Pojazdy elektryczne są już powszechne na naszych drogach, a na całym świecie budowana jest infrastruktura do ich ładowania, która ma im służyć. To odpowiednik prądu na stacji benzynowej, a wkrótce będą wszędzie.
Nasuwa się jednak ciekawe pytanie. Pompy powietrza po prostu wlewają ciecz do otworów i od dawna są w dużej mierze ujednolicone. W przypadku ładowarek pojazdów elektrycznych nie jest tak, więc przyjrzyjmy się obecnemu stanowi rzeczy.
Technologia pojazdów elektrycznych rozwija się dynamicznie od czasu, gdy stała się powszechna w ciągu ostatniej dekady. Ponieważ większość pojazdów elektrycznych ma nadal ograniczony zasięg, producenci samochodów na przestrzeni lat opracowali pojazdy z szybszym ładowaniem, aby poprawić ich praktyczność. Osiągnięto to dzięki ulepszeniom akumulatora, sprzętu sterującego i oprogramowania. Technologia ładowania rozwinęła się do tego stopnia, że najnowsze pojazdy elektryczne mogą obecnie przejechać setki mil zasięgu w zaledwie 20 minut.
Naładowanie pojazdu elektrycznego z taką prędkością wymaga jednak dużej ilości energii elektrycznej. W związku z tym producenci samochodów i grupy branżowe pracują nad opracowaniem nowych standardów ładowania, które pozwolą na jak najszybsze dostarczenie wysokiego prądu do najnowocześniejszych akumulatorów samochodowych.
Dla porównania, typowe gniazdko domowe w USA dostarcza 1,8 kW. Naładowanie nowoczesnego pojazdu elektrycznego z takiego gniazdka domowego zajmuje co najmniej 48 godzin.
Dla porównania, nowoczesne porty ładowania pojazdów elektrycznych mogą przenosić moc od 2 kW do 350 kW w niektórych przypadkach i wymagają stosowania wyspecjalizowanych złączy. Na przestrzeni lat pojawiły się różne standardy, ponieważ producenci samochodów starają się dostarczać pojazdom większą moc przy większych prędkościach. Przyjrzyjmy się najpopularniejszym obecnie wyborom.
Norma SAE J1772 została opublikowana w czerwcu 2001 r. i jest również znana jako wtyczka J. Złącze 5-pinowe obsługuje ładowanie jednofazowe prądem przemiennym o mocy 1,44 kW po podłączeniu do standardowego gniazdka elektrycznego w domu. Moc można zwiększyć do 19,2 kW po zainstalowaniu na szybkiej stacji ładowania pojazdów elektrycznych. Złącze to przesyła jednofazowy prąd przemienny dwoma przewodami, sygnały dwoma innymi przewodami, a piąty przewód pełni funkcję uziemienia ochronnego.
Po 2006 roku wtyczka J stała się obowiązkowa dla wszystkich pojazdów elektrycznych sprzedawanych w Kalifornii i szybko zyskała popularność w USA i Japonii, a także weszła na inne rynki światowe.
Złącze typu 2, znane również pod nazwą jego twórcy, niemieckiego producenta Mennekes, zostało zaproponowane po raz pierwszy w 2009 r. jako zamiennik unijnego złącza SAE J1772. Jego główną cechą jest 7-pinowa konstrukcja złącza, które może przesyłać prąd przemienny jednofazowy lub trójfazowy, umożliwiając ładowanie pojazdów o mocy do 43 kW. W praktyce wiele ładowarek typu 2 osiąga moc 22 kW lub mniejszą. Podobnie jak J1772, ma ono również dwa piny do sygnałów przed i po podłączeniu. Posiada także uziemienie ochronne, przewód neutralny i trzy przewodniki dla trzech faz prądu przemiennego.
