Зарядки для электромобилей: как это работает с точки зрения инженера и пользователя
Завтра стартует онлайн-митап про электромобили и силовую электронику — мы об этом уже рассказывали в новостях на Хабре. А сегодня мы погрузимся в эту тему и расскажем, чем мир электротранспорта может заинтересовать инженеров-разработчиков и руководителей проектов: узнаем, как работают зарядки для электрокаров, разберем их внутренности с точки зрения харда и софта, а в конце — посмотрим на прогнозы экспертов.
С появлением электромобилей двигатели внутреннего сгорания с сотнями движущихся частей уступают место электрическим трансмиссиям, в которых таких движущихся частей менее двадцати. Инновации на этом новом рынке зачастую касаются трех главных компонентов:
- Зарядные станции и батареи.
- Тяговые электродвигатели.
- Силовая электроника.
Инженеры работают над тем, чтобы увеличить дальность хода авто, повысить его безопасность, срок службы и, конечно, надежность. Самые интересные трансформации сейчас происходят с зарядками и силовыми устройствами, поэтому на них мы и сфокусируемся на завтрашней встрече. Расскажем про силовые устройства нового поколения на основе карбида кремния (SiC), которые сейчас захватывают рынки электромобилей и растут на 27% в год. Узнаем, как развивается инфраструктура зарядных станций в России. А в рамках этой хабрастатьи давайте разберемся с тем, что из себя представляет система зарядных станций для авто.
На наши вопросы ответит Андрей Гольмак — один из лучших мировых специалистов в этой теме. Андрей закончил минский факультет радиофизики и электроники в БГУ, занимался embedded-разработкой, а потом переехал в Канаду и присоединился к небольшой компании, которая одной из первых в мире начала работать с зарядками для электромобилей. В итоге эта компания стала лидером канадского рынка и второй в США. Мы пообщались с Андреем по Zoom и делимся с вами тезисами:
— Что сейчас в целом происходит на рынке зарядок для авто?
— Тем, кто только начинает знакомиться с этой темой, может показаться, что зарядка для электромобиля — это что-то типа зарядки для телефона. На самом деле это сложная экосистема.
Пока этот рынок незрелый. Если кто-то из компаний или инженеров хочет войти в эту отрасль, то сейчас — лучшее время. Меняется вся инфраструктура, сам автомобиль и зарядки, трансформируются поставщики электроэнергии и инфраструктура городов, рождаются интересные проекты. Эти изменения затронут всех в конечном итоге.
Сейчас на рынке зарядок сформировались три сегмента: домашний, частный и общественный. 60% зарядок сейчас составляет домашнее использование, когда пользователи устанавливают зарядку у себя дома, а если есть возможность — в паркинге своего многоквартирного дома.
Частные зарядки — это зарядные станции частных компаний. Например, банк устанавливает зарядки для своих сотрудников, у которых есть свои электромобили. Либо компании, которые доставляют товары Amazon: у них есть парк автомобилей, и они устанавливают для них сеть зарядок в разных городах.
Общественные зарядки доступны для всех, они располагаются в городах и вдоль автотрасс. В качестве аналогии можно привести сеть операторов мобильной связи: ты должен подписаться на определенный тариф, чтобы пользоваться услугами.
— А чем отличаются эти три сегмента — домашний, частный и общественный?
— Начнем с домашнего сегмента, где с точки зрения железа оборудование может быть проще. Это так называемые зарядки второго уровня. Владельцу такой зарядки не нужно как-то специально распределять доступ к пистолету. Основная задача — зарядить свое авто, а статистика, которая потом приходит на смартфон, уже не так важна.
Но дело в том, что в Северной Америке стоимость электроэнергии может варьироваться в зависимости от времени суток — поставщики электричества пытаются компенсировать пиковые нагрузки утром и вечером за счет повышения тарифов. Поэтому сейчас домашние зарядки интегрируются в smart grid, систему управления электроэнергией. Домашние зарядки с такой функцией можно включать изначально на маленьком токе, а ночью, когда стоимость электроэнергии ниже, зарядка автоматически включается на полную мощность. На полную зарядку автомобиля уходит от 6 до 8 часов.
Интеграция со smart grid, конечно, усложняет простейший вариант зарядки: требуется подключение к серверу, а сам сервер подключается к поставщику электроэнергии — так контролируется максимальный ток на зарядках в разное время. Это занятная инженерная задача, но есть еще более интересные проекты: например, коммуникационный интерфейс vehicle to grid (ISO15118). Согласно этой концепции, авто может не только заряжаться, но и отдавать электричество — питать дом, когда электричество дорогое. Такой power bank на колесах. Более того, владелец такого устройства может продавать электроэнергию — возвращать ее в сеть и получать за это деньги.
— Что из себя представляет зарядка с точки зрения железа, hardware-начинки?
— Есть три уровня зарядок. Зарядки первого уровня и правда похожи на зарядки для телефона: подключаем любой розетке на 110—120 вольт, 6—8 ампер.
Для второго уровня (наиболее распространенного) требуется 220—240 вольт с переменным током 30 ампер максимум. Автомобиль с такой зарядкой берет от 6 до 30 ампер.
Рассмотрим, что есть внутри зарядки для домашнего использования:
- плата преобразователя энергии (GFCI), которая преобразует напряжение, в ней встроены разные типы защиты;
- плата контроля коммуникации с автомобилем, зачастую в зарядках такого уровня используется аналоговый интерфейс (для коммуникации используется сигнал, который называется pilot signal);
- коммуникационная плата, которая может иметь свой модемом с wi-fi или кабелем.
Зарядки для частного и публичного использования дополнительно содержат встроенную защиту для ограничения доступа и экраны для общения с пользователем. Также у них может быть контроллер для интеграции в систему управления зданием.
Зарядки третьего уровня для офисов и общественных мест — это такие большие «холодильники» вдоль автотрассы, в больших городах и на заправках. Они достаточно сложны технологически: 100—150 киловатт, сотни ампер, 480 вольт. Это устройства с постоянным током, так называемые DC-зарядки. На полную зарядку авто уходит от 10 до 30 минут максимум. Начинка у них аналогичная, есть графический интерфейс.
Отличительный компонент DC-зарядок — дополнительный power-модуль для преобразования тока и контроля. И когда речь идет о сотнях ампер, сам кабель зарядки довольно тяжелый, не всем хватает сил подключить его. Но Tesla, например, использует водяное охлаждение кабеля, поэтому он у них достаточно легкий.
С точки зрения коммуникации зарядки второго и третьего уровня схожи — в них используются те же модемы для подключения зарядки к серверу. Причем уже сейчас появляются новые задачи для компаний в этой сфере: модемы в старых моделях больше не могут поддерживать нужную скорость и количество данных, которое переносится от зарядки к серверу.
— А почему старых модемов для передачи данных уже недостаточно? За счет чего растет объем этих данных?
Возьмем в качестве примера общественные зарядки: в них может быть установлена простая почасовая оплата, а может быть динамическая, с учетом скидки в зависимости от потребленной электроэнергии, времени суток или рекламных акций конкретных автопроизводителей. Соответственно, возрастает и сложность коммуникации.
Еще один пример — проекты по профилактическому (предиктивному) обслуживанию, когда к зарядкам подключают искусственный интеллект, который по своим алгоритмам предсказывает необходимость обслуживания.
