Особливості заряджання електромобілів (EV)

Якщо у вас є електромобіль, ви хочете побалувати акумулятор і заряджати його вдома та в офісі. Потреба в потужності для заряджання електромобіля середнього розміру аналогічна потребі електричної плити, підключеної до мережі 40 А, 240 В змінного струму, яка розвиває потужність до 9,6 кВт. Більшість електромобілів середнього розміру мають вбудований зарядний пристрій потужністю 6,6 кВт, розрахований на зарядку протягом 4-5 годин. (6,6 кВт визначається множенням 220 В на 30 А.)

Бортові зарядні пристрої обмежені вартістю, розміром та тепловими проблемами. Завдяки наявності трифазного змінного струму в більшості європейських будинків, бортові зарядні пристрої можна зробити меншими, ніж двофазні системи. Renault пропонує компактні бортові зарядні пристрої потужністю від 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

Підключення для заряджання електромобіля називається обладнанням для обслуговування електромобілів (EVSE). За винятком рівня 1, усі пристрої повинні бути встановлені електриком, якщо вони ще недоступні. Існує три категорії заряджання.

Стандарти та роз'єми зарядних пристроїв

У 1990-х та 2000-х роках виробники електромобілів доклали спільних зусиль для розробки універсального зарядного порту для електромобілів, що призвело до появи SAE J1772 – 5-контактного роз'єму, який передає змінний струм та дані. Недоліком є час заряджання відповідно до рівня 2, який триває кілька годин.

Виробники електромобілів погоджуються, що майбутнє електромобілів полягає у швидкій зарядці. У той час як другий рівень заряджання забезпечує швидкість лише близько 40 км (25 миль) на годину, швидка зарядка постійним струмом заряджає акумулятор до 80 відсотків за 30 хвилин. Це перетворює електромобіль з автомобіля для поїздок на роботу на туристичний транспортний засіб, і маркетинг електромобілів почав просувати цю концепцію.

CHAdeMO

Японія першою запровадила швидку зарядку постійного струму, розробивши роз'єм CHAdeMO для Nissan Leaf та Mitsubishi MiEV. JEVS (Японський стандарт для електромобілів) визначив роз'єм, який містить два великі контакти постійного струму з комунікаційними контактами для шини CAN-BUS. Стандарт CHAdeMO був розроблений TEPCO (Токійською енергетичною компанією), Nissan, Mitsubishi, Fuji Heavy Industries (виробником автомобілів Subaru) та Toyota у 2008 році. Він заряджає акумулятор при напрузі 500 В постійного струму та струмі 125 А з потужністю зарядки до 62,5 кВт. CHAdeMO розшифровується як «CHArge on the Move» (заряджання в русі); штекер зображено на рисунку 1.

Рисунок 1: Японський штекер швидкої зарядки CHAdeMO DC Fast Charge, розроблений у 2008 році.

Nissan та Mitsubishi є лідерами у сфері швидкої зарядки постійним струмом та розробили технологію CHAdeMO. Вона забезпечує швидку зарядку зі струмом 500 В постійного струму та силою струму 125 А, розвиваючи потужність до 62,5 кВт.

Хоча роз'єм CHAdeMO працює добре, Захід лобіював проти нього, посилаючись на «технічні проблеми». Причиною цього може бути синдром «винайдено не в моєму дворі», а також стандарт, який надає перевагу певним маркам автомобілів. SAE відхилила CHAdeMO на користь своєї версії.

Combo Charging System (CCS)

Після тривалої затримки, у 2012 році Міжнародний комітет SAE J1772 опублікував стандарт швидкої зарядки SAE DC Fast Charging, систему, також відому як Combo Charging System (CCS). Затримка призвела до уповільнення будівництва інфраструктури CHAdeMO, і деякі стверджують, що відтермінування було навмисним.

Для забезпечення сумісності із зарядкою рівня 2, CCS базується на існуючому роз'ємі J1772 з додаванням двох контактів постійного струму. Під час заряджання від змінного струму круглий роз'єм забезпечує живлення змінного струму та зв'язок для керування напругою, швидкістю заряджання та завершенням заряджання. Швидке заряджання постійним струмом використовує той самий протокол зв'язку, але з доданими контактами постійного струму. На рисунку 2 показано роз'єми заряджання для заряджання змінним та постійним струмом за допомогою входу транспортного засобу.

Рисунок 2: Комбінована система заряджання SAE J1772 (CCS). CCS дозволяє використовувати рівень 2.

CCS дозволяє заряджання рівня 2 шляхом підключення лише до верхньої круглої розетки, а заряджання рівня 3 – за допомогою вилки, яка включає клеми постійного струму.

SAE J1772 поділяє заряджання на чотири рівні:

• Змінний струм, рівень 1: 120 В змінного струму, 12–16 А, до 1,92 кВт
• Змінний струм, рівень 2: 240 В змінного струму, 80 А 19,2 кВт
• Постійний струм, рівень 1: 200-500 В постійного струму, до 80 А (40 кВт)
• Постійний струм, рівень 2: 200-500 В постійного струму, до 200 А (100 кВт)

SAE Combo або CCS є фактичним світовим стандартом для заряджання 2-го та 3-го рівнів, і Audi, BMW, Daimler, Ford, General Motors, Porsche та Volkswagen спільно оголосили про свою підтримку у 2011 році. Chevy Spark був першим електромобілем, оснащеним SAE Combo, у 2013 році. Зараз ведуться переговори про припинення виробництва CHAdeMO. Щоб зберегти сумісність з електромобілями, що підтримують CHAdeMO, новіші Nissan Leaf оснащені портом SAE J1772, що дозволяє заряджання 2-го рівня. Деякі виробники зарядних пристроїв, включаючи ABB, пропонують обидва зарядні роз'єми на своїх «колонках».