W 2013 roku Unia Europejska wybrała wtyczki typu 2 jako nowy standard, który miał zastąpić J1772 oraz skromne złącza EV Plug Alliance typu 3A i 3C do ładowania prądem przemiennym. Od tego czasu złącze to jest powszechnie akceptowane na rynku europejskim i jest również dostępne w wielu pojazdach na rynkach międzynarodowych.
CCS to skrót od Combined Charging System i wykorzystuje złącze „combo”, aby umożliwić ładowanie zarówno prądem stałym, jak i przemiennym. Standard, który został wydany w październiku 2011 r., ma na celu ułatwienie wdrożenia szybkiego ładowania prądem stałym w nowych pojazdach. Można to osiągnąć, dodając parę przewodów prądu stałego do istniejącego złącza prądu przemiennego. Istnieją dwie główne formy CCS: złącze Combo 1 i złącze Combo 2.
Combo 1 jest wyposażone w złącze prądu przemiennego J1772 typu 1 oraz dwa duże przewody prądu stałego. Dzięki temu pojazd ze złączem CCS Combo 1 można podłączyć do ładowarki J1772 w celu ładowania prądem przemiennym lub do złącza Combo 1 w celu szybkiego ładowania prądem stałym. Taka konstrukcja nadaje się do pojazdów przeznaczonych na rynek amerykański, gdzie złącza J1772 stały się powszechne.
Złącza Combo 2 składają się ze złącza Mennekes połączonego z dwoma dużymi przewodami prądu stałego. Na rynku europejskim umożliwia to ładowanie samochodów z gniazdami Combo 2 za pomocą jednofazowego lub trójfazowego prądu przemiennego przez złącze typu 2 lub szybkiego ładowania prądem stałym po podłączeniu do złącza Combo 2.
Technologia CCS pozwala na ładowanie prądem przemiennym zgodnie ze standardem złącza J1772 lub Mennekes zintegrowanego z urządzeniem. Natomiast przy szybkim ładowaniu prądem stałym możliwe jest błyskawiczne ładowanie z mocą do 350 kW.
Warto zauważyć, że szybka ładowarka prądu stałego ze złączem Combo 2 eliminuje połączenie fazy prądu przemiennego i przewodu neutralnego w złączu, ponieważ nie są one potrzebne. Złącze Combo 1 pozostawia je na swoim miejscu, chociaż nie są używane. Oba rozwiązania wykorzystują te same piny sygnałowe, które są używane przez złącze prądu przemiennego do komunikacji między pojazdem a ładowarką.
Tesla, jako jedna z pionierskich firm na rynku pojazdów elektrycznych, postawiła sobie za cel zaprojektowanie własnych złączy ładowania, które spełnią potrzeby swoich pojazdów. Rozwiązanie to wprowadzono w ramach sieci Supercharger firmy Tesla, której celem jest zbudowanie sieci szybkiego ładowania obsługującej pojazdy firmy przy użyciu niewielkiej lub żadnej innej infrastruktury.
Podczas gdy w Europie firma wyposaża swoje pojazdy w złącza typu 2 lub CCS, w USA Tesla stosuje własny standard portu ładowania. Obsługuje on zarówno ładowanie prądem przemiennym jednofazowym, jak i trójfazowym, a także szybkie ładowanie prądem stałym na stacjach Tesla Supercharger.
Oryginalne stacje Supercharger firmy Tesla dostarczały do 150 kilowatów mocy na samochód, ale późniejsze modele o niższej mocy, przeznaczone do obszarów miejskich, miały niższy limit 72 kilowatów. Najnowsze ładowarki firmy mogą dostarczyć do odpowiednio wyposażonych pojazdów moc do 250 kW.
Norma GB/T 20234.3 została wydana przez Chińską Administrację Normalizacyjną i obejmuje złącza umożliwiające jednoczesne szybkie ładowanie jednofazowe prądem przemiennym i stałym. Jest ona mało znana poza wyjątkowym rynkiem pojazdów elektrycznych w Chinach, gdyż jest przystosowana do pracy przy napięciu do 1000 V prądu stałego i natężeniu 250 A oraz prędkości ładowania do 250 kilowatów.