— Какие интерфейсы для передачи данных используются чаще всего и почему?
Используются два типа интерфейса: между зарядкой и модемом + между модемом и сервером. А сами модемы бывают встраиваемые и внешние.
Внешние модемы в основном используются для частных и общественных решений, когда нужно подключить много зарядок к одному модему.
Интерфейсы между зарядкой и модемом — зачастую wi-fi или ZigBee. ZigBee — наиболее эффективный, но пропускная способность у него такая же, как у wi-fi, и ее не всегда достаточно. Wi-fi проще, но не всегда удобен для установки в общественных местах (на улицах или в паркингах, где качество сигнала не всегда хорошее).
Интерфейс между модемом и сервером достаточно простой, это прямое подключение к интернету либо сотовая связь с сим-картой. Разработчики ушли от кабелей и ethernet, потому что зарядки устанавливаются на улице, где неудобно прокладывать кабель под землей — намного проще использовать симку, которая стала доступна по стоимости (несколько долларов в месяц для ИТ-решений).
— А теперь про инфраструктуру: чем отличается заправка для электромобилей от заправок для привычных авто с бензиновым двигателем?
Для зарядки электрокара можно использовать дополнительное приложение и указать в нем тип своего автомобиля. Такое приложение подскажет, как спланировать путь, где зарядиться и сколько это будет стоить. И каждый из этих сервисов — логистика, интеграция с платежами — это отдельные инженерные задачи.
На уровне B2C рынок развивается и предлагает свои плюшки: бонусные программы за использование определенных зарядок. С точки зрения В2В ситуация тоже интересная: если сравнить с мобильной связью, то тут есть возможность обмениваться данными у разных операторов (компаний-поставщиков).
— А когда уже сами автомобили будут общаться с зарядками?
Сегодня цифровое общение реализовано только на зарядках третьего уровня. Интерфейс между зарядкой и авто работает примерно так: электромобиль говорит «я готов заряжаться, мне нужно 15 ампер», а зарядка определяет максимальное количество тока, которое авто может потребить.
Тот же стандарт ISO15118 идет с функцией plug-in-charge, благодаря которой автомобиль сам авторизуется в системе, т.е. пользователю не обязательно проводить карточкой по зарядке, чтобы войти в свой аккаунт и получать электроэнергию.
Сейчас самая сложная коммуникация реализована на уровне «зарядка-сервер», а не между авто и зарядкой.
— А что со стандартами в этой теме?
— Все начиналась с компаний, у которых был большой опыт в разработке железа. Потом рынку понадобилось больше программных приложений для обслуживания данных с этих зарядок. Каждый производитель пытался внедрить свой стандарт — сделать протокол для общения между своей зарядкой и своим сервером.
Но клиенты не хотят быть привязанными к одному производителю. Например, город Монреаль как заказчик хочет быть свободен в выборе поставщиков: оставить за собой возможность покупать зарядные станции у разных компаний, а потом подключать их к своей единой системе.
Мало того, что каждый производитель пытался продвинуть свой протокол, так нельзя сказать, что эти протоколы были хорошо оптимизированы. Не хочу бросать камень в огород embedded-разработчиков, но и тогда и сейчас их протоколы были на бинарном уровне, где каждый бит имеет значение. Когда речь идет о больших данных, такой протокол тяжело обслуживать и модифицировать.
Требования от клиентов заставили нас переходить к более сложным протоколам. Стали появляться стандарты общения между зарядкой и сервером. В Европе появился OCPP — Open Charge Point Protocol — протокол открытой зарядной точки. Также стали появляться стандарты общения в сети зарядных станций. И в какой-то момент производители зарядных станций были вынуждены внедрить эти протоколы в свои решения.
Универсальные стандарты задействованы пока не везде, их продолжают внедрять, и они продолжают меняться, так как рынок еще достаточно сырой, и не все стабилизировалось.
— А как рождаются стандарты? Это противодействие на уровне компаний или важнее вклад отраслевых организаций, которые ищут компромисс?
— OCPP — это открытый стандарт, его создавал комитет из представителей разных компаний в Нидерландах. В этом open source-проекте приняли участие не только производители станций и разработчики софта, но также институты.
— А что, если посмотреть на эту тему с точки зрения умного города: зарядки — это ведь только часть подсистемы такого города. Что думаешь про наше будущее, можно ли согласовать всю эту инфраструктуру?
— Я не верю в один общий стандарт. Есть определенные стандарты, которые решают определенные задачи. Например, есть стандарт OpenADR, который позволяет удаленно управлять электроэнергией подключенных электроустройств — он балансирует всплески потребления электроэнергии, и зарядки в него отлично вписываются. Он является частью умного города, но решает конкретную задачу. И таких специализированных стандартов будет достаточно много.
— А как вообще можно подключиться к подобным проектам по разработке инфраструктуры для электротранспорта?
Сложно предвидеть, что будет с этой индустрией через 5 лет. Сейчас можно экспериментировать с разными типами клиентов: работать с банками, с городами, с компаниями со своим парком электромобилей. Если сфокусироваться на решениях проблем клиентов, то ты автоматически будешь двигать индустрию в правильном направлении. А в сборе требований работает стандартная схема: продукт-менеджеры общаются с клиентами, записывают их проблемы, а потом вместе с инженерной командой приоритезируют и выбирают те, решение которых даст максимальный эффект не только в деньгах, но также в новых клиентах и партнерах.
За рамками нашего общения остался самый интересный вопрос для читателей Хабра: а как обстоят дела с инфраструктурой зарядок в России? Об этом мы и поговорим завтра на митапе. Свои вопросы на тему электротранспорта и силовой электроники можно оставлять прямо в комментариях. Мы адресуем их спикерам в прямом эфире, который будет открыт для всех зарегистрированных участников.
А пока поделимся обнадеживающим прогнозом, который несколько дней назад опубликовала британская консалтинговая фирма IDTechEx: в течение следующего десятилетия рынок электрокаров вырастет на 25% и продолжит рост во всех регионах мира в течение 20 лет как минимум. Так что для тех, кто хочет войти в эту отрасль сейчас — и правда лучшее время.
Электрозарядная станция
Аккумуляторы можно заряжать только электричеством постоянного тока (DC), в то время как большая часть электроэнергии поступает из электросети в виде переменного тока (AC).
- электрические проводники,
- соответствующее оборудование в корпусе,
- программное обеспечение (ПО) и протоколы связи, которые эффективно и безопасно доставляют энергию в транспортное средство.
Корпус
Корпус может иметь несколько форм, от настенных креплений до наземных колонок.
Часто в корпусе находится главное реле, которое включает или выключает питание автомобиля, модуль управления, который управляет реле, и блок питания.
В некоторых сложных случаях они также могут иметь интерфейс.
Технология работы
- подключение правильное,
- автомобиль готов к зарядке,
- ЭЗС — в рабочем состоянии.
- ЭЗС переменного тока (AC);
- ЭЗС постоянного тока (DC).
На ЭЗС переменного тока питание от сети подается на БЗУ, которое в свою очередь вырабатывает постоянный ток для зарядки аккумулятора.
Зарядные устройства постоянного тока облегчают зарядку большей мощности (для которой требуются гораздо более мощные преобразователи переменного тока в постоянный).
Имея встроенный преобразователь в ЭЗС вместо транспортного средства, позволяют избежать ограничений по размеру и весу.
