Как выглядит зарядка для электромобиля

На Токе заряженный портал

Типы зарядок для электромобилей — На токе

Типы зарядок для электромобилей

В наши дни уже трудно кого-то удивить электрическим средством передвижения, даже несмотря на то, что многим обывателям эти «игрушки» просто не по карману. Как и автомобили с ДВС, электрокары также нуждаются в заправке, только не горючим, а электроэнергией. Если с первыми всё просто — АЗС можно встретить на каждом шагу, то с новомодными электромобилями дела обстоят гораздо сложнее. Для них существует несколько разновидностей зарядных устройств, каждое из которых имеет свои преимущества и недостатки. В теме я хочу углубиться в подробности касающиеся зарядки электрической автотехники, так как многие владельцы электрокаров имеют на самом деле очень смутные представления о всех этих системах.

Содержание:

Что представляет собой зарядное устройство для электрокара?

От чего зависит скорость зарядки аккумулятора?

Методы зарядки АКБ и типы зарядных устройств для электрокаров.

Самые популярные способы зарядки.

Сколько стоят зарядные устройства?

Где можно заряжать электромобиль?

Что представляет собой зарядное устройство для электрокара?

В принципе, в распоряжении электромобиля такой же накопитель, как и у ноутбука или мобильного устройства. Отличаются они только объёмом и показателем мощности. Для зарядки автомобильной аккумуляторной батареи, применяется такое же зарядное устройство, как и для любого другого девайса, только имеет место разница между некоторыми характеристиками: мощностью, силой зарядного тока, а также габаритами, поэтому ясное дело, автомобильную зарядку в карман не положишь. Кроме того, разработчики электромобилей используют свои уникальные разъёмы.

Зарядное устройство для электрокара — это приспособление, отвечающее за преобразование переменного тока высокого напряжения (220-380 V) в постоянный ток с напряжением соответствующим напряжению аккумуляторной батареи электрического автомобиля. Эти зарядные системы могут быть как стационарными, так и портативными. К первой разновидности относятся настенные шкафы, стойки и т. д., а вот портативные можно возить с собой в багажном отделении электромашины.

Если говорить простыми словами, то портативный девайс подключается к традиционной бытовой розетке либо к спецразъёму, в зависимости от того, каким именно способом владелец решил подзарядить свой экологически чистый транспорт. На другом же конце, находится соответствующий разъём для подсоединения к машине.

Не имеет значения, какого типа зарядное устройство и как оно выглядит, его суть всё равно неизменна: преобразование одного вида электричества в другой, в тот, который подходит электромобилю.

Ниже на изображении, приведено портативное зарядное устройство:

Стационарное оборудование подключается к электросети с помощью 1-фазной либо 3-фазной цепи. Здесь нужно учитывать то обстоятельство, что трёхфазная цепь предлагает больше мощности, а это в свою очередь повышает скорость зарядки аккумулятора. Такая стационарная станция устанавливается, как правило, в гараже, но её также можно обнаружить на электрозаправках и парковках для электромобилей. Зарядная система всегда подсоединена к электроцепи, а для того, чтобы подключится к самому автомобилю, нужно применить ответствующий кабель, подключённый в свою очередь к станции.

Вот так это всё выглядит:

В самом транспортном средстве также имеет место специальное оборудование, предназначенное для зарядки накопителя. Если делать акцент на цепи находящейся между разъёмом для подсоединения зарядного устройства и аккумуляторной батареей, та самую важную роль в ней играет контроллер силы тока и уровня заряда АКБ. Данный элемент пропускает определённую максимальную силу тока и когда батарея будет заряжена на 100%, он автоматически прекратит подачу напряжения на накопитель. Кроме того, контроллер отвечает за регулировку уровня заряда между секциями аккумулятора и таким образом, достигается одинаковый уровень заряда каждого элемента АКБ, нейтрализуется перегрев, закипание, а также выход из строя аккумуляторной батареи.

От чего зависит скорость зарядки аккумулятора?