Mało prawdopodobne jest, aby taki port znajdował się w pojeździe, który nie został wyprodukowany w Chinach, a zaprojektowany z myślą o rynku chińskim lub krajach, z którymi Chiny utrzymują bliskie stosunki handlowe.
Być może najciekawszą konstrukcją tego portu są piny A+ i A-. Są one przeznaczone do napięcia do 30 V i natężenia do 20 A. W normie są opisane jako „niskonapięciowe pomocnicze źródło zasilania dla pojazdów elektrycznych dostarczane przez ładowarki zewnętrzne”.
Z tłumaczenia nie wynika jasno, jaka jest ich dokładna funkcja, ale mogą one pomóc w uruchomieniu samochodu elektrycznego z całkowicie rozładowanym akumulatorem. Gdy akumulator trakcyjny pojazdu elektrycznego i akumulator 12 V są rozładowane, ładowanie pojazdu może być trudne, ponieważ elektronika samochodu nie może się obudzić i nawiązać komunikacji z ładowarką. Styczników nie można również zasilić w celu połączenia jednostki trakcyjnej z różnymi podsystemami samochodu. Te dwa piny są prawdopodobnie zaprojektowane tak, aby dostarczać wystarczającą ilość energii do uruchomienia podstawowej elektroniki samochodu i zasilania styczników, tak aby główny akumulator trakcyjny mógł zostać naładowany, nawet gdy pojazd jest całkowicie rozładowany. Jeśli wiesz więcej na ten temat, podziel się z nami swoją opinią w komentarzach.
CHAdeMO to standard złącza dla pojazdów elektrycznych, przeznaczony głównie do szybkiego ładowania. Dzięki unikalnemu złączu może dostarczyć moc do 62,5 kW. Jest to pierwszy standard opracowany z myślą o szybkim ładowaniu prądem stałym pojazdów elektrycznych (niezależnie od producenta). Posiada piny magistrali CAN umożliwiające komunikację między pojazdem a ładowarką.
Normę zaproponowano do stosowania na całym świecie w 2010 r. przy wsparciu japońskich producentów samochodów. Jednak norma przyjęła się dopiero w Japonii, podczas gdy w Europie obowiązuje typ 2, a w USA stosuje się J1772 i własne złącza Tesli. W pewnym momencie UE rozważała wymuszenie całkowitego wycofania ładowarek CHAdeMO, ale ostatecznie zdecydowała się wymagać, aby stacje ładowania miały „przynajmniej” złącza typu 2 lub Combo 2.
W maju 2018 r. ogłoszono aktualizację zapewniającą wsteczną kompatybilność, dzięki której ładowarki CHAdeMO będą mogły dostarczać moc do 400 kW, przewyższając nawet złącza CCS. Zwolennicy CHAdeMO uważają, że jego istotą jest jednolity globalny standard, a nie rozbieżność między standardami CCS obowiązującymi w USA i UE. Nie znalazł on jednak zbytu poza rynkiem japońskim.
Norma CHAdeMo 3.0 jest rozwijana od 2018 roku. Nazywa się ChaoJi i opiera się na nowym 7-pinowym złączu opracowanym we współpracy z Chińską Administracją Normalizacyjną. Ma ona na celu zwiększenie szybkości ładowania do 900 kW, pracę przy napięciu 1,5 kV i dostarczanie pełnych 600 amperów poprzez zastosowanie kabli chłodzonych cieczą.
Czytając te słowa, możesz pomyśleć, że niezależnie od tego, gdzie jeździsz swoim nowym pojazdem elektrycznym, istnieje cała masa różnych standardów ładowania, które mogą przyprawić Cię o ból głowy. Na szczęście tak nie jest. Większość jurysdykcji ma problem ze wsparciem jednego standardu ładowania, wykluczając jednocześnie większość innych, w wyniku czego większość pojazdów i ładowarek na danym obszarze jest kompatybilna. Oczywiście Tesla w USA jest wyjątkiem, ale ona również ma własną, dedykowaną sieć ładowania.