Затем ЭЗС подает питание постоянным током непосредственно на автомобиль, минуя бортовой преобразователь.
Большинство электромобилей могут принимать как переменный, так и постоянный ток.
Кроме того, зарядные станции имеют разъемы, соответствующие различным международным стандартам.
Источник: Wikipedia
ЭЗС постоянного тока обычно оснащены несколькими разъемами для зарядки широкого спектра транспортных средств, использующих конкурирующие стандарты.
Общественные ЭЗС обычно находятся на улице, в торговых центрах, госучреждениях и других местах парковки.
Как работают электрозаправочные станции
Аккумуляторы можно заряжать только электричеством постоянного тока (DC), в то время как большая часть электроэнергии поступает из электросети в виде переменного тока (AC).
- электрические проводники,
- соответствующее оборудование в корпусе,
- программное обеспечение (ПО) и протоколы связи, которые эффективно и безопасно доставляют энергию в транспортное средство.
Корпус
Корпус может иметь несколько форм, от настенных креплений до наземных колонок.
Часто в корпусе находится главное реле, которое включает или выключает питание автомобиля, модуль управления, который управляет реле, и блок питания.
В некоторых сложных случаях они также могут иметь интерфейс.
Технология работы
- подключение правильное,
- автомобиль готов к зарядке,
- ЭЗС — в рабочем состоянии.
- ЭЗС переменного тока (AC);
- ЭЗС постоянного тока (DC).
На ЭЗС переменного тока питание от сети подается на БЗУ, которое в свою очередь вырабатывает постоянный ток для зарядки аккумулятора.
Зарядные устройства постоянного тока облегчают зарядку большей мощности (для которой требуются гораздо более мощные преобразователи переменного тока в постоянный).
Имея встроенный преобразователь в ЭЗС вместо транспортного средства, позволяют избежать ограничений по размеру и весу.
Затем ЭЗС подает питание постоянным током непосредственно на автомобиль, минуя бортовой преобразователь.
Большинство электромобилей могут принимать как переменный, так и постоянный ток.
Кроме того, зарядные станции имеют разъемы, соответствующие различным международным стандартам.
Зарядные устройства для электромобилей: типы, скорость зарядки
Электромобиль в наши дни перестал быть фантастикой и превратился в реальное, ставшее привычным транспортное средство. Такой вид автомобиля весьма экономичен, ведь его не нужно заправлять дорогим бензином или дизельным топливом, которые к тому же загрязняют атмосферу. Однако батарею электромобиля необходимо заряжать, и именно об этом и пойдет речь далее. Мы узнаем все о том, что такое зарядное устройство электромобиля, какие бывают его виды, от чего зависит время зарядки и многое другое.
Устройство электрокара
Электромобиль имеет довольно простое по сравнению с машинами с двигателем внутреннего сгорания (ДВС) устройство. Это объясняется тем, что электромотор гораздо проще, чем ДВС, и не требует регулярного обслуживания. А так как электропривод практически не имеет трущихся частей (кроме подшипников качения на валу), его КПД достигает 90-95%. При этом уровень КПД бензинового ДВС едва достигает 35%, а дизельного – 45%.
Если же говорить об электрокаре в целом, то он не имеет значительных отличий от обычных машин с ДВС. В основном разница – только в двигателе. И так как электромотор работает на электричестве, ему нужна емкая и мощная батарея вместо бака для жидкого топлива в обычных авто. В остальном же машины практически не имеют существенный различий. В электрокаре та же система подвески, кузов и так далее.
Многие электромобили построены на базе бензиновых машин. Это означает, что производитель просто устанавливает электромотор и батарею в обычный автомобиль вместо ДВС
Конечно, существует множество других тонкостей и незначительных конструктивных отличий.
Что такое зарядное устройство электромобиля
Электромобиль имеет, по сути, такую же батарею, как, например, ноутбук или мобильный телефон. Разница только в объеме и мощности. Это означает, что и для зарядки используется такое же зарядное устройство, как для любого другого гаджета. Разница только в мощности и силе зарядного тока. А также в том, что ЗУ для электрокаров имеют большие размеры, поэтому в карман или в рюкзак их не положишь. Также производители электрокаров используют свои уникальные разъемы. Но об этом мы поговорим ниже.
Зарядка (ЗУ) для электромобиля – это устройство, которое преобразует переменный ток высокого напряжения (220 вольт в однофазной цепи или 380 вольт в трехфазной) в постоянный ток с напряжением, соответствующим напряжению батареи машины. Такие ЗУ могут быть разного типа:
- стационарные – настенные шкафы, стойки и так далее;
- портативные устройства – можно возить с собой в багажнике электрокара.
Неважно, как выглядит или какого типа зарядка, в любом случае это всего лишь устройство, которое преобразует один вид электроэнергии в другой, соответствующий техническим параметрам электрокара.
Если говорить о визуальном представлении, то это некий гаджет, который подключается к источнику питания посредством обыкновенной бытовой розетки или к специальному разъему (в зависимости от того, как вы заряжаете свой автомобиль). С другой стороны устройство имеет соответствующий разъем для подключения к электромобилю. Так выглядит портативная зарядка.
Стационарные устройства подключаются в сети электропитания посредством однофазной или трехфазной цепи. Здесь важно знать, что трехфазная цепь дает больше мощности, а это означает, что увеличивается и скорость зарядки батареи. По сути, это стационарная станция, которую можно установить в гараже. Такие же станции установлены и на электрозаправочных станциях и на стоянках для электрокаров.
Станция всегда подключена к электрической сети. А для подключения к машине имеется соответствующий шнур (электрокабель), на конце которого находится разъем для подключения к электромобилю.
В самом электромобиле также имеется встроенное оборудование, необходимое для зарядки батареи. Если проследить цепь от разъема для подключения ЗУ до батареи (внутри электромобиля), то наиболее важным компонентом здесь является контроллер силы тока и уровня заряда батареи.
Контроллер пропускает определенную максимальную силу тока и автоматически отключает подачу электроэнергии к батарее при достижении 100% уровня заряда. Также контроллер регулирует уровень заряда между секциями батареи, чтобы каждый элемент АКБ имел одинаковый уровень заряда, не перегревался, не закипал и не вышел из строя.
От чего зависит скорость зарядки АКБ
Скорость зарядки любой батареи, в том числе и электромобиля, зависит прежде всего от силы тока. Чем выше сила тока, тем выше скорость. Но здесь важно понимать, что быстрая зарядка значительно сокращает срок службы батареи. Поэтому производители стараются найти определенный баланс, создавая такие ЗУ, которые наносят минимальный вред АКБ и при этом способны заряжать батареи достаточно быстро.
Если говорить об обычных батареях, то они заряжаются током небольшой силы (в бытовых условиях максимум 2-3 ампера). И обычной бытовой розетки более чем достаточно для таких целей.
Но в электромобилях батарея довольно большая и мощная. Поэтому для ее зарядки требуется больше мощности. Сила тока в этом случае может достигать 60-80 ампер (при зарядке от станции постоянного тока сила тока достигает 250 Ампер). И такой силы тока обычная бытовая розетка выдать не способна. Поэтому скорость зарядки от бытовой розетки будет медленной.
Для полного заряда батареи от сети в 220 вольт может потребоваться до 24 часов. Но обычно большинство электрокаров заряжаются от бытовой розетки около 16 часов.
