Бързи зарядни станции за електромобили

Страхът от пътуването на далечни разстояния отдавна е цитиран като най-значимият фактор, стоящ пред широкото приемане на електрическите автомобили. Истината обаче е, че всяко превозно средство на пазара има ограничен обхват, независимо дали се захранва с бензин или електричество. Реалната разлика между електрическите автомобили и превозните средства с вътрешно горене е количеството време и усилията, необходими за зареждането им. Ако неочаквано забележите, че вашият автомобил има малко гориво в резервоара, намирането на бензиностанция и зареждането му рядко ще отнеме повече от 10-20 минути. Още по-рядкa е ситуация, при която може с пълно основание да се боите да свърши бензина. За собствениците на електрически автомобили нещата са малко по-сложни. Добавянето на 100km пробег може да отнеме почти цял ден, ако няма достъп до станция за зареждане на 220V от ниво 2. 

Текст: списание Енергия

Снимка: Tesla

Употребата на електрически автомобили се разпространява с бързи темпове, увеличавайки търсенето на повече и по-бързи станции за зареждане. С нарастването на капацитета на батерията на автомобилите се увеличава изискването за по-голяма мощност на зарядните станции и съответно намаляване на времето за зареждане.

Нива на зареждане в домашни условия

Има два вида зарядни станции за ползване в домашни условия: ниво 1 и ниво 2. При зарядна станция ниво 1 електрическото превозно средство (EV) се зарежда с помощта на включеното към него зарядно устройство. Тези зарядни устройства могат да се включат с единия край във всеки стандартен контакт на 220V, а другият край се включва директно към колата.

Зарядните устройства от ниво 2 се продават отделно от автомобила, но често се купуват едновременно с него. Тези зарядни устройства се нуждаят от малко повече настройка, тъй като те се включват в контакт на 400V, което често изисква работа на електротехник. За всяко EV или хибрид се препоръчва използването на станция за домашно зареждане от ниво 2, за да се усетят всички предимства от пътуването с електрически автомобил.

Най-често срещаният (и предпочитан) конектор за домашно зарядно устройство е SAE J1772. Той се използва за зареждане на най-популярните ЕV и от повечето обществени зарядни станции на ниво 2. Батерията се зарежда напълно след няколко часа.

При зарядно устройство от ниво 2 са необходими около четири часа, за да се зареди напълно батерия 30kWh (стандартна батерия на автомобил с пълно електрическо задвижване), което дава възможност да се извлече максимална полза от шофирането, особено когато времето за зареждане е ограничено. В повечето случаи пълното зареждане на EV в домашни условия ще бъде достатъчно, за да осигури нуждите за ежедневното пътуване. Друго предимство на домашното зареждане е ниската цена на електроенергията в сравнение със зареждането на обществени места.

Нива на зареждане на обществени места

За зареждането на електрическите автомобили на обществени места съществуват три стандартни нива за зареждане. Всички EV могат да се зареждат в станции от ниво 1 и ниво 2. Някои от тях обаче не могат да се зареждат на станция от ниво 3 (известно също като DCFC или бързо зарядно устройство), поради което е важно познаването на възможностите на автомобила.

Ниво 1 представлява стандартен контакт на 220V. Това е най-бавното ниво на зареждане с мощност от 1kW и приблизително време за зареждане на празна батерия от 8 до 15 часа. Ниво 2 е типичният щепсел за EV, който се предлага от много обществени зарядни станции. Мощността е от 3kW до 20kW, обикновено 6kW, а приблизителното време на зареждане на празна батерия е от 3 до 8 часа. Най-разпространеният конектор на ниво 2 е щепселът J1772. Зарядните станции от ниво 3 обикновено са наричани DCFC или станции с бързо постояннотоково зареждане. Те са най-бързите средства за презареждане на батерията на електрическите автомобили. Мощността обикновено е 50kW, понякога 20kW и приблизителното време за зареждане на празна батерия е от 20 минути до 1 час. Зареждането на DCFC станция е ефективно само ако състоянието на батерията е под 80%. След това процесът се забавя значително, защото се ограничава от електрониката на електрическия автомобил.