Chociaż zdarzają się osoby, które używają niewłaściwej ładowarki w niewłaściwym miejscu i o niewłaściwej porze, zazwyczaj mogą skorzystać z jakiegoś rodzaju adaptera, gdy jest im potrzebny. W przyszłości większość nowych pojazdów elektrycznych będzie korzystała z ładowarek dostępnych w regionach sprzedaży, co ułatwi życie wszystkim.
Teraz uniwersalnym standardem ładowania jest USB-C
Wszystko powinno być ładowane przez USB-C, bez wyjątku. Wyobrażam sobie wtyczkę EV o mocy 100 kW, która jest po prostu zestawem 1000 złączy USB C upchniętych we wtyczce równolegle. Przy użyciu odpowiednich materiałów można by utrzymać wagę poniżej 50 kg (110 funtów), co ułatwiłoby użytkowanie.
Wiele pojazdów PHEV i elektrycznych ma uciąg do 1000 funtów, więc możesz wykorzystać przyczepę do przewożenia adapterów i konwerterów. W tym tygodniu Peavey Mart sprzedaje również generatory, jeśli masz kilkaset wolnych GVWR.
W Europie recenzje dotyczące złącza Type 1 (SAE J1772) i CHAdeMO całkowicie pomijają fakt, że Nissan LEAF i Mitsubishi Outlander PHEV, dwa najlepiej sprzedające się samochody elektryczne, są wyposażone w te złącza.
Tego typu złącza są powszechnie stosowane i nie znikną. Podczas gdy złącza typu 1 i typu 2 są kompatybilne na poziomie sygnału (umożliwiając zastosowanie odłączanego kabla typu 2 do typu 1), CHAdeMO i CCS nie są. LEAF nie oferuje żadnej realistycznej metody ładowania za pośrednictwem złącza CCS.
Jeśli szybka ładowarka nie będzie już obsługiwać standardu CHAdeMO, poważnie zastanowiłbym się nad powrotem do samochodu z silnikiem spalinowym na dłuższą podróż i pozostawieniem mojego LEAF-a wyłącznie do użytku lokalnego.
Mam Outlandera PHEV. Kilka razy korzystałem z funkcji szybkiego ładowania prądem stałym, po prostu żeby ją wypróbować, gdy miałem okazję skorzystać z oferty bezpłatnego ładowania. Oczywiście, bateria może zostać naładowana do 80% w 20 minut, ale to powinno zapewnić zasięg EV wynoszący około 20 kilometrów.
Wiele szybkich ładowarek prądu stałego ma stałą opłatę, więc za 20 kilometrów możesz zapłacić prawie 100 razy więcej niż wynosi Twój normalny rachunek za prąd, czyli znacznie więcej niż gdybyś jechał wyłącznie na benzynie. Ładowarka z opłatą za minutę też nie jest wiele lepsza, ponieważ jest ograniczona do 22 kW.
Uwielbiam mojego Outlandera, ponieważ tryb EV wystarcza mi na całą trasę, a funkcja szybkiego ładowania prądem stałym jest tak przydatna, jak trzeci sutek u mężczyzny.
Złącze CHAdeMO powinno być takie samo we wszystkich wersjach, ale w przypadku Outlanderów nie ma sensu nim zawracać sobie głowy.
Tesla sprzedaje również adaptery, które pozwalają jej korzystać z J1772 (oczywiście) i CHAdeMO (co bardziej zaskakujące). Ostatecznie wycofano adapter CHAdeMO i wprowadzono adapter CCS… ale tylko dla niektórych pojazdów i na niektórych rynkach. Adapter wymagany do ładowania amerykańskich Tesli z ładowarki CCS typu 1 z opatentowanym gniazdem Tesla Supercharger jest najwyraźniej sprzedawany tylko w Korei (!) i działa tylko w najnowszych samochodach. https://www.youtube.com/watch?v=584HfILW38Q
American Power, a nawet Nissan, ogłosili, że wycofują Chademo na rzecz CCS. Nowy Nissan Arya będzie wyposażony w CCS, a produkcja modelu Leaf wkrótce zostanie zakończona.