Чтобы ускорить зарядку, нужно повысить напряжение. А сделать это можно только при помощи трехфазной цепи питания. Но к этому вопросу мы вернемся ниже.
Существует максимальный показатель силы тока. Если превысить его, то это может привести не только к потере емкости батареи, но и к полному выходу из строя АКБ, а также к ее взрыву
Также на скорость влияет и емкость самой батареи. Соответственно, чем больше емкость АКБ, тем больше времени потребуется для ее заполнения.
Методы зарядки и типы ЗУ для электромобилей
Как уже было сказано выше, существуют разные зарядки для электромобилей. Отличия между ними заключаются не только в портативности, но и в различных схемах питания. А некоторые зарядки вообще работают без проводов.
Итак, существуют следующие типы ЗУ для электрокаров:
- от бытовой розетки в 220 вольт;
- от сети с напряжением 380 вольт. Может иметь два типа:
- однофазная цепь;
- трехфазная цепь;
Последний вариант не самый эффективный, поэтому зарядка от солнечной батареи применяется некоторыми производителями электромобилей лишь для незначительного увеличения запаса хода.
Дело в том, что для эффективной зарядки АКБ электрокара солнечная панель должна иметь очень большие размеры и внушительный вес (даже с учетом современных технологий). Но автомобиль имеет некоторые ограничения по размерам. И так как батареи как правило размещают на крыше авто, то таких размеров достаточно лишь для незначительной подзарядки.
Конечно, возможность полностью зарядить электромобиль при помощи солнечной панели имеется. Для этого вам потребуется оставить машину под прямыми солнечными лучами на несколько дней.
Остальные типы ЗУ более эффективны, но также имеют определенные различия между собой. Поэтому давайте разберем их подробнее.
Зарядка от бытовой розетки 220 вольт
Зарядка электромобиля от розетки 220 В осуществляется посредством подключения портативного зарядного устройства, которое подсоединяется к сети электропитания посредством обычной вилки. Такое ЗУ прилагается в комплекте с автомобилем, имеет относительно небольшие габариты и вес, благодаря чему его всегда можно возить с собой в багажнике авто.
Это самый старый и универсальный способ зарядки электромобиля, так как обычную бытовую розетку можно найти практически где угодно. Но при этом скорость зарядки является самой медленной, так как бытовая сеть с напряжением 220 вольт не способна выдать большую силу тока, необходимую для быстрого заполнения током батареи.
Но есть и положительный момент. Такой метод является щадящим для батареи, так как ёмкость АКБ в этом случае будет сохраняться максимально длительный срок.
Зарядка от бензогенератора
Зарядка электромобиля от бензогенератора схожа по своему принципу на зарядку от бытовой розетки. Дело в том, что бензиновый генератор вырабатывает тот же переменный ток, напряжение которого зависит от диодного моста и конечной схемы преобразования тока.
В России и странах СНГ бензогенераторы вырабатывают 220 вольт, как и в бытовой розетке. Но мощность в том случае зависит уже от типа генератора. Как правило, такие устройства значительно уступают бытовым электросетям, так как бензогенератор имеет определенные ограничения.
Наибольшим распространением пользуются генераторы мощностью от 600 Вт до 2 кВт. Для сравнения, бытовая розетка может выдать максимальную мощность около 4 кВт
Конечно, существуют и более мощные бензиновые генераторы, однако они встречаются довольно редко, да и стоимость их весьма высока. В любом случае зарядить электромобиль таким способом вполне возможно, но скорость зарядки будет напрямую зависеть от мощности генератора. В этом случае применяются все те же портативные ЗУ.
Зарядка от сети с напряжением 380 Вольт (одно- или трехфазная цепь)
Зарядка электромобиля от 380 В способна значительно сократить время. При помощи повышения напряжения увеличивается и мощность сети, а также сила тока. Но важно понимать, что портативные ЗУ не рассчитаны на такое напряжение. Поэтому потребуется устанавливать стационарное зарядное устройство, которое будет подключено к сети с напряжением 380 вольт. При этом подключение можно выполнить двумя типами:
- однофазная схема;
- трехфазная схема.
Второй вариант способен обеспечить большей мощностью и ускорить процедуру полной зарядки АКБ. Разница между этими схемами заключается лишь в том, что однофазная цепь питания использует только одну фазу (линию) с напряжением 380 вольт. Во втором же случае используется три линии, подключенные параллельно. При этом напряжение остается неизменным, но мощность сети возрастает втрое. Следовательно, значительно возрастает и максимальная сила тока.
Подобные зарядные установки уже имеют свои коннекторы для подключения к электромобилю. При этом для разных стран используются различные стандарты:
- В США и странах Азии используется тип разъема J Максимальная мощность, передаваемая таким коннектором, ограничена 7,4 кВт. Данный разъем имеет пять контактов.
- Mennekes – применяется в европейских странах, в том числе в России и странах СНГ. Имеет семь контактов. Максимальная передаваемая мощность может достигать 43 кВт при условии трехфазной цепи питания или 7,4 кВт в условиях однофазной цепи. Максимальная сила тока не должна превышать 63 Ампера, а напряжение – не более 400 вольт.
Для организации такой зарядной станции вам потребуется разрешение от городских властей и городских электросетей.
Быстрая зарядка постоянным током
Зарядка электрокара постоянным током – это самый мощный и быстрый способ, так как такая схема питания позволяет достичь наибольшей силы тока. Максимальное значение может колебаться в пределах 125 ампер. Для подключения к такой станции используется коннектор типа CHAdeMO.
Подобные станции устанавливаются на специализированных зарядных станциях и стоянках. Максимальное напряжение не должно превышать 500 вольт, а мощность – 62 кВт. Существуют комбинированные зарядные станции и соответствующими коннекторами (CCS combo 2).
Такой тип ЗУ способен выдать самые высокие показатели:
- мощность 0 до 100 кВт;
- сила тока – до 200 ампер;
- напряжение – до 500 вольт.
При всех своих достоинствах, при зарядке электромобиля данным способом срок службы батареи значительно снижается. Поэтому использовать его стоит только в крайних случаях, когда время не терпит, а батарея автомобиля разряжена.
Беспроводная зарядка
Некоторые производители электромобилей занимаются разработками беспроводных зарядных станций. Их работа заключается в том, чтобы специальная платформа генерировала мощное электромагнитное поле. Автомобиль также оснащается специальным устройством (катушкой), которое способно преобразовывать магнитное поле в электроэнергию. В этом случае автомобилю достаточно просто заехать на соответствующую платформу и стоять на ней до полной зарядки АКБ.
На данный момент существуют беспроводные ЗУ, которые способны выдавать максимум 20 кВт, что довольно много для такого типа. Однако разработчики на этом не останавливаются, и уже ведутся работы над созданием беспроводной зарядной станции с мощностью до 50 кВт.
Главное преимущество данного типа ЗУ заключается в его универсальности: вам не нужны провода и разъемы для подключения к автомобилю.
Наиболее распространенные способы зарядки
Наибольшим распространением в наше время в европейских странах, в том числе в России и странах СНГ, пользуются зарядки от бытовых розеток, так как именно этим способом можно зарядить свой электрокар в гаражных условиях.
Если же говорить об электрозаправочных станциях, то в этом случае чаще используются цепи трехфазного питания. Также трехфазные зарядки можно устанавливать и в гаражах, получив предварительно разрешение от городских электросетей.
