Правила вибору зарядних станцій для електромобіля
Сучасний світ входить у нову віху використання енергії зокрема автомобільна промисловість переживає трансформацію на більш екологічний та ефективний вид енергії (електрика) і ті, хто готовий дотримуватися цієї тенденції ставить питання як підібрати зарядну станцію для свого електромобіля, цьому і буде присвячена стаття.
У Норвегії було проведено дослідження щодо розподілу зарядних сесій. Дослідження показало, що 80% зарядок відбувається вдома на постійній основі, решта 20% заряджає електроавто на роботі, у місцях вільного доступу з відповідним обладнанням, платних зарядних станціях. З цієї статистики видно, що встановлення домашньої станції зручніше і більш затребуване.
Види зарядних станцій
- Станції, що заряджають електромобіль змінним струмом (АС). Даний вид станцій призначений для використання: будинки, багатоквартирного будинку, на роботі, магазини/дозвілля.
- Станції заряджають електромобіль постійним струмом (DC). Даний вид станцій призначений для використання: на заправці, аеропорт/вокзал, магазини/дозвілля.
Принцип роботи станцій
В основі зарядки електромобіля лежить зв'язка з 4 основних компонентів, що беруть участь у зарядці електромобіля.
- Електродвигун – транспортний засіб, що має один і більше електродвигунів.
- Акумулятори – вони постачають електродвигун/и енергією для їх роботи.
- Зарядний пристрій – зарядний пристрій в автомобілі, який інвертує змінний струм, що надходить від зовнішньої зарядної станції в постійний струм, який подається для заряджання акумуляторів.
- Роз'єм для зарядки – виробник оснащує транспортний засіб одним або двома роз'ємами для зарядки від станції змінного струму (АС) та постійного струму (DC).
Режими заряджання електромобілів
Електромобіль можна заряджати чотирма видами подачі енергії, розглянемо які відмінності між цими режимами зарядки.
Режим №1
Цей режим найпростіший і водночас найнебезпечніший, у деяких країнах заборонено на законодавчому рівні до використання. Він передбачає пряме підключення кабелю до неспеціалізованої розетки 220В без пристрою контролю заряду електромобіля. При такій зарядці є ризик перегріву кабелю, нестабільної подачі струму у разі перепадів напруги, короткого замикання мережі. Зважаючи на те, що живлення йде від звичайної розетки, контакти якої розраховані на пропускний струм 16Ам (3,5 кВт), то у разі заряду електромобіля з ємністю акумулятора 30 – 35 кВт*год. зарядка триватиме близько 10 – 12 годин, що не зовсім зручно.
Режим №2
Даний режим передбачає підключення так само з неспеціалізованої розетки (220В 3,5 кВт) кабелю для подачі живлення, АЛЕ вже з використанням пристрою контролю живлення. На інвертор електромобіля такий тип підключення прийнятний, але все ж таки не забезпечує максимального захисту джерела живлення (розетки).
Режим №3
Цей режим є оптимальним для зарядки електромобіля, оскільки передбачає використання повноцінної зарядної станції зі спеціалізованим гніздом для підключення кабелю або з вбудованим кабелем, прикріпленим до зарядної станції, з вбудованим контролем заряду. Така станція бере живлення не з розетки, а з окремої лінії живлення, завдяки чому струм заряду електромобіля значно вищий за режими заряду 1 і 2 описаних вище.
Таке рішення є стаціонарним, станція монтується на стіну або на колону, звідки здійснюється подача енергії на транспортний засіб. Вихідний струм станції може становити від 7,2 до 43 кВт залежно від підключення, від 1-фазної мережі чи 3-фазної мережі. Таким струмом електромобіль може повністю зарядитися від 30 хвилин до 4 годин залежно від ємності акумулятора та пропускної спроможності інвертора в авто.
Режим №4
Цей режим застосовується у зарядних станцій, що заряджають постійним струмом (DC), передбачає стаціонарне використання зі спеціалізованим приєднаним кабелем із вбудованим контролем заряду. У такому режимі станція подає постійний струм заряду на пряму в акумулятор електромобіля, минаючи інвертор, завдяки чому час повної зарядки скорочується до 30 хвилин струмом 50 кВт.
