Чи не в усі зарядки «однаково корисні», більш того виробники вже встигли напридумувати кілька несумісних стандартів (добре, що Apple і Sony не виробляють автомобілів!). І навіть незважаючи на те, що кількість електротранспорту ще не дуже велике, інфраструктури не так багато, вже зарядитися можна не на кожній станції, а тільки на сумісній з конкретним автомобілем.

Мультістандартний зарядка. Зліва направо: роз'єми Mennekes, CHAdeMO, SAE Combo2. Ринкова вартість такої зарядки мінімум в 2 рази більше, ніж звичайної.

Перш за все, зарядки краще розділити за рівнями потужності, в США їх називають Level 1, 2, 3.

Рівень 1 (Level 1) - це найповільніша зарядка змінним струмом до 16А. Для США 16А обтяжені 120 вольт і максимум на що можна розраховувати - це 1.92 кВт пікової потужності. Для середнього електромобіля це означає, що доведеться чекати близько 12 години до повної зарядки. З такою швидкістю будь-який автомобіль можна заряджати без спеціальної інфраструктури, просто встромивши адаптер в розетку.

Таким адаптером зазвичай комплектується будь-електромобіль. З одного боку звичайна вилка, з іншого коннектор відповідний до зарядного порту автомобіля (J1772 в США).

Усередині типового зарядного пристрою знаходяться засоби захисту і регулювання струму, які замикають ланцюг, тільки коли роз'єм застромлять в гніздо зарядки автомобіля. Найчастіше в комплектації є таке зарядний пристрій, максимум на 3.3 кВт - більше багато автомобілів в базі не проковтнуть. У домашньому виконанні така зарядка навряд чи буде коштувати більше $ 500 (ось, наприклад), а в вуличному їх вже не ставлять, але є деяка кількість старих зарядок 1-го рівня. Скільки вони коштують в промисловому виконанні ніяк не впізнати, тому що ніхто їх уже не робить.

Порти Nissan Leaf. Зліва CHAdeMO (Level 3) до 50 кВт. Праворуч - стандартний для США SAE J1772 (Level 1/2).

Рівень 2 (Level 2) зарядки вже веселіше, до 7 кВт пікової потужності (240 Вольт, 30А). У домашньому виконанні ціна зарядок починається з $ 500, у вуличному з $ 1000..

Зарядки першого і другого рівня використовують змінний струм. В автомобілі, відповідно, розташовується зарядний пристрій, який випрямляє струм і заряджає акумулятори.

Типова повільна зарядка (Амстердам, Нідерланди).

Якщо заряджається машина, яка здатна перетравити 6-7 кВт, то для стандартної ємності в 22-24 кВтг отримуємо вже час близько 4 годин. Або менш як 2 годин для середньоденного пробігу. Вже набагато веселіше. Проте, не всі автомобілі здатні перетравити таку потужність, будь-яке підвищення тягне подорожчання бортового зарядного пристрою. Плюс частина публічних зарядок будуть встановлені не дуже вдало, так що краще на що можна розраховувати - це те, що одна малопотужна зарядка може перекрити потреби 1-2 автомобілів, у яких немає доступу до іншої інфраструктури (наприклад, домашній зарядки). Тобто, для того щоб такими зарядками задовольнити потреби власників електромобілів, потрібно, щоб їх стояло приблизно стільки ж, скільки і самих електромобілів і плагін-гібридів (принаймні порядок цифр повинен бути таким же). До того ж вони повинні стояти в місцях, де людина залишає машину на кілька годин, а не на 15 хвилин.

Наприклад, середній пробіг 20 000 км на рік - це 55 км в день. За циклу EPA для Nissan Leaf 2013 змішаному режимі можна очікувати витрати в 18.125 кВтг / 100 км, тобто в день власник буде витрачати 10 кВтг. Стандартна бортова зарядка на автомобілі в базовій комплектації - 3.6 кВт. Разом, 3 години на день, кожен день, автомобіль повинен заряджатися. Єдина можливість стільки годин в день заряджатися, не маючи домашньої зарядки - на роботі. Плюс такий довгий проміжок часу означає те, що власник часто буде займати слот ще довше, наприклад, весь робочий час. Далеко не кожен буде виходити і перепарковивать машину після закінчення зарядки.

Штекер стандарту швидкої зарядки SAE Combo не такий масивний, як CHAdeMO, а й маленьким його не назвеш.

І, нарешті, зарядка третього рівня, найпотужніша, швидка зарядка. 300-600 Вольт, 100 і більше ампер. На ділі ж зазвичай мова йде про 50 кВт-зарядках. Вони здатні зарядити автомобільну батарею від 0 до 80% за 30 хвилин. Подальша зарядка на них або взагалі неможлива, або йде зі значно меншою потужністю, як у зарядки 1-2 рівня, щоб не пошкодити акумулятор.

Штекери SAE Combo2 зарядки (зліва, зарядка в режимі Mode 4) і Mennekes (праворуч, Mode 1,2,3), основні стандарти для Європи.