Зарядные станции с постоянным током встречаются довольно редко, в основном в США и странах Азии, а также некоторых европейских государствах. Устанавливать их в гараже нет смысла, так как они портят батарею. И если вы оставляете машину на ночь в гараже, то лучше зарядить батарею от обычной розетки или установить ЗУ с трехфазным питанием.
Стоимость зарядных устройств
В наше время можно купить практически любую зарядку для электромобиля, как портативную, так и стационарную. Стоимость будет зависеть от производителя и мощность устройства. А выбор осуществляется по типу разъема и способу подключения (трехфазная или однофазная цепь).
Зарядную станцию мощностью в 22 кВт при подключении к трехфазной цепи в Москве можно приобрести по стоимости около 257 000 рублей. Быстрая зарядная станция прямого тока стоит около 2 500 000 рублей. Сумма может значительно варьироваться в зависимости от производителя и мощности устройства
Многие энтузиасты собирают зарядки самостоятельно, а также переделывают ЗУ, увеличивая их мощность и, следовательно, эффективность. Но переделка зарядки требует соответствующих знаний в радиоэлектронике.
Как часто придется заряжать электрокар
Как уже говорилось выше, оборудование для зарядки электромобилей влияет только на скорость зарядки батареи. Но ответ на вопрос, как часто придется заряжать автомобиль, зависит только от манеры езды и ежедневного пробега. Кроме этого, многое зависит от самой батареи и оптимизаций, которые указываются в технических характеристиках.
Также немаловажным является и запас хода авто. Ведь некоторые автомобили могут проезжать на одном заряде не больше 100 км, другие – свыше 500 км. Поэтому однозначного ответа просто нет. Одни электрокары нужно заряжать несколько раз в день (в зависимости от пробега и манеры езды), другие смогут ездить несколько дней.
Где и как можно зарядить электрический автомобиль
В наше время сети электрозаправочных станций активно развиваются, постоянно устанавливаются новые точки, специализированные стоянки для электрокаров и так далее.
На данный момент многие АЗС уже оборудованы специальными ЗУ для электромобилей. Кроме этого, при наличии портативной зарядки вы сможете зарядить свой автомобиль в любом месте, где есть доступ к бытовой розетке. Многие придорожные кафе и гостиницы разрешают подключить электромобиль для зарядки, естественно, за отдельную плату.
Подведем итоги
Учитывая темпы развития электромобилей, можно сделать вывод, что это перспективный вид транспорта. А постоянно развивающиеся сети электрозаправок в скором времени позволят без ограничений ездить не только в пределах города, но и на загородных трассах. Более того, благодаря наличию портативных ЗУ уже сегодня можно сделать остановку на ночь и зарядить батарею в придорожной гостинице.
Зарядные станции для электромобилей: принцип работы и особенности
С ростом популярности электрокаров появилась необходимость массового развития электрозаправок и производства зарядных станций для электромобилей. Чтобы лучше понимать устройство батареи и электродвигателя, нужно разобраться, как работает зарядка для электромобилей.
Принцип работы аккумулятора
Батарея — это несколько электродов, которые пропитываются электролитом для облегчения прохождения тока. Энергия аккумулируется (накапливается) во время зарядки.
Ток образуется при взаимодействии заряженных ионов лития с кристаллической решеткой кобальта, кремния или иного вещества. Поскольку в электрической сети действует переменный ток, а для работы электромобиля требуется постоянный, происходит преобразование.
Чтобы восполнить энергию батареи электрокара, потребуется:
- зарядное устройство;
- возможность подключения аккумулятора к электрической сети.
Чтобы упростить поиск подходящей электрозаправки, нужно обзавестись набором переходников, позволяющих подключиться к разным типам розеток. Адаптеры чаще всего идут в комплекте при покупке электрического автомобиля.
Большинство электрокаров оснащены разъемом Mennekes, который позволяет работать с кабелями 1 и 3 фаз, а также переменным или постоянным током. Более подробно читай тут https://www.autoenterprise.com.ua/zarjadnie_ystrojstva/domashnyaya-zaryadnaya-stanciya-type-1-sae-j1772/
Процедура подзарядки
- Один разъем зарядника подключается к аккумулятору электромобиля.
- Другой конец подсоединяется к 3-фазной розетке. Если используется другая разновидность розетки, необходимо применять переходники.
- Требуется учитывать минимальное и максимальное время зарядки, ограниченное показателями в паспорте транспортного средства.
Внешне устройство напоминает зарядник для ноутбука, только в несколько раз больше. Стандартно производители выпускают продукцию мощностью 3 кВт. О начале и завершении процесса происходит уведомление специальными сигнальными лампочками.
Время зарядки электромобиля зависит от мощности устройства и особенностей батареи. Быстрее всего заряжать на специальных заправках — в среднем процедура занимает от 1 до 4 часов. От обычной домашней розетки полный заряд потребует 6-9 часов.
Другие факторы, влияющие на скорость:
- способ зарядки;
- напряжение;
- объем аккумулятора;
- сила тока.
Развитая инфраструктура позволяет заправляться на специальных станциях, которых насчитывается несколько штук в каждом крупном городе. Однако в сравнении со странами Америки, Европы и Восточной Азии, количество электрозаправок по-прежнему остается довольно низким.
Температура, которая используется при работе устройства, должна соответствовать показателям, описанным в техническом паспорте транспортного средства. Тип подключения должен быть совместимым с параметрами используемой электросети.
Сколько стоит заправить электромобиль
В среднем на одну зарядку уходит около 8-15 кВт электроэнергии. При использовании домашней розетки цена будет зависеть от установленного тарифа ЖКХ. Если счетчик учитывает использование энергии в дневное и ночное время, то ночью заряжать получится дешевле, поскольку тарифы разные.
При интенсивном использовании автомобиля потребуется минимум 4 зарядки электрокара в неделю.
Чаще всего для электромобилей используется разъем Mennekes, который рассчитан на подключение к 3-фазной розетке. Для однофазной применяется тип SAE J1772. Большинство специализированных станций для зарядки электромобилей поддерживают способ соединения CHAdeMO (Yazaki).
Процедура зарядки состоит из двух основных этапов:
- Быстрая зарядка, в ходе которой заполняется 80% аккумулятора. Длительность составляет не более 1 часа.
- Полная зарядка рассчитана на восполнение остальных 20% энергии. Скорость очень медленная, занимает до 8 часов.
Где зарядить электромобиль, каждый водитель решает самостоятельно. Если в городе мало специализированных зарядных станций, то оптимально производить зарядку в доме или гараже. Лучше подсоединять электромобиль к розетке на ночь, чтобы на протяжении дня батарея была полной. Плюсом такого способа является простота и отсутствие зависимости от наличия электрозаправок.
Компания AutoEnterprise активно развивает сеть специализированных пунктов для подзарядки электромобилей в Украине https://www.autoenterprise.com.ua/zapravki_autoenterprise/ . Для владельцев электрокаров, купивших машины в «АвтоЭнтерпрайз», действуют льготные условия на использование специализированных фирменных зарядных станций в Киеве, Харькове и других городах.
Для держателей зарядных станций других фирм действует возможность бесплатной замены зарядника другого бренда на продукцию AutoEnterprise. Чтобы пользоваться льготными условиями, в автомобиль клиента внедряется специальный чип, который будет автоматически распознаваться системой при подключении зарядного устройства к станции.