Скорость зарядки любого аккумулятора, зависит в первую очередь от силы тока: чем она больше, тем быстрее вы зарядите свой накопитель. Однако реально — это палка о двух концах: с одной стороны, наблюдается выигрыш во времени, с другой, в значительной степени сокращается срок эксплуатации АКБ. В связи с этим недоразумением, производители разрабатывают такие зарядники, которые при относительно скоротечном заряде накопителя, будут наносить ему минимальный урон, то есть, разработчики пытаются найти золотую середину.

Что касается не электрокаровских батарей, то их подзарядка осуществляется невысокой силой тока: в бытовой розетке присутствуют максимум 2-3 A, поэтому её более чем достаточно для таких манёвров. Совсем по-другому обстоят дела с накопителем предназначенным для эксплуатации на электромобиле: он относительно крупный и мощный, поэтому для его зарядки и мощности больше потребуется. В этом случае Амперы могут достигать показателя в 60-80 единиц, а при подзарядке от станции постоянного тока, его сила достигает совсем устрашающей величины — 250 A.

Естественно, бытовая розетка и близко не располагает такими возможностями, поэтому процесс зарядки от неё растягивается на долгие часы: на зарядку от 220-вольтовой розетки, в некоторых случаях могут уйти целые сутки. Однако это скорее исключение чем правило: процесс зарядки большинства машин на электрической тяге, не занимает более 16 часов. Нужно также понимать, что на скорость заправки влияет и ёмкость батареи: чем она больше, тем больше и времени уйдёт на её наполнение.

Предостережение!

При «заправке» электрокара очень важно помнить, что у него есть максимально допустимое значение силы тока, которое нельзя превышать не при каких обстоятельствах. Почему это так критично? Дело в том, что подобный экстрим может повлечь за собой не только снижение ёмкости накопителя, но и полностью вывести его из рабочих кондиций, а что самое опасное — аккумулятор может просто взорваться!

Методы зарядки АКБ и типы зарядных устройств для электрокаров

Как и говорилось выше, производители выпускают разные зарядные устройства для электротранспорта. Разнятся они между собой не только портативностью, но и различными схемами питания. А есть и такие зарядные приспособления, которые вообще обходятся без проводов!

1. Зарядка от бытовой розетки на 220 V

О таком способе подзарядки я писал в этой теме, поэтому излагать всё в подробностях здесь, не имеет смысла. Скажу только то, что времени такая процедура занимает очень много, но зато и батарея от неё остаётся более «здоровой». Единственное что понадобится для этого действа, это специальный кабель с предохранителем, который прилагается к электромобилю по умолчанию.

2. Зарядка от электросети с напряжением 380 V (одно- или трёхфазная цепь)

Если вам выпала честь запитаться от 380-вольтовой розетки, то можете смело рассчитывать на более короткое время зарядки по сравнению с 220-вольтовым источником питания. Однако нужно знать и тот момент, что портативные зарядники не предназначены для таких величин напряжения. Здесь уже понадобится установка стационарного зарядного устройства, которое будет подсоединено к электросети на 380 V. Подключить такое оборудование можно как по 1-фазной, так и по 3-фазной схеме.

Последняя вариация предлагает более солидную мощность и ускоренный режим полной «заправки» накопителя. Принципиальная разница между однофазной и трёхфазной схемой в том, что в первой применяется только одна фаза (линия) с напряжением 380 V, а во второй системе присутствуют три линии, подключенные параллельно. При этом напряжение держится на неизменном уровне, но мощность сети увеличивается в три раза. Естественно, также существенно увеличивается и максимальная сила тока.

Такие зарядные девайсы оснащены своими коннекторами для подключения к электромашине, однако для разных стран, применяются разные стандарты:

В Штатах и азиатских странах установлены разъёмы J-типа. Это приспособление имеет в своём распоряжении пять контактов, а максимальная мощность, которую может передать такой контроллер — не более 7,4 кВт.

