Типы зарядных станций: от медленных до ультрабыстрых
Электромобили стремительно завоевывают популярность по всему миру, предлагая экологически чистую и экономичную альтернативу традиционным автомобилям с двигателем внутреннего сгорания. Однако одним из ключевых аспектов, который интересует потенциальных владельцев электрокаров, является процесс зарядки. В нашем обзоре мы рассмотрим все, что вам нужно знать о зарядке электромобилей: от медленных домашних станций до ультрабыстрых коммерческих решений. Узнайте, как сделать оптимальный выбор и зарядить свой электромобиль максимально быстро и эффективно!
Основные вопросы
Как устроены электромобили
Электромобили работают от аккумуляторов, которые заряжаются через зарядные станции. Зарядные станции служат для пополнения этих аккумуляторов энергией. Существует два основных вида электричества: переменный ток (AC) и постоянный ток (DC).
Переменный ток преобразуется в постоянный внутри автомобиля (режим Mode 3), тогда как постоянный ток заряжает аккумулятор напрямую, что ускоряет процесс зарядки (режим Mode 4).
Зарядные станции также подразделяются на несколько типов в зависимости от мощности и скорости зарядки: медленные, быстрые и ультрабыстрые.
Переменный ток (AC)
- В основном используется для медленных зарядных станций, но может также применяться для быстрой зарядки 22 кВт.
- Преобразуется в постоянный ток внутри зарядного устройства автомобиля, встроенного в автомобиль (on-board charger).
- Напряжение — 220 Вольт, ток — до 32 Ампер для однофазных систем и до 64 Ампер для трехфазных систем.
Постоянный ток (DC)
- Используется для быстрых и ультрабыстрых зарядных станций, которые подают ток напрямую в аккумулятор.
- Преобразование в постоянный ток происходит на зарядной станции, на которой установлены соответствующие силовые преобразователи.
- Напряжение — 380-800 Вольт, ток — до 500 Ампер.
Обзор и сравнение типов ЭЗС
Зарядные станции различаются по типу подключения и мощности:
• Однофазная зарядка: используется для медленных и некоторых быстрых зарядных станций. Подходит для домашних условий. Максимальная мощность 7 кВт, время зарядки — 8-12 часов. *
• Трехфазная зарядка: используется для быстрых и ультрабыстрых зарядных станций. Часто применяется в коммерческих условиях. Максимальная мощность 500 кВт, время зарядки — менее 1 часа. *
* Приведены усредненные данные Точные параметры зависят от расхода энергии конкретной модели электрокара, емкости аккумулятора и других факторов.
Типы разъемов
Существуют следующие разъемы для зарядки электрокаров, зависящие от типа подключения и вида электричества.
Разъем | Напряжение макс. (В) | Ток (А) | Мощность (кВт) | Примеры электромобилей |
Type 1 | 220 | 32 | 7.4 | Nissan Leaf, Mitsubishi i-MiEV, Chevrolet Bolt |
Type 2 | 380 | 60 | 22 | Nissan Leaf, BMW i3, Volkswagen e-Golf |
GB/T (AC) | 220 | 32 | 7.4 | Nissan Leaf, Mitsubishi i-MiEV, Chevrolet Bolt |
GB/T (DC) | 950 | 250 | 237,5 | Nissan Leaf, Mitsubishi i-MiEV, Chevrolet Bolt |
CHAdeMO | 500 | 125 | 62.5 | Nissan Leaf, Kia Soul EV, Citroen Berlingo |
CCS2 | 1000 | 250 | 250 | Volkswagen ID.4, Audi e-tron, BMW i3 |
Преимущества и недостатки различных типов ЭЗС
Каждый тип зарядных станций имеет свои преимущества и недостатки, которые зависят от множества факторов, включая стоимость, мощность и удобство использования.
Медленные
- Низкая стоимость установки
- Доступность для домашнего использования
- Долгое время зарядки, не подходят для быстрого пополнения энергии
- Меньшая эффективность для пользователей с плотным графиком
Быстрые
- Оптимальное соотношение скорости и стоимости для коммерческого использования
- Повышение привлекательности мест для остановки (например, магазинов или ресторанов)
- Требуют более мощной электросети
- Выше стоимость установки
Как выбрать подходящую зарядную станцию
Выбор подходящего устройства для пополнения энергии вашего электромобиля зависит от множества факторов, которые нужно учитывать для обеспечения максимальной эффективности и удобства.
Емкость аккумулятора (АКБ): Чем больше емкость батареи, тем больше времени потребуется для её полной зарядки. Устройства с высокой мощностью смогут быстрее пополнить энергию крупного АКБ.
Мощность принимающего устройства: Каждый электромобиль имеет максимальную мощность, которую он может принять от зарядного устройства. Например, если автомобиль может принимать максимум 22 кВт, установка устройства мощностью 50 кВт будет избыточной и неэффективной. Также важно учитывать тип разъема и совместимость с вашим транспортным средством. Для некоторых моделей могут потребоваться переходники или адаптеры.
Максимальная мощность сети: Убедитесь, что электрическая сеть, к которой будет подключаться устройство, способна выдержать необходимую мощность. Мощность устройства должна быть равна или даже чуть меньше, чем мощность питающей сети, чтобы не перегружать её, учитывая всех потребителей на этой сети. Например, для домашней сети с напряжением 220 В и током 32 А максимальная мощность составляет 7 кВт (220 В * 32 А = 7040 Вт). Если в доме также работают другие энергозатратные приборы, мощность зарядного устройства лучше выбрать в пределах 3-5 кВт, чтобы избежать перегрузки сети.