Има различни стандарти за конектори за станциите от ниво 3. Азиатските автомобили (Nissan Leaf, Mitsubishi i-Miev и др.) използват стандартния конектор CHAdeMO, а американските и европейските автомобили (Chevrolet Volt, Chevrolet Spark, BMW i3, Mercedes, Volkswagen и др.) използват стандарта SAE Combo CCS. Компанията Tesla (модел S и модел X) използва собствен стандарт за конектори.

През 2010 г. Toyota, Nissan и Mitsubishi започват да си сътрудничат, за да установят стандарта за бързо зареждане CHAdeMO. Най-актуалните зарядни устройства CHAdeMO имат мощност на зареждане от 40kW до 60kW, която е достатъчна за зареждане на батерията на Nissan LEAF до 80% за около половин час. Чрез усъвършенстване на технологиите, в бъдеще тази мощност може да бъде увеличена до 100kW. В световен мащаб стандарта за бързо зареждане CHAdeMO има инсталирани над 10000 станции, което го прави най-популярния стандарт.

В края на 2011г. се появява другият стандарт за бързо зареждане - система за комбинирано зареждане (CCS). Той се основава на съществуващия вече стандарт за зареждане от ниво 2 с конектор J1772, за да могат да се използват всичките три мощности за зареждане от едно място. При превозните средства по стандарт CHAdeMO, конекторите за ниво 2 и DCQC трябва да бъдат поставени един до друг, за да има възможност за зареждане с различни мощности.

Съществуващите CCS зарядни устройства обикновено работят със същите мощности както CHAdeMO, но стандартът позволява теоретичен максимум от 350kW през конектора - повече от двойно спрямо Tesla Supercharger. Обикновено в една станция се предоставя конектор CCS заедно с конектор CHAdeMO и се очаква през следващите няколко години мрежата да се разраства непрекъснато.

Въпреки че основната технология в стандартите CHAdeMO и CCS може един ден да улесни зареждането с мощност съответно от 100kW и 350kW, в момента няма вероятност да се открие нито една станция за бързо зареждане, предлагаща повече от 60kW.

Вместо да чака тези подобрения, Tesla решава да продължи напред със собствен DCQC стандарт - Supercharger, който от момента на пускането си предлага мощност от 120kW. Нещо повече, Tesla поставя стратегически своите станции за зареждане Supercharger, осигурявайки на водачите покритие, от което имат нужда, за да се придвижват между големите градове. Това е възможно, тъй като моделът S в момента е единственото EV на пазара с обхват от 300km, докато автомобили като Nissan LEAF и BMW i3 се нуждаят от зарядни станции, разположени на интервали от около 100km.

Преди посещаване на станция за зареждане е важно да се знае съвместимостта на електрическия автомобил с наличните конектори, особено при станциите за бързо зареждане, които не са от Tesla. Някои от тях могат да имат само CHAdeMO конектор, други само един SAE Combo CCS конектор, а трети могат да имат и двата. Освен това някои автомобили като Chevrolet Volt (хибриден автомобил с електрическо зареждане) не са съвместими със станции от ниво 3. Преди планиране на пътуване с EV е необходимо да се провери съвместимостта му с наличните зарядни станции по избрания маршрут.

Shell България съобщи за подписването с Eldrive на споразумение за изграждане на станции за зареждане на електрически автомобили в търговските комплекси Shell в България. Eldrive ще инсталира станции за бързо зареждане в 16 обекта Shell, разположени на основните пътища и магистрали в страната. Първите станции за бързо зареждане, които са пуснати в експлоатация от 1 ноември 2017 г., са инсталирани в Shell Велико Търново и Shell Любимец.

Според Shell България, това партньорство ще превърне Eldrive в най-големия оператор на инфраструктурата за зареждане на електрически автомобили в страната и единствения оператор с национално покритие, докато Shell ще бъде първата и единствена верига бензиностанции в България, която предприема такъв мащабен проект за зареждане на електрически автомобили с бързи зарядни станции. Инсталираните зарядни станции са с мощност 50kW, което прави възможно батериите на най-разпространените марки електрически автомобили да се зареждат до 80% за по-малко от 20 минути.

Към момента точките за зареждане в мрежата на Eldrive са общо 30 от които 6 са с бързо зареждане. Те се намират в София, Пловдив, Варна, Бургас, Благоевград, Албена и Дамяница. Плановете за бъдещо разрастване на мрежата включват инсталация на бързозарядни станции по всички основни национални пътни артерии, което ще позволи безпроблемното придвижване в междуградски условия.