В странах Европы, в том числе и России и странах СНГ, в ходу Mennekes, конструкция которого включает в себя семь контактов. Если подключение осуществлено к 3-фазной цепи питания, то максимальное значение передаваемой мощности может достигать 43 кВт, а в случае с 1-фазной цепью, ограничение опускается до цифры 7,4 кВт. В любом случае, предельная сила тока не должна превышать отметку в 63 A, а напряжение — цифру в 400 V.

Для того, чтобы организовать подобный зарядный комплекс, вам нужно будет получить разрешение от властей города и вдобавок, от городских электросетей.

3. Зарядка от бензинового генератора

Процесс зарядки электромобиля посредством генератора работающего на горючем, по своему принципу схож с зарядкой от обычной розетки. Бензиновая генераторная установка, выдаёт тот же переменный ток, напряжение которого имеет зависимость от диодного моста и конечной схемы преобразования тока. В РФ и странах СНГ, бензиновое оборудование выдаёт напряжение в 220 V, собственно, как и у бытовой розетке, а вот мощность зависит от типа генератора. Данное оборудование, как правило, в значительной степени проигрывает бытовой электросети, по той причине, что генераторы имеют некоторые ограничения.

Самую большую популярность обрели электрогенераторы обладающие мощностью от 600 Вт до 2 кВт, но бытовая розетка перед такими гаджетами всё равно остаётся в выигрыше, так как она способна обеспечить максимальную мощность в почти 4 кВт. Конечно, на рынке можно найти и более мощные модели работающие на бензине, но это больше экзотика, да и цена на них непомерно высока. Как бы там не было, подзаряжать электрокар таким способом вполне допустимо, а время зарядки будет зависеть от мощности генератора. В этой ситуации используются всё те же портативные зарядные устройства.

4. Ускоренная зарядка постоянным током

Зарядка электрического транспортного средства постоянным током, является самой быстрой и мощной методикой, а способствует этому достижение наибольшего значения силы тока, которое может доходить до 125 A. Подключение к такой станции происходит с помощью коннектора типа CHAdeMO. Их можно обнаружить на электрозаправках и парковках. Максимальное напряжение не должно выходить за пределы 500 V, а мощность, не должна превышать 62 кВт.

Также, имеют место комбинированные зарядные станции с соответствующими коннекторами (CCS combo 2):

Этот тип зарядного устройства предлагает самые совершенные показатели:

мощность — до 100 кВт;

сила тока — до 200 A;

напряжение — до 500 V.

Думаете в сказку попали с таким оборудованием? Как бы не так! Такие «великолепные» показатели также превосходно убивают ваш драгоценный накопитель, значительно сокращая срок его службы. Поэтому использовать такие достижения цивилизации рекомендуется только в исключительных случаях, когда времени нет, а аккумулятор разряжен в ноль.

5. Беспроводная зарядка

Некоторые производители пошли ещё дальше и решили предложить общественности зарядные станции работающие без проводов. Их принцип работы заключается в следующем: специальная платформа генерирует мощное электромагнитное поле, а электромобиль в свою очередь оборудуется специальным элементом, преобразующим это магнитное поле в электричество. Машина должна будет просто заехать на нужную платформу и находится на ней до полной зарядки батареи.

На данный момент разработчики уже создали беспроводные зарядные устройства, способные производить максимум 20 кВт, что является весьма высоким показателем как для конструкции подобной направленности. Но инженеры не захотели останавливаться на таких цифрах и в их планах создание беспроводной зарядной станции мощностью до 50 кВт.

Основное преимущество такого изобретения заключается в том, что владельцу электрокара не придётся беспокоиться о всяких там кабелях и разъёмах — комплекс является универсальным.

6. Зарядка от солнечной батареи

Данный вариант не является полноценным, поэтому некоторые производители используют его лишь в качестве дополнения, предназначенного для небольшого увеличения пробега электромобиля. Тут вся проблема в том, что для качественного процесса зарядки батареи, солнечная панель должна иметь весьма большую площадь и естественно, мало при этом она весить не будет, даже при учёте современных, супер совершенных технологий. Машина понятное дело ограничена в размерах и из-за скромной площади крыши, которая, как правило, и оборудуется солнечными панелями, возможностей будет хватать только для едва заметной прибавки заряда АКБ.