Установка чипа доступна в любом сервисном центре компании на территории Украины. На сайте компании любой желающий может оформить подключение к программе, а также ознакомиться с расположением зарядных пунктов с помощью интерактивной карты .
Компания «АвтоЭнтерпрайз» работает на рынке электромобилей в Украине с 2014 года. За это время было продано более 1000 электрокаров. Фирма активно занимается развитием сети электрозаправок по всей стране. Предоставляется сервисное обслуживание электромобилей различных марок.
Наши специалисты всегда готовы помочь выбрать оптимальный вариант, организовать тест-драйв выбранного авто или продемонстрировать работу зарядной станции. Чтобы получить бесплатную консультацию, звоните по телефону +38 (097)535 77 77 или обращайтесь в офисы компании в Киеве и Харькове.
Типы зарядок электромобилей
Электромобиль обладает такой же батареей, как и сотовый телефон или ноутбук. Различаются эти батареи лишь в мощности и объеме. Поэтому вполне понятно, что для ее подзарядки применяется такая же зарядка, что и для любого иного гаджета, различия заключаются только в мощности, размере зарядки и силе тока. Также отметим, что производители электромобилей применяют свои уникальные разъемы.
Понятие зарядного устройства для электромобиля
Зарядное устройство для электрокара является устройством, преобразующим переменный ток высокого напряжения в постоянный. Оно может быть различного типа:
- стационарными (например, стойки, шкафы настенные и другое);
- портативными (есть возможность с собой возить, в багажнике).
Выглядит портативная зарядка как обычный гаджет, подключающийся к источнику питания при помощи обычной бытовой розетки либо к специальному разъему. С иной стороны такое устройство наделено соответствующим разъемом для подключения к электрокару. Стационарные устройства имеют подключение к электросети за счет однофазной или трехфазной цепи, причем трехфазная выдает наибольшую мощность, благодаря чему увеличивается срок зарядки. По своей сути, это стационарная станция, которую есть возможность поставить в гараже. Эти же станции можно встретить на электрозаправочной станции https://toka.energy/, а также на стоянках, предназначенных для электромобилей.
Такая стационарная станция имеет всегда подключение к электросети. Чтобы подключиться к автомобилю, есть специальный шнур, иначе электрокабель, а на его конце имеется разъем для подключения к электрокару.
Типы зарядных устройств для электрокара
Бывают различные зарядки для электрокаров. Различаются они в портативности и в разных схемах питания. Хотя есть такие зарядные устройства, которые могут работать без проводов.
Типы зарядок для электромобилей, которые вы должны знать:
- от обыкновенной розетки в 220 Вт;
- от сети, имеющей напряжение в 380 Вт. Причем имеет два типа: однофазная цепь, трехфазная цепь;
- беспроводная;
- с постоянным током;
- от бензогенератора;
- от солнечной батареи.
Если говорить о солнечной батарее, то данный вариант не считается самым эффективным, потому такая зарядка используется производителями только для небольшого увеличения запаса хода.
Самые распространенные способы зарядки
Самыми распространенными сейчас являются зарядки от обыкновенных розеток, потому как зачастую только этим способом есть возможность зарядить свой электромобиль у себя в гараже. Что же касается электрозаправочных станций, то наибольшее распространение получили трехфазные цепи.
Если брать во внимание темпы развития электрокаров, то можно с уверенностью сказать, что это довольно перспективный транспорт. Благодаря регулярно растущему количеству электрозаправок уже довольно скоро владельцы автокаров смогут позволить ездить без ограничений даже на загородных трассах, а за счет существования портативных зарядных устройств уже сейчас есть возможность остановиться на ночь и подзарядить батарею, оставшись на ночлег в гостинице.
Похожие публикации:
- Как закрепить кабель вдоль плинтуса
- Где купить кабель для телевизора
- Какой способ соединения источников позволяет увеличить напряжение
- Что такое телефонная розетка
Виды зарядных станций для электромобилей
Зарядная станция — это физический объект с одной или несколькими точками зарядки, использующий общий интерфейс идентификации пользователя. Все физические интерфейсы “человек-машина” расположены на зарядной станции.
Некоторые зарядные станции оснащены считывателем RFID , кнопками, дисплеями, светодиодами и т.п. Другие станции — «Подключи и заряжай» (Plug & Charge), без кнопок, дисплея и т.п. В таких случаях транспортное средство идентифицируется автоматически.2. Как устроена зарядка для электромобиля
- Электромобили приводятся в движение крошечными заряженными частицами, называемыми электронами.
- Эти электроны попадают внутрь электромобиля либо через быстрые зарядные устройства постоянного тока (DC), либо через зарядные устройства переменного тока (AC).
По своей сути, зарядное устройство для электромобилей получает электрический ток либо из розетки на 240 В, либо из сети, к которой оно подключено, и доставляет это электричество в электрокар.
Виды электричества
Зарядные станции могут работать между двумя типами электричества: постоянным током и переменным током.
- Постоянный ток (DC)
В постоянном токе электроны движутся в одном направлении. - Переменный ток (AC)
В переменном токе поток электронов меняется.
Электросеть подает переменный ток, но аккумулятор электромобиля нуждается в постоянном токе. Преобразование переменного тока в постоянный может осуществляться в автомобиле или в пункте зарядки.
Зарядка переменным током
Преобразование переменного тока в постоянный происходит в автомобиле. Мощность преобразователя AC-DC в автомобиле определяет, сколько зарядных мощностей зарядной станции может быть использовано. Зарядка переменным током обычно сопровождается более низкой скоростью зарядки (однако возможна и быстрая 22 кВт).
Зарядка постоянным током
Преобразование переменного тока из сети в постоянный происходит вне автомобиля, а напрямую в зарядной станции. Постоянный ток позволяет зарядной станции заряжать аккумулятор с высокой мощностью (> 22 кВт). Зарядная станция имеет прямой контакт с аккумулятором автомобиля.
3. 1-фазная и 3-фазная зарядка электромобилей: основные различия
Что происходит во время зарядки? Электричество поступает из электросети через зарядное устройство электромобиля в ваш электромобиль. И здесь мы подходим к главному различию между фазами.
-
1-фазная зарядка: мощность течет по одному проводнику (проводу). Максимальная мощность зарядки — 7,4 кВт (в некоторых странах однофазная зарядка разрешена или возможна только при меньшей мощности зарядки).
Как видите, главное отличие — скорость. Когда дело доходит до максимальной мощности зарядки, лучшим выбором являются трехфазные зарядные устройства. Потенциально они могут заряжать ваш электромобиль в несколько раз быстрее, чем однофазные зарядные устройства, что делает их идеальными для тех, кому необходимо как можно быстрее вернуться в дорогу.
Электромобили с однофазным и трехфазным бортовым зарядным устройством
Каждый электромобиль имеет заранее определенное количество фаз для зарядки, как и каждая зарядная станция переменного тока.
- Примеры электромобилей с однофазным бортовым зарядным устройством: Opel Corsa-e (в базовой комплектации), Mazda MX-30.
- Примеры электромобилей с трехфазным бортовым зарядным устройством: Audi e-tron, Renault Zoe, Tesla Model X, BMW i3.