Станция за бързо зареждане на електромобили

Собствениците на автомобили Tesla в България скоро ще имат възможност да зареждат колите си на фирмените зарядни станции на компанията. Вече е готова първата бърза зарядна станция на Tesla пред хотел Империал в Пловдив. Тя има четири колони за зареждане, които ще осигуряват пробег от около 280km само след 30 минути зареждане. Изборът на Пловдив е логичен, тъй като АМ „Тракия“ е част от коридора между Западна Европа и Турция. Така страната ни става част от т. нар. нов Supercharger коридор на компанията, свързващ Западна Европа с Турция. Трасето започва от Хърватия, преминава през Босна и Херцеговина, Сърбия и България, за да стигне до южната ни съседка. Целта на Supercharger коридора е да осигури колкото се може повече станции, за да отговори на нуждите след пускането на по-масовия Model 3.

Компанията ABB произвежда и доставя станцията за бързо зареждане на батериите на електрическите автомобили тип Terra 53 CJG. Тя включва специално приложение, което използва възможностите на ABB Ability™, позволявайки наблюдение и контрол на постояннотоковата мрежа за зареждане.

Зарядните станции на ABB отговарят на три международни стандарта за зареждане - за постояннотоково зареждане CHAdeMO, което е стандартът за бързо зареждане за автомобилите с марка Kia Soul, Citroen, Mitsubishi, Peugots и Nissan, и система за комбинирано зареждане (CCS), което е стандарт за бърз заряд, избран от Audi, BMW, Mercedes-Benz, Daimler, Ford, Fiat Chrysler, General Motors, Porsche, Volkswagen и Volvo, заедно със стандарта за променливотоково зареждане (стандарт тип 2). По този начин станциите са подходящи за всички видове електрически автомобили, които се предлагат на пазара. ABB е начело на тази технология, осигурявайки до 65% от станциите за бързо зареждане в Европа. Досега в световен мащаб тя е продала над 5000 точки за зареждане.

Mрежа от станции за бързо зареждане IONITY

Автомобилните компании BMW, Daimler, Ford, Volkswagen, Audi и Porsche създадоха съвместно предприятие IONITY за реализация на мрежата „High Power-Charging“ (HPC) за бързо зареждане на електрическите автомобили в Европа. След обединяване на усилия със Shell, OMV, Tank & Rast и Circle K, IONITY осигурява покритието на повече от половината от приблизително 400 планирани обекта. Предвиждат се и други партньорства.

IONITY използва европейския стандарт за зареждане CCS, който има капацитет до 350kW, като по този начин ще осигури съвместимост между марките на повечето съвременни и бъдещи електрически автомобили. Зарядните станции са оборудвани с най-новата технология с електронно зареждане и ще имат средно по шест точки за зареждане. Те ще бъдат лесно достъпни за обществеността, разположени на разстояние от около 120km една от друга, което означава, че шофьорите няма нужда да планират маршрути или да се притесняват кога ще стигнат до следващата. Заедно с партньорите си, IONITY вече работи върху реализацията на първите 20 обекта в повече от десет държави. Работата съвместно с опитни партньори е важен успех по пътя към създаване на европейска мрежа от станции за бързо зареждане. За разлика от станциите на Tesla, станциите IONITY ще зареждат всички марки електрически автомобили, като по този начин електромобилът ще придобие масова привлекателност дори за пътувания на дълги разстояния. Допълнителните партньорства, целящи да завършат европейската мрежа за бързо зареждане на IONITY, вече са в процес на разработване.

Изграждането на зарядни станции е от критично значение, за да се премахне страхът от изчерпване на батерията, без да е налице наблизо точка за зареждане. Осигуряващите нормално зареждане станции са прости и икономични, но зареждането трае прекалено продължително, което означава, че те се използват само от едно EV за голям период от време. Ето защо те могат да бъдат използвани само през нощта или на работното място през деня. Тъй като броят на електрическите автомобили продължава да нараства, търсенето на обществено достъпни бързи зарядни станции също се увеличава. За съжаление, много от съществуващите станции за бързо зареждане се концентрират около градовете, където EV се зареждат в домашни условия.