В принципе, полностью зарядить аккумулятор электрокара с помощью солнечной батареи можно, вот только для этого, ваше средство передвижения придётся оставить под прямыми солнечными лучами на несколько дней. Конечно, если машина эксплуатируется редко, то это можно считать вполне приемлемым вариантом, который должен избавить владельца от лишних кВт на счётчике электроэнергии.

Самые популярные способы зарядки

На данный момент, ввиду того, что электромобили ещё не получили такого глобального распространения как машины с ДВС и соответствующая инфраструктура во многих странах не развита должным образом (особенно это касается России и СНГ), самым распространённым способом зарядки АКБ, стало использование традиционной бытовой розетки.

Что касается электрозаправочных станций, то для них чаще всего используются цепи 3-фазного питания. Такие зарядники можно приспосабливать и в гаражах, получив для этого соответствующее разрешение от городских электросетей.

Зарядные устройства выдающие постоянный ток встречаются довольно редко, их можно заметить в Америке и азиатских странах. Попадаются они и в некоторых европейских государствах. Устанавливать такие устройства в своём собственном гараже просто бессмысленно, потому, что они сокращают срок службы вашей батареи. Вы всё равно будете оставлять своё авто в гараже на ночь, так почему бы не заряжать его от обыкновенной розетки, продлевая тем самым жизнь дорогостоящему накопителю. Также не плохим решением будет установка зарядного устройства с трёхфазным питанием.

Сколько стоят зарядные устройства?

Сегодня каждый желающий может приобрести практически любое зарядное приспособление для своего электрокара. Сама же себестоимость девайса зависит от бренда и мощности, а критерии выбора таковы: тип разъёма и способ подключения (1-фазная либо 3-фазная цепь).

Зарядку мощностью 22 кВт для подключения к трёхфазной цепи, можно приобрести в Москве за 257 тыс. руб. Быстрая зарядная установка прямого тока, обойдётся владельцу и без того не дешёвого электрокара в 2,5 млн. руб. Данные цены являются приблизительными и могут варьироваться в зависимости от фирмы и мощности гаджета.

Где можно заряжать электромобиль?

Сегодня электрозаправками уже оборудовано не малое количество АЗС, а при наличии портативного зарядного устройства, у вас появляется возможность подзаряжать своё экологически чистое транспортное средство практически в любом месте, где имеется доступ к обычной розетке. Многие гостиницы и придорожные кафе позволяют заряжать машину, но только за отдельную плату.

Заключение

Ну что же, разнообразие видов зарядки не может не вселять уверенность в обладателей электрокаров. Однако при этом, всегда нужно учитывать очень важный момент: чем более мощные методы зарядки вы будете применять, тем меньший срок отработает ваш накопительный элемент!

Источник

Топ типов зарядных устройств и разъемов для электромобиля

Задумывались ли вы над тем, почему современные электромобили стоят дороже аналогичного по характеристиками бензинового автомобиля? Любая новая технология в начале массового производства стоит дороже схожей по показателям, но настроенной на выпуск в больших количествах. Массовость выпуска комплектующих снижает себестоимость товара. Следующий фактор — унификация. Большинство современных автомобилей используют запчасти совместимые с большинством автомобилей. Уже никого не удивляет одинаковый формат свечей зажигания или строение камер сгорания двигателя, размерность колес или ширина горловины топливного бака. Технологии прошли ряд испытаний на живучесть в суровой конкурентной борьбе и проверку временем.

Как в свое время автомобили на углеводородах эволюционировали в современный традиционный вид транспорта, так и электромобили сейчас проходят жесткий этап естественного отбора. Производители, с оглядкой друг на друга, пытаются создать наиболее эффективную технологию использования электричества для приведения все тех же четырех колес в движение. Уникальная технология — штучный товар с претензией на лидерство.

