Электромобили: зарядка
Это вторая часть «Курса молодого бойца».
Часть первая находится здесь (ёмкость батареи и дальность хода).
Часть третья здесь (электромобиль против ДВС).
Есть два типа зарядных станций, маломощные переменного тока, которые используются дома, в гараже, на улицах города, и т д, и быстрые мощные зарядные станции постоянного тока, которые стоят на трассах, или там, куда «заскакивают» заряжаться.
Обычно на быстрой зарядной станции вы проводите 10 - 40 мин, в то время как на медленной вы проведёте несколько часов.
Медленные зарядные станции переменного тока. Мощность у них низкая, обычно 3,5 - 7 - 11 - 22 кВт (16А 1 фаза - 32А 1 фаза - 16А 3 фазы - 32А 3 фазы). Выглядят они вот так:
Вот эта висит в моём гараже :-))))
А вот так они выглядят на улице:
Зарядки на улице
Быстрые зарядные станции постоянного тока.
Эти стоят обычно на дорогах или коммерческих центрах. Мощность варьируется от 50 до 350 кВт. Вот, например «старые» 50 кВт зарядные устройства:
Зарядка Fortum на 50 кВт в Норвегии в городке Гуль. Видны оба зарядных стандарта Chademo и CSS.
А вот эти - новейшие аппараты Ionity на 350 кВт (только CSS):
Ionity charger, тоже в Гуле
При зарядке на такой мощности кабель сильно греется, и в нём используется жидкостное охлаждение.
У Теслы свои собственные зарядные станции, называемые Supercharger. Раньше были мощностью 150 кВт, сейчас мощность увеличивают до 250 кВт. Интересно, что новые Теслы могут заряжаться и на обычных зарядных станциях CSS, в то время как другие электромобили не могут заряжаться на тесловских.
Supercharger
Время зарядки
Время рассчитывается просто. Если у вас машина с 50 кВт·ч батареей, то у вас грубо говоря займёт 1 час чтобы зарядить её полностью с 0 до 100% на 50 кВт-ой зарядной станции. То же самое дома. Если вы заряжаетесь на 11 кВт зарядке, то 50 кВт·ч батарея будет заряжена менее чем за 5 часов.
Кроме того, мощность зарядного устройства электромобиля должна соответствовать мощности зарядной станции. Так, если ваш Mercedes EQC 400 (батарея 80 кВт·ч нетто) оснащён 115 кВт-ным зарядным устройством, то на 50 кВт зарядной станции он сможет взять всего лишь 50 кВт мощности и будет заряжаться более полутора часов (от 0 до 100%). Если же вы его подключите к зарядке в 350 кВт, то он сможет использовать мощность 115 кВт, но не более.
Электромобиль обычно не может заряжать всю батарею на максимальной мощности. После 50% «скорость» начинает падать, у разных машин по разному. Вот например график мощности для различных электромобилей:
Время в минутах для зарядки до 80% против мощности зарядки. https://www.naf.no/elbil/aktuelt/elbiltest/ladetest-vinter-2020/
Видите, Тесла Модель 3 бодро начинает под 200 кВт, а потом падает до 50. В то же время, у Audi E-tron 55, с другой стороны, довольно «плоский» график зарядки:
Зимой (тёмно зелёная линия) зарядка обычно медленней, потому что батарея холодная вначале. Отсюда: https://www.naf.no/elbil/elbiler-i-norge/audi-e-tron-quattro/ladetest-audi-e-tron-55-quattro/
Тут надо иметь ввиду, что вы практически никогда не заряжаетесь с 0%: очень опасно приезжать на зарядную станцию с таким низким уровнем заряда. И на быстрой зарядке вы обычно заряжаетесь до 80%, так как после этого скорость зарядки сильно падает.
Правила зарядки
Для уменьшения деградации батареи рекомендуется держать батарею между 20 и 80% SoC (State of Charge, уровень заряда). То есть, если вам не нужно далеко ехать, и вам хватит и 80%, то не заряжайте батарею до 100%. Во многих электромобилях можно установить максимальный SoC, при котором зарядка заканчивается.
То же самое и с нижним пределом, не рекомендуется разряжать батарею ниже 20%, если в этом нет особой необходимости.
Розетки
Существует несколько стандартов розеток. Основные для «медленной зарядки» - Type 1 и Type 2, для быстрой: CCS и CHAdeMO. Type 3 я вообще никогда не видел.
У Теслы раньше был свой собственный стандарт (Tesla Connector), но в последние годы они переходят на CСS (в Европе, по крайней мере).
Type 1 - японско-американский стандарт для «медленной зарядки» и раньше использовался в японских, корейских и американских машинах. В Европе возможна зарядка до 32А 1 фаза (7,4 кВт). Этот стандарт здесь используется всё реже и реже.
Type 2 - европейский стандарт стандарт для «медленной зарядки», позволяет заряжаться от одной или трёх фаз. Поэтому максимальная мощность - 22 кВт (32А 3 фазы). Почти все современные электрокары используют этот стандарт в Европе.
CHAdeMO - старый японский стандарт быстрой зарядки. Раньше был очень популярен, но у него возникли ограничения по мощности, и я не видел аппаратов более 65 кВт (но может они и есть). Из новых машин почти никто его не использует.
CCS - европейский стандарт, который постепенно захватывает европейский и американский рынки. Интересен тем, что совмещён с розеткой для «медленной зарядки», поэтому существуют в двух версиях CCS1 и CCS2, соответственно для Америки и Европы. Мощность возможна до 350 кВт, почти все новые машины оснащены этой розеткой.
На этом всё про зарядку. Пока не решил, что напишу в третьей части, так что спрашивайте, советуйте!
Я написал пару статей про путешествие на электромобиле по Норвегии, там видны много зарядных станций и понятен весь процесс:
Часть 1. Осло - Мои по побережью
Часть 2. Мои - Осло через горы
И вот ещё статья, напрямую относящаяся к зарядке:
Хватит ли электромобилям электричества? (для тех, кто думает что не хватит).
и ещё про электрокары в Норвегии:
Этот ужасный электробус! (электробус, часть вторая)
Электробусы, опыт Осло (электробус, часть первая)
Взрывающаяся Тесла (про пожароопасность электромобилей)
Что делать со старыми батареями электрокаров? (про переработку батарей)
Электромобили более экологичные? (жизненный цикл автомобилей)
Как Европа заставляет автопроизводителей переходить на электричество
Любимая и ненавистная Тесла (Плюсы и минусы Теслы)
Секрет успеха электрокаров (Почему электрокары так популярны в Норвегии)