Всё, что вы хотели знать про зарядку электромобилей, но боялись спросить
Для человека, который никогда не владел электромобилем, может показаться, что заряжать электромобиль это сложно. На самом деле всё очень просто. Различия есть только в типа зарядного разъема и мощности (скорости) зарядки.
И чтобы владеть электромобилем не обязательно иметь свою собственную розетку, можно обходиться общественными зарядными станциями. Развенчиваю мифы и рассказываю как заряжать электромобиль на примере VW ID.4 Crozz, который мы эксплуатируем.
Погнали!
Литиевая аккумуляторная батарея
Электромобили имеют на борту высоковольтную литиевую аккумуляторную батарею, которая питает: тяговые электродвигатели, систему терморегулирования и климатизации, а также подзаряжает 12-вольтовую свинцово-кислотную батарею, которая в свою очередь питает всю бортовую электронику (включая системы помощи водителю и активной безопасности).
В среднем, литиевая батарея современного электромобиля имеет напряжение 400 Вольт (электромобили следующего поколения построены на 800-вольтовой архитектуре - это нужно для сокращения времени необходимого зарядки) и полезную емкость 60-120 кВт⋅ч. Если взять усредненный расход в 20 кВт⋅ч/100 км, то усредненный запас хода современных автомобилей составляет 300-600 км.
Высоковольтные компоненты VW ID.4 Crozz
Максимальный срок службы литиевой батареи будет, если эксплуатировать её в диапазоне заряда от 20 до 80%. Самый большой враг любых литиевых аккумуляторов - хранение в полностью заряженном состоянии. Это касается любой техники с литиевыми аккумуляторами. Автопроизводители для продления срока службы батареи часто прибегают к ограничению полезной емкости для того, чтобы защитить батарею от сильного разряда или перезаряда.
Например, полная емкость батареи VW ID.4 Crozz Lite Pro составляет 84 кВт⋅ч, но доступная емкость - 77 кВт⋅ч.
Поэтому фактически литиевая батарея эксплуатируется в диапазоне 20-80%, то есть это 60% от доступной емкости. Заряжать до 100% имеет смысл только непосредственно перед поездкой на расстояние минимум 100 км. Разряжать батарею менее 20% нежелательно, но это оказывает меньший вред, чем хранение батареи со 100% заряда.
Как заряжать электромобиль
Зарядные станции делятся на два класса - медленные (переменным током) и быстрые (постоянным током).
МЕДЛЕННО
Как мы знаем, в электрической сети у нас переменный ток, а в аккумуляторной батарее - постоянный. И на борту большинства электромобилей находится инвертор, который преобразует переменный ток в постоянный. Зарядные станции переменного тока это то, что используют дома на паркинге, в гараже или около офиса. В большинстве случаев мощность (скорость заряда) медленной зарядной станции вас не должна беспокоить, потому что зарядка происходит в то время, пока вы не пользуетесь автомобилем (спите или работаете).
Мощность инвертора установленного на борту электромобиля и количество используемых фаз определяет мощность с которой будет заряжаться электромобиль. На массовых китайских электромобилях преимущественно распространен однофазный инвертор мощностью 7 кВт. На европейских автомобилях трехфазный максимальной мощностью 11 кВт.
Дорогие премиальные автомобили обычно имеют более мощный трехфазный инвертор максимальной мощностью 22 кВт. И это максимальная мощность, которую можно получить от медленной зарядной станции.
БЫСТРО
Прямая зарядка аккумуляторной батареи электромобиля постоянным током. Инвертор для такой зарядки не нужен, используется только контроллера заряда батареи (BMS). Мощность станций постоянного тока обычно начинается от 20 кВт и далее ограничена только характериками аккумуляторной батареи конкретного электромобиля. Быстрые зарядные станции это аналог АЗС для классических автомобилей. И по этой причине мощность зарядной станции постоянного тока её главная характеристика. Чем мощнее зарядная станция - тем быстрее вы зарядите электромобиль.