Tesla Supercharger

Tesla Motors нелегко дотримується стандартів, тому вони розробили власну систему. Їхній ексклюзивний Supercharger заряджає розряджений акумулятор до 80 відсотків за 40 хвилин і забезпечує запас ходу 270 км. (Зарядка від 80 до 100 відсотків подвоює час.) Хоча деякі критикували Tesla за впровадження власних Supercharger, інші кажуть, що Tesla значно випереджає час і не хоче чекати, поки світ встановить правильні стандарти. Tesla веде переговори з Nissan та BMW, щоб запропонувати свій стандарт Supercharger і цим виробникам електромобілів. Вони також працюють над міжпротокольним адаптером зарядки, який може підтримувати системи CHAdeMO та SAE J1772.

Заряджання Tesla S 85 на зарядному пристрої Supercharger починається з напруги близько 375 В та струму 240 А, споживаючи 90 кВт. У міру заповнення акумулятора напруга підвищується приблизно до 390 В постійного струму, а струм падає приблизно до 120 А. Початкові 90 кВт, що надходять до акумулятора ємністю 85 кВт·год, мають швидкість зарядки, яка лише трохи вища за 1 C. Через короткий проміжок часу швидкість зарядки падає до комфортних 0,8 C, а потім знижується ще більше, уникаючи шкідливого навантаження на акумулятор, пов'язаного з надшвидкою зарядкою.

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

Виклики сумісності та стратегії виробників

Боротьба з трьома несумісними системами зарядки не входила в плани виробників електромобілів, але частково це сталося через неприйняття доступних технологій та затримку власних стандартів. Tesla випередила власну технологію та значно інвестує у створення нагнітачів та пропонування безкоштовної зарядки; інші виробники електромобілів наслідували цей приклад, також зробивши зарядку безкоштовною, принаймні поки що. Отримана несумісність має схожість із залізничною галуззю 1800-х років, коли залізничні компанії використовували свої поїзди на коліях різної ширини. LP проти 45 обертів на хвилину, а також Sony Beta проти VHS – інші приклади подібної ситуації.

BMW зі своєю системою комбінованого заряджання SAE Combo Charging обрала 24 кВт, а не більш поширені 50 кВт для швидкого зарядного пристрою постійного струму. Вони вважають, що 24 кВт дешевше, легше та простіше в установці, ніж система 50 кВт. Хоча 50 кВт заряджатиме швидше, перевага буде лише на короткий час, перш ніж погіршиться здатність до заряджання. Зменшення заряду особливо помітне для меншого акумулятора i3, а також для акумуляторів, які не можуть витримувати надшвидку зарядку через похилий вік та інші аномалії. Тести показують, що зарядний пристрій потужністю 50 кВт заряджає акумулятор до 80 відсотків приблизно за 20 хвилин, зарядний пристрій потужністю 24 кВт робить це приблизно за 30 хвилин.

Подвоєння потужності не скорочує час заряджання вдвічі, а просування вгору по піраміді має зменшення віддачі. Основна причина використання потужних зарядних пристроїв пов'язана з розміром акумулятора. BMW i3 має акумулятор потужністю 22 кВт порівняно з монструозними 85 кВт у Tesla S 85. Обидві системи заряджання підтримують швидкість зарядки (C) на рівні близько 1 C під час швидкої зарядки постійним струмом до помірного рівня навантаження на акумулятор.

Швидка зарядка постійним струмом є складнішою, оскільки вона повинна оцінювати стан акумулятора та застосовувати рівень заряду, який акумулятор може безпечно поглинути. Холодний акумулятор потрібно заряджати повільніше, ніж теплий; струм заряду також потрібно зменшувати, коли елементи розвивають високий внутрішній опір, і коли схема балансування більше не може компенсувати невідповідність елементів. (Див. BU-410: Зарядка за високої та низької температури)

Швидка зарядка постійним струмом не призначена для повного заряджання акумулятора, а для того, щоб дозволити транспортному засобу дістатися до наступної зарядної станції. Використання рівня 2 є кращим способом щоденної зарядки.

Таблиця рівнів та часу зарядки

У таблиці 3 наведено рівні та час зарядки для рівнів 1, 2 та 3. Час зарядки може не повністю відповідати заявленим показникам, оскільки розрахунки базуються на зарядці розрядженого акумулятора до повного SoC, деякі виробники електромобілів вважають акумулятор зарядженим, коли він досягає 80 відсотків. Час зарядки також скорочується, оскільки акумулятор розряджається, оскільки для зарядки залишається менше заряду.

Таблиця 3: Орієнтовний час заряджання на обладнанні для обслуговування електромобілів (EVSE). Електромобілі мають бортову схему заряджання, найпоширенішою є система потужністю 6,6 кВт, Tesla має зарядний пристрій потужністю 10 кВт.

* Електромобілі Tesla постачаються із зарядними пристроями потужністю 10 кВт та 20 кВт; Renault використовує 3-фазні бортові зарядні пристрої потужністю 3–43 кВт.
** Для 30-амперного EVSE потрібен автоматичний вимикач на 40 А, деякі електромобілі постачаються з більшими бортовими зарядними пристроями.