В Європі схожа ситуація, стандарт IEC 62196 визначає наступні потужності зарядок:
Mode 1 - 240 вольт 16 А, той же Level 1, тільки в Європі 220 Вольт, так що потужність в два рази вище;
Mode 2 - 240 Вольт 32 А (= Level 2);
Mode 3 - 690 Вольт, 3-фазний змінний струм, 63 А, тобто 43 кВт (частіше встановлюються зарядки з половиною від цього, 22 кВт), такого в штатах вже немає, це швидка зарядка змінним струмом;
Mode 4 - швидка зарядка постійним струмом, допускає 600 Вольт і до 400 А, тобто 240 кВт максимум.

Зарядка SAE Combo поєднує порти, і вже не потрібно два гнізда, як в Nissan Leaf. На фото штекер типу Mennekes застромлять в Volkswagen e-up.

Виходить, в Європі приблизно такі ж стандарти потужності зарядок, що і в США, тільки з'являється Mode 3 - швидка зарядка змінним струмом. Перші два типи - повільні зарядки, швидкість зарядки на них вимірюється годинами, потужні ж можуть зарядити акумулятор типового електромобіля за півгодини.

Таким чином, ключове поділ зарядок: звичайні і швидкі зарядки. Звичайні - Level 1, Level 2 для США, Mode 1, Mode 2 для Європи. Швидкі - Level 3 в США, Mode 3, Mode 4 в Європі. Коли говорять в статистиці про тисячі встановлених зарядок, майже завжди мова йде про звичайні зарядок. І, звичайно, їх встановлюють помітно менше, ніж продають автомобілів, хоча і не на порядок.

Що стосується швидких зарядок, є країни з помітними ринками електромобілів, де їх взагалі немає. Хоча, напевно, вона одна така, неважко здогадатися про кого йдеться. Але про це докладніше я розповім, коли буду писати про статистику установок зарядок на сьогоднішній день. Втім, для плагін-гібридів швидкі зарядки не потрібні, не той обсяг батареї, щоб вона могла переварити таку потужність при поточних технологіях. На даний момент з усіх плагін-гібридів тільки Mitsubishi Outlander PHEV підтримує швидку зарядку.

Коннектором CHAdeMO можна легко кого-небудь убити, навіть якщо електрику відключено.

Далі варто пробігтися по стандартам. Для швидкої зарядки найбільша кількість станцій встановлено під стандарт CHAdeMO. Цей стандарт використовується на автомобілях Nissan, Mitsubishi (так само в альянс входять Toyota, Subaru). Незважаючи на те, що сам роз'єм виглядає дуже потужним, розрахований він на використання струму з напругою 500 Вольт до 125 Ампер, тобто на 62,5 кВт. Організація CHAdeMO повідомляє, що в межах тієї ж специфікації, використовуючи те ж обладнання, струм може бути збільшений до 200 А, а загальна потужність до 100 кВт. Дивлячись на габарити коннектора навіть така потужність виглядає смішною, але насправді зараз немає автомобілів, крім Tesla, для яких могла б знадобитися потужність вище 50 кВт, так як більшу частину сучасних акумуляторів не рекомендується заряджати струмом великим 2C.

У порівнянні з іншими стандартами швидкої зарядки, штекер Tesla - зразок елегантності. Додатково до всього, він і могутніше CHAdeMO і SAE Combo, обидва допускають максимум 100кВт, а Tesla вже використовує 135 кВт.

У Tesla пропріетарний стандарт. У американських автомобілів використовується і свій, несумісний ні з чим роз'єм, так що використання публічних зарядок, відмінних від суперзарядок компанії, можливо тільки з використанням адаптера. Правда кілька адаптерів йде в комплекті з машиною, але зайвих рухів вже не уникнути. У європейських машин використовується стандартний в Європі роз'єм Mennekes, який сумісний з Mode 1, 2, 3 зарядками. Власні суперзарядкі Tesla розраховані на потужність до 150 кВт, але поки налаштовані на потужність в 135 кВт.

У США стандарт для більшої частини автомобілів - SAE (J1772), він використовується для Level 1, 2 зарядки. І зараз починає розвиватися стандарт SAE Combo для Level 3 зарядки, який використовує частину конекторів SAE для встановлення домовленості, але постійний струм передає по окремим коннекторам. В цьому році можливість швидкої зарядки за стандартом SAE Combo отримають перші автомобілі - Chevrolet Spark EV і BMW i3 в США. Станцій швидкої зарядки для цього стандарту поки практично немає, але у CHAdeMO підтримка тільки Nissan і Mitsubishi, всі інші виробники (Volkswagen, BMW, GM, Ford і т.д.) будуть вкладатися в штатах в розвиток швидких зарядок SAE Combo. Швидка зарядка за стандартом допускає постійний струм з напругою 500 Вольт і силою струму до 200 Ампер, тобто потужністю 100 кВт.

Французи і італійці хотіли розрядити обстановку своїм стандартом Type 3, справедливо вважаючи, що стандартів ніколи не буває багато.

