Pojazdy elektryczne są już powszechne na naszych drogach, a infrastruktura do ich ładowania powstaje na całym świecie, aby je obsłużyć. To odpowiednik prądu na stacji benzynowej, a wkrótce będą wszędzie.
Nasuwa się jednak ciekawe pytanie. Pompy powietrzne po prostu wlewają ciecz do otworów i od dawna są w dużej mierze standaryzowane. W świecie ładowarek pojazdów elektrycznych nie jest to takie proste, więc przyjrzyjmy się bliżej obecnemu stanowi rzeczy.
Technologia pojazdów elektrycznych uległa szybkiemu rozwojowi odkąd 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 udoskonaleniom akumulatora, sprzętu sterującego i oprogramowania. Technologia ładowania rozwinęła się do tego stopnia, że najnowsze pojazdy elektryczne mogą obecnie dodać setki mil zasięgu w zaledwie 20 minut.
Jednak ładowanie pojazdu elektrycznego z taką prędkością wymaga dużej ilości energii elektrycznej. W związku z tym producenci samochodów i grupy branżowe pracują nad opracowaniem nowych standardów ładowania, które umożliwią jak najszybsze dostarczenie dużego prądu do najnowocześniejszych akumulatorów samochodowych.
Dla porównania, typowe gniazdko domowe w USA dostarcza 1,8 kW. Naładowanie nowoczesnego pojazdu elektrycznego z takiego gniazdka trwa 48 godzin lub dłużej.
Z kolei nowoczesne porty ładowania pojazdów elektrycznych mogą przenosić moc od 2 kW do 350 kW w niektórych przypadkach i wymagają w tym celu wysoce wyspecjalizowanych złączy. Na przestrzeni lat opracowano różne standardy, ponieważ producenci samochodów starają się zapewnić 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-stykowe obsługuje ładowanie jednofazowym 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 samochodów 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 europejskiego złącza SAE J1772. Jego główną cechą jest 7-pinowa konstrukcja złącza, które może przenosić zarówno prąd jednofazowy, jak i 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, zastępujący J1772 oraz skromne złącza EV Plug Alliance typu 3A i 3C do ładowania prądem przemiennym. Od tego czasu złącze to jest szeroko 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 typu 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 i 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 na rynku amerykańskim, 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 za pomocą szybkiego ładowania prądem stałym poprzez podłączenie do złącza Combo 2.
Technologia CCS pozwala na ładowanie prądem przemiennym zgodnie ze standardem złącza J1772 lub Mennekes zintegrowanego w konstrukcji. Natomiast w przypadku szybkiego ładowania prądem stałym pozwala na błyskawiczne ładowanie z mocą do 350 kW.
Warto zauważyć, że szybka ładowarka DC ze złączem Combo 2 eliminuje połączenie fazy AC i przewodu neutralnego w złączu, ponieważ nie są one potrzebne. Złącze Combo 1 pozostawia je na swoim miejscu, chociaż nie są używane. Oba rozwiązania opierają się na tych samych pinach sygnałowych, które są używane przez złącze AC do komunikacji między pojazdem a ładowarką.
Jako jedno z pionierskich przedsiębiorstw w branży pojazdów elektrycznych, Tesla postawiła sobie za cel zaprojektowanie własnych złączy ładowania, aby sprostać potrzebom swoich pojazdów. Rozwiązanie to wprowadzono w ramach sieci Supercharger firmy Tesla, której celem jest zbudowanie sieci szybkiego ładowania obsługującej pojazdy firmy, wymagającej 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. Może on obsługiwać zarówno ładowanie prądem przemiennym jednofazowym, jak i trójfazowym, a także szybkie ładowanie prądem stałym na stacjach Tesla Supercharger.
Oryginalne stacje ładowania Supercharger firmy Tesla dostarczały do 150 kilowatów mocy na samochód, ale późniejsze modele o mniejszej 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 prądem przemiennym i stałym jednofazowym. Jest ona mało znana poza wyjątkowym rynkiem pojazdów elektrycznych w Chinach, ale jest przeznaczona do pracy przy napięciu do 1000 V prądu stałego i natężeniu 250 A oraz ładowaniu z prędkością do 250 kilowatów.
Mało prawdopodobne jest, aby w pojeździe, który nie został wyprodukowany w Chinach, a zaprojektowany został z myślą o rynku chińskim lub krajach, z którymi Chiny utrzymują bliskie stosunki handlowe, znajdował się taki port.
Być może najciekawszą konstrukcją tego portu są piny A+ i A-. Są one przeznaczone do napięć do 30 V i prądów 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, naładowanie pojazdu może być trudne, ponieważ elektronika samochodu nie może się obudzić i nawiązać komunikacji z ładowarką. Styczników nie można również pobudzić w celu podłączenia jednostki trakcyjnej do różnych podsystemów samochodu. Te dwa piny są prawdopodobnie zaprojektowane tak, aby dostarczać wystarczającą moc do uruchomienia podstawowej elektroniki samochodu i zasilania styczników, tak aby główny akumulator trakcyjny mógł zostać naładowany, nawet jeśli pojazd jest całkowicie rozładowany. Jeśli wiesz więcej na ten temat, daj nam znać w komentarzach.