На заметку: зарядка всегда будет осуществляться с наименьшей мощностью в цепи [сеть-ЭЗС-бортовое ЗУ]. Для примера выше итоговая мощность зарядки – 4.4 кВт.
Цель использования
Для дома
Медленные устройства
Могут полностью зарядить аккумулятор за ночь. Это идеальный вариант для пользователей, у которых есть возможность оставлять автомобиль на зарядке на длительное время, например, на ночь.
Средне-мощные устройства
Полезны для ускоренной зарядки, но требуют более мощной домашней сети и более высокого уровня электрической безопасности.
Для бизнеса
Рестораны и кафе – Быстрое устройство
Позволит посетителям подзарядиться за время трапезы. Время зарядки составит 1-2 часа, что удобно для краткосрочных визитов.
Отели – Медленные или средне-мощные устройства
Идеальны для длительного пребывания гостей, обеспечивая зарядку на протяжении ночи или всего дня. Важно наличие достаточного количества зарядных устройств для удовлетворения потребностей всех гостей.
Стоимость установки: Затраты на установку и эксплуатацию зависят от типа устройства и инфраструктуры. Медленные устройства дешевле в установке, тогда как ультрабыстрые требуют значительных инвестиций и специализированной инфраструктуры.
Дополнительные функции: Современные устройства могут обладать рядом дополнительных функций, таких как интеграция с домашней системой управления энергией, возможность удаленного контроля через мобильные приложения и наличие различных разъемов для совместимости с разными типами электромобилей.
Сколько времени требуется электромобилю для зарядки
Время зарядки электромобиля зависит от многих факторов факторов:
- Мощности зарядной станции
- Емкости и состояния аккумулятора
- Типа подключаемого разъема
- Текущего уровня заряда аккумулятора
- Температурных условий
- Эффективность зарядной станции (КПД) – Обычно составляет от 85% до 95%, так как часть энергии теряется.
Разберемся на примере, как рассчитать время зарядки, у вас есть электромобиль с аккумулятором емкостью 60 кВт⋅ч. Сейчас он заряжен на 20%, и вы хотите зарядить его до 80%. Вы используете зарядную станцию мощностью 50 кВт.
Вот как это посчитать:
- Определите, сколько энергии нужно добавить:
Вы хотите зарядить аккумулятор с 20% до 80%, то есть добавить 60% емкости.
60% от 60 кВт⋅ч = 36 кВт⋅ч.
- Рассчитайте время:
Зарядная станция мощностью 50 кВт.
Учитывая эффективность зарядки в 90% (или 0.9), получаем:
36 кВт⋅ч ÷ (50 кВт × 0,9) = 0,8 часа.
Итак, чтобы зарядить аккумулятор с 20% до 80%, потребуется примерно 0,8 часа или 48 минут.
Для быстрого расчета времени зарядки электромобиля можно следовать простой схеме:
- Узнайте мощность зарядной станции и емкость аккумулятора.
- Определите, сколько процентов заряда нужно добавить.
- Рассчитайте необходимую энергию (в кВт⋅ч).
- Разделите эту энергию на мощность зарядной станции и учтите эффективность зарядки.
Пример для зарядных станций STRIMcharge, зарядка автомобиля с аккумулятором 60 кВт⋅ч от 0% до 100%
Тип зарядной станции | Мощность на канал (кВт) | Время зарядки (часы) |
Быстрая зарядная станция ЕС.А | 80 | ~0,7 |
Ультрабыстрая зарядная станция ЕС.В для электробусов | 250 | ~0,2 |
Быстрая зарядная станция для дома EC.W | 60 | 1,0 |
Зарядная станция для дома АС 1, Зарядная станция КУЛОН, Зарядная станция АС 2 | 7/11/22 | 8,0 – 2,7 |
Часто задаваемые вопросы
Среднее время зарядки электромобиля от розетки 220 вольт зависит от емкости аккумулятора и мощности зарядного устройства. Например, если аккумулятор имеет емкость 60 кВт⋅ч и используется зарядное устройство мощностью 3 кВт, то зарядка займет около 20 часов. При использовании устройства мощностью 7 кВт время зарядки сократится до примерно 8 часов.
Для бытового использования подходят зарядные устройства мощностью от 3 до 7 кВт. Они обеспечивают достаточно быструю зарядку для повседневных нужд. Для коммерческого и магистрального применения могут потребоваться станции мощностью до 400 кВт, которые позволяют значительно сократить время зарядки и обеспечить быструю зарядку для большого количества электромобилей за короткий период.
Для дома подойдут устройства мощностью от 3 до 7 кВт. Мощность в 3 кВт подойдет для медленной подзарядки в течение ночи, а 7 кВт обеспечит более быстрый процесс, подходящий для ежедневного использования.
Да, стоимость зависит от мощности и функционала устройства. Модели с низкой мощностью (до 7 кВт) дешевле, они подходят для домашнего использования. Высокомощные станции (до 400 кВт) стоят дороже, но обеспечивают быструю подзарядку и чаще используются в коммерческих целях.