Tehnologie de încărcare pentru mașinile electrice Cum se completează cu electricitate AUTO MOTOR ȘI SPORT
Succesul mașinilor electrice depinde mai puțin de modele decât de tehnologia de încărcare și infrastructură. În loc de multe soluții izolate și standarde diferite, tehnologia uniformă se dezvoltă din ce în ce mai mult. Vă explicăm diferențele.
Pur și simplu conectați-l la priza de acasă și „umpleți” mașina electrică: asta ar dori majoritatea consumatorilor. Dar realitatea arată altfel. De fapt, părțile interesate trebuie să se ocupe intens de tehnologia de încărcare a diferiților producători și modele înainte de a cumpăra pentru a lua decizia corectă. Deoarece standardele de încărcare și cerințele de sistem diferă foarte mult.
În mașini, ceea ce este cunoscut sub numele de încărcare conductivă va rămâne în viitorul apropiat - încărcarea bateriei prin cablu. Se efectuează cercetări privind soluțiile inductive care permit alimentarea cu energie electrică fără contact, dar această tehnologie nu este încă competitivă. „Încărcarea fără fir” pentru BMW 530e costă 3.200 de euro și se poate încărca numai cu maximum 3,2 kW. În plus, stația de încărcare trebuie abordată cu o precizie de câțiva centimetri.
Vă rugăm să așteptați: procesul de realimentare pentru mașinile electrice nu se face în câteva minute.
Posibilitatea de a înlocui pur și simplu bateria pe baza unui sistem de depunere este în prezent încă departe. În cazul scuterelor electrice, acest lucru are cu siguranță un potențial viitor și este deja implementat de unii furnizori - cu „automate” pentru baterii din interiorul orașului pentru înlocuirea simplă a golului pentru complet. Cu toate acestea, conceptul nu este în prezent viabil din punct de vedere economic pentru mașini - deși producătorul chinez de mașini electrice Nio a prezentat recent un nou concept. Dar fără baterii standardizate pentru toate mărcile, acest lucru are puțin viitor.
Cablul rămâne setat - dar ce conector?
Asta lasă cablul de încărcare - și agonia la alegere. Este important să se facă distincția între tipul de curent (curent alternativ, curent alternativ și curent continuu, curent continuu), precum și performanțele potențiale ale dispozitivului de încărcare și conectorul standard.
Cu încărcarea cu curent alternativ, tehnologia de încărcare instalată în vehicul decide cât de repede poate fi efectuată „realimentarea”.
„Curentul greu” ajută acasă
Proprietarii de case se pot baza, în special, pe o altă variantă care este refuzată în mare parte chiriașilor din orașele mari: așa-numita wallbox. Aici electricianul instalează un dispozitiv special de încărcare cu conexiune multifazică de 400V - varianta cunoscută colocvial ca „curent de putere” sau „curent de înaltă tensiune”, cu care, de exemplu, pot fi conectate și sobele de bucătărie. Puterea de încărcare a unei astfel de cutii de perete este de până la 44 kW (11 sau 22 kW sunt totuși obișnuite) și, prin urmare, este potrivită și pentru „realimentarea” relativ rapidă a unei mașini electrice puternice. Cu un consum tipic de mașină electrică de 15-20 kWh la 100 de kilometri, o autonomie de aproximativ 100 la 150 de kilometri pe oră ar putea fi reîncărcată. Cu toate acestea, durează câteva ore pentru a încărca complet bateriile cu o capacitate mai mare și în mod ideal are loc peste noapte. În plus, instalarea unei cutii de perete de 22 kW depinde de aprobarea furnizorului de energie electrică, motiv pentru care sunt de obicei implementate conexiuni de 11 kW.
Dacă nu doriți să instalați o cutie de perete, puteți accesa și prizele trifazate CEE 400V, care sunt adesea disponibile în zonele rurale și comerciale, cu care pot fi asigurate capacități de până la 22 kW, în funcție de siguranța (16 sau 32 ampere). De exemplu, Renault oferă o stație de încărcare mobilă care poate fi conectată la astfel de prize CEE. Cabluri de încărcare adecvate sunt, de asemenea, disponibile de la furnizorii relevanți de tehnologie de încărcare în comerțul liber.
Multe stații de încărcare publice nu sunt destinate încărcării rapide
Cu toate acestea, în viitor, punctele de încărcare accesibile publicului, cu capacități mari de încărcare, vor juca cel mai important rol în furnizarea de mașini electrice. În prezent, stațiile de încărcare cu ieșiri de 11 și 22 kW, care au conexiuni de tip 2 cu curent alternativ, cunoscute și sub denumirea de „prize Mennekes” (numite după compania de dezvoltare Mennekes) sunt răspândite. Acest tip de conexiune este un standard la nivelul întregii UE, dar nu este potrivit pentru încărcarea rapidă în câteva minute pe traseele pe distanțe lungi. Astfel de stâlpi, pe de altă parte, sunt ideali pentru reîmprospătarea scurtă a bateriei, de exemplu la cumpărături, motiv pentru care supermarketurile pun din ce în ce mai mult stâlpi corespunzători în parcările lor.