CHAdeMO to standard złącza dla pojazdów elektrycznych, przeznaczony głównie do szybkiego ładowania. Dzięki unikalnemu złączu może dostarczyć do 62,5 kW. Jest to pierwszy standard zaprojektowany 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, w Europie pozostała przy typie 2, a w USA zastosowano 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 w terenie. Zwolennicy CHAdeMO widzą w nim istotę jednego globalnego standardu, a nie rozbieżność między standardami CCS USA i UE. Nie znalazł on jednak zbyt wielu nabywców poza rynkiem japońskim.
Prace nad standardem CHAdeMo 3.0 trwają od 2018 roku. Nazywa się ChaoJi i wykorzystuje nowy projekt 7-stykowego złącza, opracowany we współpracy z Chińską Administracją Normalizacyjną. Standard ten ma zwiększyć szybkość ładowania do 900 kW, działać przy napięciu 1,5 kV i dostarczać pełne 600 amperów dzięki zastosowaniu chłodzonych cieczą kabli.
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, jednocześnie wykluczając 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, bez wyjątku, powinno być ładowane przez USB-C. 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 udźwig do 1000 funtów, więc możesz użyć przyczepy do przewozu adapterów i konwerterów. W tym tygodniu Peavey Mart sprzedaje również agregaty prądotwórcze, jeśli masz do dyspozycji kilkaset pojazdów o dopuszczalnej masie całkowitej.
W Europie recenzje 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 zamierzają odejść do lamusa. Podczas gdy złącza typu 1 i typu 2 są kompatybilne na poziomie sygnału (umożliwiając odłączalny kabel typu 2 do typu 1), CHAdeMO i CCS nie są. LEAF nie ma realistycznej metody ładowania za pośrednictwem złącza CCS.
Jeśli szybka ładowarka nie będzie już obsługiwać standardu CHAdeMO, poważnie rozważyłbym powrót do samochodu z silnikiem spalinowym na dłuższą podróż i pozostawienie 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. Jasne, akumulator można naładować do 80% w 20 minut, ale to powinno zapewnić zasięg EV wynoszący około 20 kilometrów.
Wiele szybkich ładowarek DC pobiera stałą opłatę, więc za przejechanie 20 kilometrów możesz zapłacić prawie 100 razy więcej niż za normalny rachunek za prąd, czyli znacznie więcej niż gdybyś jechał tylko na benzynie. Ładowarka z opłatą za minutę również nie jest o 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 na wszystkich skrzydłach (skrzydłach?), ale w przypadku Outlanderów nie ma sensu nim zawracać sobie głowy.
Tesla sprzedaje również adaptery, które pozwalają Tesli używać J1772 (oczywiście) i CHAdeMO (co bardziej zaskakujące). Ostatecznie wycofano adapter CHAdeMO i wprowadzono adapter CCS… ale tylko dla niektórych pojazdów, na niektórych rynkach. Adapter wymagany do ładowania amerykańskich Tesli z ładowarki CCS typu 1 z zastrzeżonym 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, zapowiedzieli wycofanie Chademo na rzecz CCS. Nowy Nissan Arya będzie wyposażony w CCS, a produkcja modelu Leaf wkrótce zostanie wstrzymana.
Holenderski specjalista od pojazdów elektrycznych Muxsan opracował dodatek CCS do Nissana LEAF, który zastępuje gniazdo AC. Umożliwia to ładowanie prądem zmiennym typu 2 i ładowanie prądem stałym CCS2 przy jednoczesnym zachowaniu gniazda CHAdeMo.
Wiem, że 123, 386 i 356 są poprawne, nawet bez patrzenia. No cóż, te dwie ostatnie liczby mi się pomyliły, muszę to sprawdzić.
Tak, tym bardziej, gdy założymy, że jest to powiązane w kontekście… ale musiałem 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. Przeznaczone jest 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 potencjalnym natężeniu prądu 160 A standard J3068 może osiągnąć moc prądu przemiennego 166 kW.
„W USA Tesla używa własnego standardu portu ładowania. Może obsługiwać zarówno ładowanie prądem zmiennym jednofazowym, jak i trójfazowym”
To tylko jedna faza. To w zasadzie wtyczka J1772 w innym układzie z dodaną funkcjonalnością DC.
J1772 (typ CCS 1) może 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.
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 pochodził 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 przejechanych kilometrów i masy pojazdu, ponieważ to decyduje o tym, jak bardzo pojazd zużywa drogę. Podatek węglowy od paliwa mógłby być bardziej odpowiedni do tego celu.
Czas publikacji: 21-06-2022
