постоянного тока. Они считают, что 24 кВт дешевле, легче и проще в установке, чем система 50 кВт. Хотя 50 кВт будет заряжать быстрее, преимущество будет лишь на короткое время, прежде чем ухудшится способность к зарядке. Уменьшение заряда особенно заметно для меньшего аккумулятора i3, а также для аккумуляторов, которые не могут выдерживать сверхбыструю зарядку из-за преклонного возраста и других аномалий. Тесты показывают, что зарядное устройство мощностью 50 кВт заряжает аккумулятор до 80 процентов примерно за 20 минут, зарядное устройство мощностью 24 кВт делает это примерно за 30 минут.

Удвоение мощности не сокращает время зарядки вдвое, а продвижение вверх по пирамиде имеет уменьшение отдачи. Основная причина использования мощных зарядных устройств связана с размером аккумулятора. BMW i3 имеет аккумулятор мощностью 22 кВт по сравнению с монструозными 85 кВт у Tesla S 85. Обе системы зарядки поддерживают скорость зарядки (C) на уровне около 1 C во время быстрой зарядки постоянным током до умеренного уровня нагрузки на аккумулятор.

Быстрая зарядка постоянным током сложнее, поскольку она должна оценивать состояние аккумулятора и применять уровень заряда, который аккумулятор может безопасно поглотить. Холодный аккумулятор нужно заряжать медленнее, чем теплый; ток заряда также нужно уменьшать, когда элементы развивают высокое внутреннее сопротивление, и когда схема балансировки больше не может компенсировать несоответствие элементов. (См. BU-410: Зарядка при высокой и низкой температуре)

Быстрая зарядка постоянным током не предназначена для полной зарядки аккумулятора, а для того, чтобы позволить транспортному средству добраться до следующей зарядной станции. Использование уровня 2 является лучшим способом ежедневной зарядки.

Таблица уровней и времени зарядки

В таблице 3 приведены уровни и время зарядки для уровней 1, 2 и 3. Время зарядки может не полностью соответствовать заявленным показателям, поскольку расчеты базируются на зарядке разряженного аккумулятора до полного SoC, некоторые производители электромобилей считают аккумулятор заряженным, когда он достигает 80 процентов. Время зарядки также сокращается, поскольку аккумулятор разряжается, так как для зарядки остается меньше заряда.

Таблица 3: Ориентировочное время зарядки на оборудовании для обслуживания электромобилей (EVSE). Электромобили имеют бортовую схему зарядки, наиболее распространенной является система мощностью 6,6 кВт, Tesla имеет зарядное устройство мощностью 10 кВт.

* Электромобили Tesla поставляются с зарядными устройствами мощностью 10 кВт и 20 кВт; Renault использует 3-фазные бортовые зарядные устройства мощностью 3–43 кВт.
** Для 30-амперного EVSE нужен автоматический выключатель на 40 А, некоторые электромобили поставляются с более крупными бортовыми зарядными устройствами.