Cu toate acestea, este important de menționat și puterea cu care funcționează încărcătoarele mașinilor electronice respective. Pentru a converti curentul alternativ de rețea (AC) în curentul continuu (DC) necesar pentru bateria de tracțiune, încărcătoarele corespunzătoare sunt instalate în mașinile electrice. Cu toate acestea, puterea lor variază de la producător la producător și, în niciun caz, fiecare model actual nu este capabil de încărcare trifazată la o stație de încărcare de tip 2 cu o putere totală de 22 kW. De exemplu, actualul Nissan Leaf permite o putere maximă de încărcare de doar 6,6 kW la conexiunea de tip 2, în timp ce noul Kia eNiro limitează încărcarea AC la 7,2 kW.
Grupul Volkswagen a devenit public cu o idee nouă la începutul anului 2018/2019. Compania cu sediul în Wolfsburg planifică un sistem de stații mobile de încărcare rapidă, care pot fi instalate cu ușurință în zonele de stand adecvate și pot stoca curentul de încărcare în bateriile vehiculelor uzate. Alternativ, ar trebui să fie posibilă și o conexiune fixă. Dacă coloana este „goală”, este pur și simplu schimbată cu una nouă în planificarea VW. Un sistem care nu este diferit de blocul de toaletă mobil. Această „bancă de putere pentru vehicule electronice” nu trebuie utilizată numai în locuri de parcare fixe, ci și, de exemplu, în parcările evenimentelor majore. La mijlocul anului 2019, VW va intra în funcțiune de încercare cu mai mulți stâlpi în Wolfsburg și va intra apoi în funcțiune la nivel național în 2020.
Încărcarea rapidă are nevoie de stâlpi puternici
Majoritatea producătorilor de automobile din Asia au folosit sistemul CHAdeMO cu curent continuu introdus în 2010 pentru încărcare rapidă, ceea ce este deosebit de important pentru călătoriile de peste țară, dar este puțin probabil să se stabilească în toată Europa. Trebuie menționat aici că vehiculele echipate cu sistemul CHAdeMO pot fi încărcate în principal prin conectorul de tip 2. Cu toate acestea, există planuri de dotare a noilor stații de încărcare CCS cu conexiuni CHAdeMO în viitor, dar acest lucru nu este garantat.
Porsche Taycan va fi prima mașină de producție de pe piața germană care poate suporta o putere de încărcare de până la 350 kW.
Un alt sistem se va stabili ca standard în UE pentru viitorul previzibil, „Sistemul combinat de încărcare” (CCS). Acest standard, pe care producătorii americani și europeni au convenit, permite încărcarea printr-o conexiune de tip 2, precum și încărcarea rapidă DC cu propriul tip de conector și protocolul de comunicație. În Germania, conform ordonanței coloanei de tarifare care a intrat în vigoare în 2016, fiecare nou punct de încărcare accesibil publicului care a fost construit de atunci trebuie să aibă atât o conexiune de tip 2, cât și o conexiune CCS - acest lucru a făcut din CCS un cvasi-standard. Cel mai recent, Hyundai/Kia a optat și pentru standardul CCS cu noile mașini electrice ale grupului.
De fapt, în special stațiile de încărcare rapidă vor face posibilă utilizarea pe scară largă a mașinilor electronice. Furnizarea unei distanțe suficiente pentru câteva sute de kilometri de distanță de conducere în decurs de 15 până la 20 de minute va convinge, de asemenea, mulți cumpărători sceptici. Faptul că timpul de încărcare este adesea declarat ca până la 80% din capacitatea bateriei are un motiv simplu: de la acest nivel de umplere, electronica vehiculului reduce de obicei puterea de încărcare pentru a economisi bateria. Restul de 20 la sută necesită, prin urmare, un timp de încărcare semnificativ mai mare.
Nu fiecare baterie se poate încărca rapid
Dar chiar și aici cumpărătorul trebuie să afle în prealabil cum va reacționa vehiculul ales la încărcarea rapidă. Un punct de lipire aici este răcirea bateriei. Deoarece dezvoltarea căldurii în timpul încărcării rapide este semnificativ mai mare decât în stațiile standard, este necesară răcirea eficientă a bateriei de tracțiune. Cât de important este acest lucru este demonstrat de noul Nissan Leaf, unde încărcarea rapidă repetată pe distanțe mai mari duce la o reducere a curentului de încărcare din motive de siguranță pentru a nu supraîncălzi bateria (răcită cu aer).
Compania Ionity a fost fondată de numeroși producători auto și își propune să instaleze o rețea paneuropeană de încărcare rapidă.