Не стал исключением и такой важный аксессуар современного электромобиля, как зарядное устройство. При покупке электромобиля, покупателю необходимо знать, с каким типом устройства ему придется иметь дело, где его можно подключить и как правильно использовать.

Чтобы разобраться во множестве современных зарядок и принципах их работы мы подготовили обзор современных зарядных устройств.

Типы зарядных станций

Любое зарядное устройство призвано наполнять батарею электромобиля постоянным током. Большинство зарядных устройств преобразовывают переменный ток сети в постоянный. Но существуют специальные станции, которые за считанные минуты передают постоянный ток станции напрямую в батарею, без преобразователя. Процесс зарядки может занимать разное время в зависимости от мощности устройства и его пропускной способности. На время подзарядки также влияют сила тока, емкость батареи и напряжение в сети.

Современные электрокары заряжаются в среднем за 2-3 часа от специальной зарядной станции или за 8-10 часов от сети переменного тока от стационарной розетки.

Стандарты зарядок в Европе и США

На сегодня существует несколько стандартов зарядных станций. Наибольшую распространенность в мире получили европейские и американские зарядные типы.

В США принято использовать три разновидности зарядок в зависимости от уровня мощности :

Level 1

Такие устройства заряжают электромобили от сети переменного тока силой до 16А и напряжением 120 В при подключении к обычной бытовой розетке. Поскольку они способны обеспечивать не более 3 кВт мощности, время для заполнения батареи может занимать 8-12 часов.

В настоящее время такой тип зарядок уже не выпускается. Адаптер первого уровня идет в комплекте с электромобилем и представляет собой кабель с обычной вилкой на одном конце и специальным коннектором типа J1772 — на другом.

Level 2

Зарядные устройства этого типа вырабатывают 7 кВт мощности, при силе тока 30А и напряжении 240 Вольт. Для полного заряда батареи электромобиля требуется около 20-22 кВт.ч и примерно 4-6 часов часа времени. Однако, не все модели авто могут адекватно воспринять такую мощность.

Level 3

Для наполнения батареи до 80% от зарядки третьего самого мощного (50кВт) уровня требуется не более получаса, поскольку она способна выдавать напряжение от 300 до 600 В и силу тока 100 А. Наполнение такой батареи можно сравнить с наполнением стаканов водой из пожарного шланга: заполнив стаканы на 80% вам потребуется существенно снизить мощность потока, осторожно заполняя до краев оставшиеся 20%, для чего вам потребуется пять-восемь раз больше времени.

Европейская классификация зарядок подразделяется на режимы или modes.

Mode1

Соответствует американскому “Первому уровню” и способна отдавать 240 Вольт с силой тока 16 Ампер. Время зарядки длится 10-12 часов.

Mode 2

Mode 3

Более мощная (43 кВт) зарядка такого типа отдает трёхфазный переменный ток силой 63А. Устройства этого типа обеспечивают полный заряд батареи за 3-4 часа.

Mode 4

Быстрая зарядка этого типа использует постоянный ток мощностью 240 кВт с напряжением 600 В при силе до 400 А. Для заполнения 80% ёмкости аккумулятора обычного электрокара требуется не более получаса времени.

Чаще всего можно встретить зарядки 1 и 2 уровня. Некоторые PHEV-автомобили не поддерживают зарядку от устройства третьего и четвертого режима в связи с недостаточным объемом батареи, за исключением Mitsubishi Outlander PHEV, который способен поддерживать скоростные типы зарядных устройств.

Типы разъемов зарядных кабелей

Так же, как не существует единого стандарта для зарядных устройств, нет единого разъема для всех электромобилей. Будущему владельцу электромобиля следует знать несколько основных европейских и американских разъемов. В последнее время на многих европейских заправках появились разъемы для американских автомобилей и наоборот.

Читайте также: Как стать уверенным в электромобиле и перестать беспокоится о запасе хода?