У Європі основний стандарт Type 2 більш відомий за типом використовуваного роз'єму, розробленого однойменної німецькою компанією - Mennekes. З його використанням допустима зарядка в Mode 1, 2, 3. Тобто до 43 кВт змінним струмом. У Франції та Італії електричні компанії запропонували Type 3 роз'єм, конструкція якого включає захист контактів, і внаслідок цього здешевлює вартість станції, в той же час її потужність обмежена Mode 2 зарядкою і, судячи по товщині конекторів, безальтернативно. Але, слава об'єднаної бюрократії, Європейська Комісія вирішила, що в Європі повинен використовуватися тільки Type 2 роз'єм.

Основні стандарти зарядки без пропрієтарного Tesla і японського CHAdeMO.

А в Китаї використовується роз'єм GB / T 20234, який часто називають просто GBT. Він хоч і підозріло схожий на європейський Mennekes, але з ним не сумісний.

Стандарти швидкої зарядки постійним струмом в різних країнах.

Для зарядки постійним струмом в Європі запропонований роз'єм Combo2 аналогічний американському SAE Combo, тільки зроблений не навколо J1772, а сумісний з Mennekes, і використовує його коннектори для установки домовленості з автомобілем. Зарядок за цим стандартом ще майже не встановлено, а сам стандарт тільки недавно затверджений. Але все свіжі автомобілі обладнані відповідним роз'ємом.

Так що і в Старому і в Новому світі ситуація зі стандартами швидких зарядок дуже схожа. Японські виробники підтримують CHAdeMO, яке в усьому світі однакова, у Tesla свій стандарт, але різний в США і Європі, всі інші виробники просувають в США SAE Combo, а в Європі SAE Combo2.

Ну і наостанок, щоб остаточно не підірвати вам мозок, розповім про більш екзотичних зарядках.
Перша, це зарядка Proterra. Спочатку компанія використовувала зарядку з дуже простим з'єднанням з відкритими контактами, але в цілях безпеки і поліпшення зовнішнього вигляду, конструкцію довелося ускладнити. Зарядка має потужність близько 500 кВт, і ККД близько 92% при швидкій зарядці з 0 до 95% ємності за 10 хвилин.

Спочатку зарядка Proterra не використала складних технічних рішень.

Сучасна зарядка для автобусів Proterra.

Зараз Proterra встановлює зарядки, де контактні площадки спочатку заховані, і виїжджають тільки коли з'являється автобус. Схожу систему розробляє ABB в Швейцарії, тільки там передбачається установка зарядної системи не на кінцевій станції, а на кожній зупинці і 15+ секундні підзарядки під час навантаження-розвантаження пасажирів. З урахуванням витрат по установці цієї системи на всьому маршруті навряд чи у неї є майбутнє. Та й, на відміну від Proterra, мова йде просто про тестування, а не про використання цієї розробки.

Американська компанія Evatran просуває безконтактну зарядку другого рівня для легкових автомобілів з потужністю 3.3 кВт. Вона вимагає підключення до 240 Вольт мережі, але її потужність в два рази менше максимальної для Level 2. ККД такої зарядки незважаючи на бездротову передачу непогане: при вхідних 3.6 кВт потужність на приймачі - 3.3 кВт. Проблема тільки в тому, що жоден автомобіль серійно не обладнаний приймачем для такої зарядки, так що Evatran продає і модуль для установки в самому автомобілі (є модулі для найпопулярніших в штатах Nissan Leaf і Chevrolet Volt), і саму зарядочних станцію в комплекті за $ 3 000.

Бездротова зарядка Evatran зараз стоїть близько $ 3 000, але першим 250 покупцям в рамках маркетингової акції була доступна за $ 2 000.

Бездротова зарядка дуже перспективна для звичайної, нешвидко зарядки. Вона проходить по всім нормам на випромінювання в США і Європі, вона менше буде завантажувати вулиці, все обладнання може бути заховано. Але поки немає жодного автомобіля підтримує таку зарядку з заводу. Втім, кілька виробників уже пообіцяли запровадити таку опцію в майбутньому, наприклад, Porsche. Так що крім різних провідних зарядок, скоро будуть і різні стандарти бездротових зарядок.

Схема бездротової зарядки електричних автобусів, що експлуатуються в Мілтоні, Великобританія.

Використання бездротових зарядок не обмежена малими потужностями: в Англії вже працюють на маршруті 8 нових автобусів, заряджатимуться безконтактно. А в Південній Кореї відчувають бездротову зарядку автобусів в русі, потужність якої становить 100 кВт. Звичайно, останній варіант здається занадто дорогим для реального життя, адже така зарядка повинна встановлюватися на протязі всього маршруту руху, і, крім естетичного, не має ніяких інших переваг перед тролейбусами. А використання в особистому транспорті виглядає ще більш неймовірним, тому що виробники ніколи не зможуть між собою домовитись, як будувати таку дорогу інфраструктуру, і як прийти до єдиного стандарту зарядки.

джерело: zilm.livejournal.com

схоже

Будь ласка, оцініть матеріал