Ionitatea ca societate mixtă
Tema stațiilor de încărcare rapidă a luat avânt din 2017: odată cu compania Ionity, o societate mixtă fondată de Ford, Mercedes, BMW și Grupul Volkswagen, o rețea la nivelul UE de 400 de stații de încărcare de înaltă performanță urmează să fie construită de-a lungul drumurilor principale până în 2020 . Scopul este de a pune la dispoziție astfel de stații de încărcare la o distanță maximă de 120 de kilometri. Stațiile de încărcare de mare putere (HPC) sunt planificate pentru o capacitate maximă de încărcare de 350 kW - chiar dacă acești curenți de încărcare mari nu pot fi în prezent „digerați” de o mașină electrică. Ionity intenționează să finalizeze extinderea până în 2020; stațiile de încărcare vor fi construite în cea mai mare parte la stațiile de benzină convenționale pentru vehiculele cu combustie.
În același timp, producătorii gândesc și ei înainte. La Berlin, de exemplu, Porsche a instalat o stație de încărcare de 800 volți ca proiect pilot, care poate umple Porsche Taycan ca prima mașină de producție cu tehnologie 800V în 20 de minute. În același timp, Porsche investește împreună cu BMW în proiectul de cercetare Fast Charge, care funcționează și cu tehnologie de înaltă tensiune (până la 920 volți) și oferă o putere de încărcare de până la 450 kW. O stație de alimentare electronică corespunzătoare a fost pusă în funcțiune pe autostrada A8 în decembrie 2018.
Tesla este deja mai departe
Modelele de la producătorul american Tesla sunt o specialitate. Pentru versiunile europene ale mașinilor sale electronice, Tesla a decis inițial conectorul Mennekes de tip 2, care permite încărcarea bateriei de tracțiune la stațiile de încărcare și cutiile de perete publice corespunzătoare. Tesla Supercharger, cea mai densă rețea din lume de stații de încărcare în spații publice până în prezent, folosește mufa identică de tip 2 cu propriul protocol de încărcare pentru încărcarea DC. Ca și în cazul altor sisteme de încărcare rapidă, acesta ocolește încărcătorul auto, iar bateria de tracțiune este umplută direct de la stația de supraalimentare.
Prin urmare (și din cauza protocoalelor de comunicare corespunzătoare) nu este posibil ca alte vehicule cu sisteme CCS sau CHAdeMO să realimenteze cu supraîncărcătoare Tesla. Pe de altă parte, Tesla oferă clienților săi un adaptor pentru a permite încărcarea rapidă DC pe coloanele CCS. În plus, Tesla a anunțat la sfârșitul anului 2018 că va echipa versiunea europeană a modelului 3 cu un port de încărcare CCS din fabrică.
De altfel, cu capacități de încărcare atât de mari, nu este nevoie să vă fie frică de un „șoc electric”: un protocol de încărcare cu care comunică stația de încărcare și electronica vehiculului se ocupă de acest lucru. Procesul de încărcare este eliberat numai atunci când ștecherul de încărcare este corect conectat la vehicul și blocat și vehiculul și stația de încărcare au schimbat informații despre diferite stări de funcționare.
Noi tehnologii și promisiuni
Un nou adaptor de încărcare ar trebui să scurteze timpul de încărcare cu curent alternativ
La Detroit Motorshow la începutul anului 2019, un start-up canadian a provocat senzația cu un nou tip de adaptor care dorește să revoluționeze timpul de încărcare al mașinilor electrice. Indiferent de tehnologia instalată în vehicul, GBatteries dorește să încarce complet o baterie de tracțiune de 60 kWh în decurs de zece minute și să realimenteze 200 de kilometri în doar cinci minute. Acest lucru ar trebui să fie posibil cu un adaptor și un software special, fără a modifica tehnologia vehiculului. Cât de exact ar trebui să fie posibil acest lucru - GBatteries a fost până acum tăcut. În termeni pur matematici, ar fi necesară o putere de încărcare de 360 kW, ceea ce nu este posibil chiar și în cazul stațiilor de încărcare rapidă actuale.
„Juice Phaser”, construit de Juice Technologies AG din Elveția, este mai realist și poate fi cumpărat în viitor. Adaptorul de încărcare se adresează posesorilor de mașini electrice care pot încărca doar o singură fază și, prin urmare, foarte lent în rețeaua de curent alternativ. Acestea includ, de exemplu, Jaguar I-Pace, Nissan Leaf, Hyundai Ioniq și Kona, Kia Soul și e-Niro și Opel Ampera-E. Juice Phaser este destinat reducerii semnificative a timpilor de încărcare pentru proprietarii de astfel de modele. Dispozitivul este conectat direct la rețeaua electrică internă sau printr-o priză la o priză trifazată de 16A și furnizează 25 amperi pentru încărcare monofazată. În loc de doar 3,7 kW, debitul este acum de 5,8 kW, în conformitate cu restricțiile de sarcină dezechilibrate prescrise. De exemplu, Phaser ar trebui să poată încărca bateria de 60 kWh a Opel Ampera-e în nouă în loc de 15 ore cu un adaptor de încărcare convențional.