Например, китайский VW ID.4 Crozz может принимать максимальную мощность 100 кВт. А VW ID.4 европейского производства, у которого стоит аккумуляторная батарея другого производителя способен принимать во время заряда мощность 150 кВт.
И здесь есть нюансы. Максимальную мощность батарея сможет принять только в том случае, если она имеет температуру в диапазоне от +15 до +25°C и её текущий заряд находится в диапазоне 20-80%. Ток заряда сильно разряженной, сильно заряженной, холодной или наоборот горячей батареи будет ограничен. При необходимости бортовой контроллер подключит систему терморегулирования для охлаждения или нагрева аккумуляторной батареи. Для охлаждения батареи используется кондиционер, для нагрева электрический ТЭН (или тепловой насос, при его наличии).
Некоторые электромобили (например, Tesla) когда вы строите маршрут на зарядную станцию, автоматически начинают готовить батарею к заряду.
Типы коннекторов (разъемов)
У электромобилей в разных странах (континентах) различаются зарядные порты. Глобально существует 4 стандарта: США, Европа, Китай, Япония. Есть еще разные экзотические и проприетарные (например, Tesla), но сейчас не будем на них акцентировать внимание.
В каждом стандарте свой тип разъема для медленной и быстрой зарядки.
США: медленный Type 1, быстрый CCS1 (совмещает в себе медленный Type 1 и разъем постоянного тока DC)
Европа: медленный Type 2, быстрый CCS2 (совмещает в себе медленный Type 2 и разъем постоянного тока DC)
Китай: медленный GB/T AC, быстрый GB/T DC
Япония: медленный Type 1, быстрый CHAdeMO (Charge de Move)
Сложно? На самом деле нет. Разъем Type 1 и CCS1 вы в России скорее всего не встретите.
А если речь про медленную зарядку, то это способ заряда у дома или офиса одной и той же зарядной станцией и значит вы просто покупаете необходимое зарядное устройство с нужным разъемом.
В итоге из медленных зарядных разъемов остается два: Type 2 и GB/T AC.
А из быстрых всего три: CCS2 (Combo 2), GB/T DC, CHAdeMO.
- CCS2 основной европейский стандарт, на который изначально ориентировались все зарядные станции в России.
- CHAdeMO вымирающий (в России) японский стандарт.
- GB/T DC основной стандарт заряда в Китае, в связи с тем, что основной импорт электромобилей сейчас из Китая, он стал приоритетным стандартом и в России.
Зарядные пистолеты и переходники
МЕДЛЕННО
Общественные медленные зарядные станции имеют право на существование на парковках торговых центров и турбазах. В тех местах, где электромобиль находится без движения как минимум 3 часа (для примера, если это будет медленная зарядная станция мощностью 7 кВт, то за 3 часа она зарядит электромобиль на 100 км пробега). Обычно на общественных зарядных станциях нет кабеля и есть только разъем Type 2. Поэтому для того, чтобы воспользоваться такой зарядной станцией вам нужен свой собственный кабель, который на другой стороне будет иметь разъем подходящий под ваш автомобиль (Например, Type 2 или GB/T AC).
Не забываем про количество фаз и максимальную мощность. Мощность медленной зарядки ограничена мощностью инвертора и количеством фаз.
Примеры:
1. Вы приехали на общественную зарядную станцию мощностью 11 кВт на 3 фазы. Но у вас китайский электромобиль с однофазным инвертором 7 кВт. Максимум вы сможете зарядиться с мощностью 3,5 кВт от одной фазы.
2. Вы приехали на общественную зарядную станцию мощностью 7 кВт на 1 фазу. Но у вас европейский электромобиль с трехфазным инвертором 11 кВт. Максимум вы сможете зарядиться с мощностью 3,5 кВт от одной фазы.
БЫСТРО
В большинстве случаев просто выбираете зарядную станцию с нужным вам зарядным кабелем. Существуют переходники для зарядки китайских электромобилей с портом GB/T DC позволяющие заряжаться постоянным током от кабелей CCS2 или CHAdeMO. Стоят дорого (на момент написания статьи 60-90 тысяч рублей) и экономического смысла не имеют, но могут быть полезны, если вы часто путешествуете в регионах, где мало зарядных станций с кабелями GB/T DC.