Типи роз'ємів у режимах заряду
Залежно від режиму заряду електромобіля, визначаються типи роз'ємів, що підключаються до зарядної станції – електромобіль. У цій зв'язці режим №1 відсутній.
Режим №2
У цьому режимі підключення здійснюється таким чином:
Як джерело живлення виступає звичайна силова розетка (домашня).
Як споживач (електромобіль/електроскутер) підключаються роз'єми двох видів тип 1 і тип 2.
Режим №3
У даному режимі підключення здійснюється наступним чином:
У якості джерела живлення виступає зарядна станція з розеткою тип 2, або приєднаним кабелем з роз'ємом тип 1 або 2. У якості споживача (електромобіль) підключаються роз'єми двох видів тип 1 і тип 2.
Режим №4
У цьому режимі підключення здійснюється таким чином:
У якості джерела живлення виступає зарядна станція з приєднаним кабелем типів: тип 2, CHAdeMO, Combo 2.
Час зарядки найпопулярніших електромобілів у світі.
- Час вказано орієнтовний і не може бути критерієм прийняття рішення.
- Час заряду наведено для конкретних модифікацій і може змінюватись в залежності від температури батареї, стану електричної мережі та інших факторів..
- Тип роз'єму може змінюватися в залежності від конкретної версії та ринку для якого випущено авто.
Захисні пристрої та додаткове обладнання до зарядної станції
За регламентом під час встановлення зарядної станції додатково потрібно встановити засоби захисту такі як: автоматичний вимикач (для захисту від теплових перевантажень короткого замикання) та ПЗВ (пристрій захисного відключення) для захисту людини від ураження електричним струмом. Дані пристрої захисту слід розмістити в електророзподільному щиті або корпусі зарядної станції, якщо місце під них передбачено конструктивно.
Вимоги до автоматичного вимикача
У 1-фазній мережі автоматичний вимикач повинен бути на 1 номінал більше по струму, ніж зарядна станція з кривою відключення «С».
Приклад. Якщо зарядна станція 1-фазна на 3,7 кВт (16 Ампер), тоді автоматичний вимикач має бути на 20 Ампер із кривою відключення «С».
Приклад. Якщо зарядна станція 3-фазна 11 кВт (16 Ампер), тоді автоматичний вимикач має бути 3-ф на 20 Ампер із кривою відключення «С».
Вимоги до ПЗВ
Пристрій захисного відключення має бути на 1 номіналу більше ніж автоматичний вимикач зі струмом витоку 30 мА та типом спрацювання по струму витоку «В».
Приклад. Якщо зарядна станція 1-фазна на 3,7 кВт (16 Ампер), то автоматичний вимикач повинен бути 1-ф на 20 Ампер з кривою відключення «С», а ПЗВ на 25 Ампер зі струмом витоку 30 мА та типом спрацювання по струму витоку «В».
Приклад. Якщо зарядна станція 3-фазна на 11 кВт (16 Ампер), то автоматичний вимикач повинен бути 3-ф на 20 Ампер з кривою відключення «С», а ПЗВ на 25 Ампер зі струмом витоку 30 мА і типом спрацювання по струму витоку «В».
Додатково
В залежності від моделі та виробника в зарядних станціях можуть бути передбачені такі функції:
- Управління станціями через програмований логічний контролер (ПЛК) та мережевими компонентами, GPRS-модемом тощо, застосовується в групових структурах підключення станцій, наприклад, підземний паркінг, на який виділяється певна потужність кВт енергії, але кількість станцій, що підключаються сумарною потужністю більше ніж виділено (ПЛК), буде розподіляти рівномірно потужність між усіма станціями так, щоб не перевищувати виділений ліміт. Весь обсяг даних по всіх станціях надходять на центральний комп'ютер, де відображається статус кожної станції, а також метрики споживання, місцезнаходження, стан напруги тощо..
- Можливість обмеження потужності.
- Можливість доступу до зарядки по карті-ключ радіочастотної ідентифікації.
- Можливість блокування пристрою за допомогою ключа.