Некоторые электромобили, представленные на рынке, в том числе VW e-Golf и Škoda Enyaq iV 50, можно заряжать через 2 фазы. Если вы хотите получить от них максимальную мощность зарядки, вам понадобится трехфазное зарядное устройство. Двухфазных зарядных устройств просто не существует.
Разберемся какие разъемы поддерживают 1-ф или 3-ф зарядку
- Зарядные кабелиType1: подходят только для однофазной зарядки.
- При выборе кабеляType 2: нужно быть осторожным. Вы можете либо прочитать, сколько фаз он поддерживает, либо взглянуть на его вилку (тот конец, который вставляется в автомобильную розетку). Если он поддерживает три фазы, все его 7 штыревых отверстий имеют одинаковое заполнение. Если доступна только одна фаза, два нижних контакта выглядят пустыми.
Помимо поддержки трехфазной зарядки, трехфазный кабель также можно использовать для однофазной зарядки.
4. Режимы зарядки
Понятие ‘режим’ относится к способу зарядки (емкость, связь, безопасность). Различают четыре режима зарядки:
MODE 1
Зарядка в режиме 1 осуществляется с помощью зарядного кабеля (технически называемого «Оборудование питания электромобилей» или EVSE) от розетки 230 вольт к автомобилю. Этот зарядный кабель представляет собой прямое соединение медных проводников. Звучит сложно, но это похоже на то, как подключены все остальные устройства в вашем доме: телевизор, стиральная машина, тостер и т. д. Для полной зарядки аккумулятора при этом типе зарядки требуется больше всего времени (около 40-60 часов).
Зарядка в режиме 1 не рекомендуется , поскольку она может привести к повреждению вашего автомобиля при возникновении каких-либо проблем с удлинителем или адаптером. Проблема безопасности заключается в том, что из-за перенапряжения и перегрузки может возникнуть потенциальная опасность возгорания.
MODE 2
Зарядка с фиксированным ограничителем тока. Зарядка происходит через обычную розетку 230 вольт или через домашнюю зарядную станцию. Кабель, поставляемый в комплекте с новым электроавтомобилем, обычно имеет коробку со встроенным ограничителем тока (ICCB). На практике максимальная мощность зарядки составляет не более 7,4 кВт (1-фазный, 32A) или 22 кВт (3-фазный, 32A).
MODE 3
Режим 3 обеспечивает «контролируемую» зарядку, обмен данными происходит между автомобилем и зарядным устройством, и только когда автомобиль и зарядная станция определяют подходящий ток зарядки, на розетку подается напряжение.
- Зарядная станция или электромобиль оснащены инвертором, который преобразует переменный ток в постоянный.
- Зарядная станция с режимом mode 3 может подавать гораздо больший ток и обеспечивать 1-фазное питание мощностью от 3,6 кВт (230 В/16 А) до 3-фазного мощностью 11кВт (400 B/16 A), 22 кВт (400 В/32 А), а иногда даже 44 кВт (64 А).
Для зарядки в режиме Mode 3 в домашних условиях необходимо адаптированное подключение с помощью трех фазной сети ( трех фазных проводов и одного нулевого). В режимах 1, 2 и 3 зарядка происходит через преобразователь в автомобиле или зарядном устройстве (переменный ток от зарядной станции к постоянному току в автомобильном аккумуляторе), и процесс зарядки контролируется автомобилем.
MODE 4
Режим 4 включает в себя: зарядку постоянным током. Кабель неразрывно связан с точкой зарядки. Зарядная станция подключается непосредственно к аккумулятору электрокара.
- Зарядка в режиме 4 для большинства электрических или подключаемых гибридных автомобилей может быть произведена за полчаса до 80%.
- Вместо использования преобразователя в автомобиле, зарядные устройства сами оснащены преобразователем, который напрямую снабжает автомобиль постоянным током.
- Мощность поставляемой зарядки варьируется в основном от 50 кВт до 175 кВт
5. Типы разъемов для зарядки электромобилей
Разъем — это физический интерфейс между зарядной станцией и электромобилем, через который подается электрическая энергия:
Обычно количество точек зарядки и количество разъемов равны, но не всегда.
Например, существуют зарядные станции, состоящие из 2 точек зарядки и 3 разъемов. В этом случае можно использовать не более 2 разъемов, одновременно можно заряжать не более 2 транспортных средств (одно от сети переменного тока, другое от сети постоянного тока).Типы разъемов
В разных марках автомобилей используются разные типы разъемов (розетка, вилка, вход).
Type 1 / Yazaki (SAE J1772, IEC 62196-1)
- Это стандартный японский разъем для зарядки электромобилей переменным током (также принят в странах Северной Америке и ЕС).
- Он позволяет заряжать ваш автомобиль со скоростью до 7,4 кВт, в зависимости от мощности зарядки вашего автомобиля и возможностей электросети.
- Может использоваться для зарядки таких моделей электромобилей, как Opel Ampera, Nissan Leaf, Nissan E-NV200, Mitsubishi Outlander, Mitsubishi iMiev, Peugeot iON, Citröen C-Zero, Renault Kangoo ZE, Ford Focus electric, Toyota Prius Plug in и KIA SOUL.
Тип выходного тока AC AC (переменный ток) Вход питания 120 Вольт или 208/240 вольт (только однофазный) Максимальный выходной ток 16 Ампер (120 Вольт) 80 Ампер (208/240 Вольт) Максимальная выходная мощность 1,92 кВт (120 Вольт) 19,2 кВт (208/240 Вольт) Уровень зарядки электромобилей mode1, mode 2 Основные страны США, Канада, Япония Type 2 / Mennekes (IEC 62196-2)
- Этот тип разъема определен Комиссией Европейского союза в качестве стандарта для обычной зарядки электромобилей.
- Разъем является трехфазным, поскольку имеет три дополнительных провода для пропускания тока. Естественно, они позволяют быстрее заряжать ваш автомобиль.
- В домашних условиях максимальная мощность зарядки составляет 22 кВт, в то время как на общественных зарядных станциях мощность зарядки может достигать 43 кВт.
- Его можно использовать для зарядки таких моделей электромобилей, как Opel, BMW i3, i8, BYD E 6, Renault Zoe , Volvo V 60 plug — in hybrid , VW Golf plug — in hybrid , VW E — up , Audi A 3 E — tron , Mercedes S 500 plug — in , Porsche Panamera и Renault Kangoo ZE
Тип выходного тока AC (переменный ток) Вход питания 230 Вольт (однофазный) или 400 вольт (трехфазный) Максимальный выходной ток 32 Ампера (230 Вольт) 32 Ампера (400 вольт) Максимальная выходная мощность 7,6 кВт (230 Вольт) 22 кВт (400 Вольт) Уровень зарядки mode 2 Основные страны Европа, Великобритания, Ближний Восток, Африка, Австралия Type 4 / CHAdeMO
- Эта система быстрой зарядки была разработана в Японии и обеспечивает очень высокую мощность до 100 кВт, а также поддерживает двунаправленную зарядку.
- Разъем работает исключительно от постоянного тока.
- Его можно использовать для зарядки таких моделей электромобилей, как Nissan Leaf , Nissan E — NV 200, Mitsubishi Outlander , Mitsubishii Miev , Peugeot iON , Citroen C — Zero и KIA SOUL .