Зарядный пистолет GB/T DC подключенный к VW ID.4 Crozz
Скорость заряда
Может показаться необычным, но все электромобили отображают скорость заряда в километрах в час исходя из данных бортового компьютера о среднем расходе энергии. Например, медленная зарядная станция мощностью 7 кВт обеспечит скорость заряда ~30 км/ч, а быстрая зарядная станция мощностью 100 кВт обеспечит скорость заряда ~500 км/ч.
Для примера, VW ID.4 Crozz на быстрой зарядной станции 100 кВт зарядится с 20 до 80% за 30 минут.
Заряжаемся дома
Обычные бытовые розетки рассчитаны на максимальный ток 16А, то есть это мощность зарядки 3,5 кВт или ~15 км/ч. Такое медленное зарядное устройство (стоит около 10 тыс. рублей) можно всегда возить с собой и вы сможете подзарядить электромобиль абсолютно в любом доме.
Если вам нужна большая мощность зарядки, то нужно подключить зарядное устройство устройство соответствующей мощности (стоит 25-50 тыс. рублей в зависимости от мощности) напрямую к электрощиту.
Зарядка VW ID.4 Crozz на даче (мощность 3,5 кВт, скорость заряда 15 км/ч, стоимость 3 руб/кВт⋅ч ночью)
Где и как искать зарядную станцию
Приложения используемые владельцем электромобиля.
Для поиска любых общественных зарядных станций необходимо использовать приложение агрегатор - 2Chargers.
В нём можно установить фильтр на необходимый именно вам разъем и посмотреть статус зарядной станции (работает, занята). Для запуска зарядной сессии необходимо установить приложение конкретного оператора зарядной станции. Оплата происходит с привязанной банковской карты напрямую в приложении.
Карта покрытия зарядными станциями Москвы в приложении 2Chargers по состоянию на конец 2024 года.
Стоимость заряда и экономика
Общественные зарядные станции в большинстве случаев платные. В Москве работает сеть Энергия Москвы (есть медленные и быстрые зарядные станции), который по состоянию на конец 2024 года полностью бесплатны. Но практически все быстрые станции у них не имеют кабеля GB/T DC, поэтому владельцам китайских электромобилей нужно пользоваться дорогостоящим переходником, либо заряжаться на медленных станциях используя недорогой кабель Type 2 - GB/T AC. Ожидается, что с 2025 года все станции Энергия Москвы станут платными.
Коммерческие быстрые зарядные станции продают электроэнергию в среднем по 15-25 рублей за 1 кВт⋅ч. Стоимость километра пути электромобиля заряженного на быстрой зарядной станции, в сравнении с автомобилем с ДВС, получается в среднем на 30% ниже.
Но наибольшая экономическая выгода получается если заряжать электромобиль от собственной розетки. И в особенности при наличии ночного тарифа. Чтобы проехать 100 км автомобилю с ДВС нужно около 500 рублей на топливо, а электромобилю заряженному ночью по тарифу 3 руб/кВт⋅ч поездка на такую дистанцию обойдется почти в 10 раз дешевле - всего 60 рублей.
Реальные сценарии эксплуатации
1. Если у вас есть свой загородный дом или подземный паркинг с розеткой, то вы просто заряжаете электромобиль ночью, пока он всё равно не используется. Быстрые зарядные станции вы используете только в путешествиях на трассе.
Зарядка VW ID.4 Crozz на медленной зарядной станции около офиса WINDSON (мощность 7 кВт, скорость заряда 30 км/ч, стоимость 7 руб/кВт⋅ч)
2. Если у вас нет загородного дома или подземного паркинга с розеткой, то вы просто заезжаете на быструю зарядную станцию 1-2 раза в неделю на полчаса.
Зарядка VW ID.4 Crozz на быстрой зарядной станции UCT Charged (мощность 100 кВт, скорость заряда 500 км/ч, стоимость 20 руб/кВт⋅ч)
На сегодня всё, всем электромобилей и до новых встреч!