Европейские разъемы для зарядных устройств

Mennekes

Разработчик электротехники компания Mennekes в 2013 году внедрила новый стандарт разъемов в Европе. Это тип соответствует зарядке Type 2 и считается самым распространённым в Европе. Он используется для однофазной сети мощностью до 7,4 кВт. или для трёхфазной с напряжением 380В с поддержкой мощности заряда до 43,5 кВт. Модифицированная в США версия этого разъема позволяет также заряжать автомобили Tesla с мощностью 120 кВт. Самыми распространенными автомобилями, использующими такой тип разъема являются:

CHAdeMО

Этот стандарт “быстрых” зарядных станций был принят в 2010 году после объединения автоконцернов Nissan, Mitsubishi, Subaru и Toyota в ассоциацию под названием CHAdeMO — CHArge de MOve (от фр. “заряжай для движения”). Автомобили, выпущенные до 2018 года могли подключаться к зарядным станциям постоянного тока мощностью 50-200 кВт для заполнения батареи на 80% за полчаса. После 2018 года ассоциация “апгрейдила” стандарт до версии CHAdeMO 2.0, позволяющей распоряжаться мощностью до 400 кВт. Аналогичный объем 80% доступен водителю всего за 10-15 минут.

Наиболее популярные электромобили этих брендов, использующих этот тип зарядки в Европе:

Американские разъемы для зарядных устройств

SAE J1772

Это тип разъема был создан в 2009 году американскими разработчиками из организации SAE, которые создали 5-точечный разъём стандарта J1772 для зарядки электромобилей от однофазной бытовой сети переменного тока 220В мощностью до 7,2 кВт. Вначале формат был широко распространен в США и Японии, однако после выпуска некоторых европейских моделей появился в Европе. После обновления до уровня SAE Combo 3 типа такие зарядные устройства могут заряжать электрокары током мощностью от 90 до 240 кВт при силе 450 и 600 А. Этот стандарт разъемов используют такие популярные электрокары и гибриды:

Audi A3 Sportback E-tron,

BMW i3,

BMW i8,

BMW X5e (F15),

Mercedes Benz S500e (W222)

Porsche Cayenne Hybrid

CCS Combo

Этот универсальный стандарт разъёмов для быстрой зарядки по праву можно считать глобальным и набирающим наибольшую популярность в мире, поскольку поддерживается крупными мировыми автоконцернами, создавшими сеть Ionity: VW Group, General Motors, BMW AG, Ford Motor Company, Daimler AG, Stellantis (Fiat Chrysler Group + PSA Peugeot Citroen Opel Group).

CCS Combo первого поколения поддерживает мощность до 80 кВт при силе тока до 400В, второго – до 350 кВт (до 1000 В). Преимущество этого типа разъема в том, что он позволяет заряжать аккумуляторы как от бытовой зарядки, так и с помощью внешнего высокоскоростного устройства. Наиболее распространенными автомобилями с таким разъемом являются:

Альтернативные способы зарядки электромобилей

Последние 4-5 лет производители разрабатывают беспроводные зарядные устройства. Инженеры развивают эту технологию одновременно в двух направлениях. Это стационарные зарядные боксы, которые можно размещать в гаражах или на парковке и динамические устройства, подзаряжающие автомобиль на ходу.

Беспроводные зарядки уже внедряются в транспортную инфраструктуру разных стран. В Лондоне эту технологию использует общественный транспорт, а в Сеуле устанавливают беспроводные зарядки мощностью 100 кВт на общественных парковках.

На сегодня такой тип зарядных устройств является самым дорогим и носит скорее характер экспериментального проекта.

Со временем с ростом количества электромобилей на дорогах будет расширена инфраструктура зарядных станций. Одновременно с появлением более емких батарей и более производительных электромоторов останется не более трех стандартов зарядок, каждый из которых будет выполнять отдельную функцию.

Тариф составляет от 0,73 до 0,84 грн за эквивалент 1 км пробега Nissan Leaf.

В зависимости от типа зарядной станции существуют такие показатели мощности:

Источник