Тип выходного тока DC (постоянный ток) Вход питания 400 вольт (трехфазный) Максимальный выходной ток 400 Ампер Максимальная выходная мощность 400 кВт Уровень зарядки mode 3 Основные страны Япония Combined Charging System (CCS Combo 1 и CCS Combo 2)
- CCS, или комбинированная система зарядки, представляет собой прекрасное решение для быстрой зарядки постоянным током.
- Эти два разъема являются продолжениями разъемов IEC 62196 Type 1 и Type 2 с двумя дополнительными контактами постоянного тока (DC), для обеспечения быстрой зарядки.
- В случае зарядки постоянным током эти два нижних контакта участвуют в самой зарядке, а из верхней части используются только контакт связи и провод заземления, который служит точкой отсчета для систем защиты.
- Эти разъемы могут выдерживать мощность до 350 кВт. В настоящее время это самый популярный тип разъема постоянного тока.
CCS несовместимы с зарядными станциями CHAdeMO и GB/T, поскольку они используют разные протоколы связи, поэтому необходимы специальные адаптеры.
Тип разъема CSS1 CSS2 Тип выходного тока DC (постоянный ток) DC (постоянный ток) Вход питания 480 вольт (трехфазный) 480 вольт (трехфазный) Максимальный выходной ток 500 Ампер 500 Ампер Максимальная выходная мощность 360 кВт 360 кВт Максимальное выходное напряжение 1000 Вольт постоянного тока 1000 Вольт постоянного тока Уровень зарядки mode 3 mode 3 Основные страны США, Канада, Южная Корея Европа, Великобритания, Ближний Восток, Африка, Австралия GB/T
- В Китае используются только два типа разъемов для зарядных станций. Оба имеют название GB/T, называемые национальными стандартами Guobiao, один предназначен для зарядки от сети переменного тока, а другой — для зарядки от постоянного тока.
- Разъем GB/TRACK может выдавать выходную мощность до 7,4 кВт при однофазном вводе. Он напоминает внешний вид Mennekes, используемой в Европе. Однако конфигурация кабелей внутри разъема отличается, поэтому они несовместимы.
- Разъем постоянного тока GB/T может выдавать выходную мощность до 237,5 кВт и является единственным протоколом быстрой зарядки постоянным током, используемым в настоящее время в Китае.
GB/T и CHAdeMO сотрудничают в разработке следующего поколения разъемов EV выходной мощностью 900 кВт.
AC GB/T
DC GB/T
Тип разъема GB/T (AC) GB/T (DC) Тип выходного тока AC (переменный ток) DC (постоянный ток) Вход питания 250 Вольт (трехфазный) 440 Вольт Максимальный выходной ток 32 Ампер 250 Ампер Максимальная выходная мощность 7,4 кВт 237,5 кВт Уровень зарядки mode 2 mode 3 Основные страны Китай Китай Tesla
В Северной Америке Telsa использует свой фирменный NACS (Североамериканский стандарт зарядки), ранее названный “Tesla SuperCharger”, как для зарядки переменным, так и постоянным током. Разъем NCAS может выдавать мощность до 250 кВт и совместим только с Tesla.
Однако недавно они сделали разъем для зарядки электромобилей доступным для других производителей электромобилей. Tesla можно заряжать с помощью различных разъемов за пределами Северной Америки. Как уже упоминалось, в Европе и большей части мира в Telsa 3 и Y используется разъем CCS Type 2. В моделях S и X используются модифицированные вилка и розетка Type 2 с зазубринами вверху и по центру для предотвращения установки в розетки, отличные от Tesla.
Тип выходного тока AC (переменный ток) / DC (постоянный ток) Вход питания Однофазный / трехфазный Максимальный выходной ток 48 A (переменный ток) 400 А (постоянный ток) Максимальная выходная мощность 250 кВт Уровень зарядки mode 2, mode 3 Основные страны США, Канада Все зарядные разъемы имеют встроенные функции безопасности для защиты от перегрузки по току, замыканий на землю, перенапряжения и высоких температур. Эти функции безопасности защищают автомобиль и зарядную станцию, предотвращая опасность поражения электрическим током. При использовании зарядной станции для электромобилей очень важно убедиться, что вы соблюдаете все правила техники безопасности и используете правильный разъем для зарядки вашего автомобиля.
6. Сколько времени требуется электромобилю для зарядки?
- При использовании станции быстрой зарядки (зарядка уровня 3) . Среднее время, необходимое для зарядки электромобиля среднего размера, составляет от 17 до 52 минут.
- При использовании домашней зарядной станции (зарядка уровня 2) . Среднее время, необходимое для зарядки электромобиля среднего размера, составляет от 1 часа 45 минут до 6 часов .
- При зарядке автомобиля без зарядной станции с использованием обычной розетки дома (уровень 1) . Среднее время зарядки автомобиля среднего размера составит около 19 часов
Что влияет на время зарядки электромобиля?
- Размер батареи
Точно так же, как размер топливного бака бензинового автомобиля, размер аккумулятора определяет, сколько энергии может хранить автомобиль. Измеряется в киловатт-часах (кВтч), которые являются электрическим эквивалентом литра: чем больше аккумулятор, тем дольше он будет заряжаться. - У ровеньзаряда (пустой или полный)
Подобно счетчику топлива в автомобиле, состояние заряда (SoC) показывает, сколько энергии ваш электромобиль может использовать между «полным» и «пустым» состоянием. Проще говоря, это процент заряда аккумулятора электромобиля относительно его емкости в данный момент времени.
Из-за особенностей химического состава батарей, батарея с низким SoC сможет выдерживать гораздо более высокую выходную мощность, чем батарея с высоким SoC. Зарядка будет постепенно замедляться по мере того, как аккумулятор электромобиля приближается к полному заряду. Вот почему зарядка электромобиля с 20 до 80 процентов происходит намного быстрее, чем с 80 до 100 процентов. - Зарядная мощность электромобиля
Хотя батареи большего размера означают, что они могут хранить больше энергии, это не всегда означает более быстрое время зарядки, поскольку некоторые автомобили могут потреблять больше энергии, чем другие. Например, Tesla Model 3 имеет мощность быстрой зарядки 250 кВт, в то время как меньший Peugeot e-208 поддерживает только быструю зарядку 50 кВт — большая разница во времени зарядки.
Пример: Электромобиль Peugeot e-208 на зарядной станции мощностью 240 кВт означает, что он может заряжаться максимум на 50 кВт, поскольку это все, что ему нужно.
Зарядка Tesla Model 3 на той же зарядной станции мощностью 240 кВт означает, что она будет заряжаться максимум на 240 кВт (хотя автомобиль может потреблять 250 кВт), поскольку это максимальная выходная мощность зарядной станции. - Погодные условия
Условия окружающей среды и особенно температура играют жизненно важную роль в том, насколько быстро вы сможете зарядить электромобиль. Батареи работают наиболее эффективно при температуре 20–25°C.
Если температура становится слишком низкой или слишком высокой, зарядка может занять немного больше времени, особенно при использовании станции быстрой зарядки. Это связано с тем, что система управления аккумулятором автомобиля (BMS) снижает мощность, чтобы защитить аккумулятор при повышении или понижении температуры.
7. Время зарядки электромобилей
Уровень зарядки электромобиля
Выходная мощность
Маленький электромобиль
(батарея 40 кВтч)Средний электромобиль
(батарея 65 кВтч)Большой электромобиль
(батарея 90 кВтч)