Holenderski specjalista od pojazdów elektrycznych Muxsan opracował dodatek CCS do Nissana LEAF, który zastępuje port AC. Umożliwia on ładowanie prądem zmiennym typu 2 i prądem stałym CCS2, przy jednoczesnym zachowaniu portu CHAdeMo.
Wiem, że 123, 386 i 356 to jedno, bez patrzenia. No cóż, te dwa ostatnie mi się pomyliły, muszę to sprawdzić.
Tak, tym bardziej, gdy założymy, że jest to powiązane w kontekście... ale musiałem sam na to kliknąć i myślę, że to jest to, ale numer w ogóle mi nie mówi.
Złącze CCS2/Typ 2 weszło do USA jako standard J3068. Jest ono przeznaczone do pojazdów ciężarowych, ponieważ zasilanie trójfazowe zapewnia znacznie większe prędkości. Standard J3068 określa wyższe napięcie niż standard Type2, ponieważ może osiągnąć 600 V międzyfazowo. Ładowanie prądem stałym odbywa się tak samo jak w przypadku CCS2. Napięcia i prądy przekraczające standardy Type2 wymagają sygnałów cyfrowych, aby pojazd i EVSE mogły określić zgodność. Przy prądzie potencjalnym 160 A standard J3068 może osiągnąć moc prądu przemiennego 166 kW.
„W Stanach Zjednoczonych Tesla korzysta z własnego standardu portu ładowania. Obsługuje zarówno ładowanie prądem przemiennym jednofazowym, jak i trójfazowym”.
To jest tylko jednofazowe urządzenie. Zasadniczo jest to wtyczka J1772 w innym układzie, z dodaną funkcjonalnością prądu stałego.
J1772 (typ CCS 1) może faktycznie obsługiwać prąd stały, ale nigdy nie widziałem niczego, co by to implementowało. „Głupi” protokół j1772 ma wartość „Wymagany tryb cyfrowy”, a „Typ 1 DC” oznacza prąd stały na pinach L1/L2. „Typ 2 DC” wymaga dodatkowych pinów dla złącza combo.
Amerykańskie złącza Tesla nie obsługują prądu przemiennego trójfazowego. Autorzy mylą złącza amerykańskie i europejskie, choć te drugie (znane również jako CCS typu 2) obsługują prąd przemienny trójfazowy.
W podobnym temacie: Czy samochody elektryczne mogą poruszać się po drogach bez płacenia podatku drogowego? Jeśli tak, to dlaczego? Zakładając (całkowicie nie do utrzymania) utopię ekologiczną, w której ponad 90% wszystkich samochodów będzie elektrycznych, skąd będzie pochodzić podatek na utrzymanie dróg? Można to dodać do kosztów publicznego ładowania, ale ludzie mogą również korzystać z paneli słonecznych w domu, a nawet „rolniczych” generatorów zasilanych olejem napędowym (bez podatku drogowego).
Wszystko zależy od jurysdykcji. W niektórych miejscach pobierany jest tylko podatek paliwowy. W niektórych miejscach opłata za rejestrację pojazdu stanowi dopłatę paliwową.
W pewnym momencie niektóre sposoby odzyskiwania tych kosztów będą musiały ulec zmianie. Chciałbym zobaczyć sprawiedliwy system, w którym opłaty byłyby naliczane na podstawie przebiegu i masy pojazdu, ponieważ to decyduje o tym, jak bardzo pojazd zużywa drogę. Podatek węglowy od paliwa mógłby być lepszym rozwiązaniem.
Czas publikacji: 21-06-2022
