Электрозаправка

Электрозаправка для авто — это оборудование для зарядки тяговой аккумуляторной батареи электротранспорта. 

Существуют разные виды электрозаправок, например:

• Отдельно стоящие зарядные станции. В разных городах распространены сети «Мосэнерго», «Россети», «Энергия Москвы», «Пункт Е», itCharge. 
• Зарядные станции на некоторых обычных заправках. Такие есть у сетей «Роснефть» и «Лукойл». 
• Станции на парковках бизнес-центров, гостиниц и других общественных пространств. Парковка может быть бесплатной, а может быть платной и даже закрытой. 

Электрозаправки могут быть разделены по мощности подачи токовой энергии и скорости зарядки: 

• Медленные станции мощностью до 22 кВт. Для полноценной зарядки автомобиля понадобится примерно 7–8 часов. 
• Станции быстрой подзарядки мощностью 50 кВт. В большинстве случаев они платные, но не всегда. Заряжают полностью аккумулятор в среднем за один час. 

Зарядная станция - это физический объект с одной или несколькими точками зарядки, использующий общий интерфейс идентификации пользователя. Все физические интерфейсы “человек-машина” расположены на зарядной станции. Некоторые зарядные станции оснащены считывателем RFID, кнопками, дисплеями, светодиодами и т.п. Другие станции - "Подключи и заряжай" (Plug & Charge), без кнопок, дисплея и т.п. В таких случаях транспортное средство идентифицируется автоматически

Как устроена зарядка для электромобиля

• Электромобили приводятся в движение крошечными заряженными частицами, называемыми электронами.
• Эти электроны попадают внутрь электромобиля либо через быстрые зарядные устройства постоянного тока (DC), либо через зарядные устройства переменного тока (AC).

По своей сути, зарядное устройство для электромобилей получает электрический ток либо из розетки на 240 В, либо из сети, к которой оно подключено, и доставляет это электричество в электрокар.

Сколько времени требуется электромобилю для зарядки?

• При использовании станции быстрой зарядки (зарядка уровня 3). Среднее время, необходимое для зарядки электромобиля среднего размера, составляет от 17 до 52 минут.
• При использовании домашней зарядной станции (зарядка уровня 2). Среднее время, необходимое для зарядки электромобиля среднего размера, составляет  от 1 часа 45 минут до 6 часов.
• При зарядке автомобиля без зарядной станции с использованием обычной розетки дома (уровень 1). Среднее время зарядки автомобиля среднего размера составит около  19 часов

По своей сути, зарядное устройство для электромобилей получает электрический ток либо из розетки на 240 В, либо из сети, к которой оно подключено, и доставляет это электричество в электрокар.

Что влияет на время зарядки электромобиля?

• Размер батареи

  Точно так же, как размер топливного бака бензинового автомобиля, размер аккумулятора определяет, сколько энергии может хранить автомобиль. Измеряется в киловатт-часах (кВтч), которые являются электрическим эквивалентом литра: чем больше аккумулятор, тем дольше он будет заряжаться. 

• Уровень заряда (пустой или полный)

  Подобно счетчику топлива в автомобиле, состояние заряда (SoC) показывает, сколько энергии ваш электромобиль может использовать между «полным» и «пустым» состоянием. Проще говоря, это процент заряда аккумулятора электромобиля относительно его емкости в данный момент времени.

  Из-за особенностей химического состава батарей, батарея с низким SoC сможет выдерживать гораздо более высокую выходную мощность, чем батарея с высоким SoC. Зарядка будет постепенно замедляться  по мере того, как аккумулятор электромобиля приближается к полному заряду. Вот почему зарядка электромобиля с 20 до 80 процентов происходит намного быстрее, чем с 80 до 100 процентов.

• Зарядная мощность электромобиля

  Хотя батареи большего размера означают, что они могут хранить больше энергии, это не всегда означает более быстрое время зарядки, поскольку некоторые автомобили могут потреблять больше энергии, чем другие. Например, Tesla Model 3 имеет мощность быстрой зарядки 250 кВт, в то время как меньший Peugeot e-208 поддерживает только быструю зарядку 50 кВт — большая разница во времени зарядки.

  Пример:  Электромобиль Peugeot e-208 на зарядной станции мощностью 240 кВт означает, что он может заряжаться максимум на 50 кВт, поскольку это все, что ему нужно.

  Зарядка Tesla Model 3 на той же зарядной станции мощностью 240 кВт означает, что она будет заряжаться максимум на 240 кВт (хотя автомобиль может потреблять 250 кВт), поскольку это максимальная выходная мощность зарядной станции. 

• Погодные условия

  Условия окружающей среды и особенно температура играют жизненно важную роль в том, насколько быстро вы сможете зарядить электромобиль. Батареи работают наиболее эффективно при температуре 20–25°C.

  Если температура становится слишком низкой или слишком высокой, зарядка может занять немного больше времени, особенно при использовании станции быстрой зарядки. Это связано с тем, что система управления аккумулятором автомобиля (BMS) снижает мощность, чтобы защитить аккумулятор при повышении или понижении температуры.

Хотя привычки вождения значительно различаются в разных регионах, средний показатель по России составляет около 18700 километров в год или 50.2 км в день. В этом случае домашнее зарядное устройство для электромобилей будет потреблять около 11 кВт/ч в день, или 310 кВт/ч в месяц и 4015 кВт/ч в год.

Электромобили можно заряжать постоянным и переменным током. Постоянный ток заряжает батарею напрямую. А если на вход подают переменный ток, встроенное в электромобиль бортовое зарядное устройство преобразует его в постоянный, который и заряжает батарею.

Процесс зарядки переменным током более медленный, потому что мощность зарядных станций ограничена 22 кВт. Мощность станций постоянного тока — 50 кВт и выше, поэтому зарядка постоянным током — «быстрая».

Время зарядки зависит от емкости батареи и мощности зарядного устройства. Чем выше мощность, тем быстрее заряжается автомобиль. Например, полностью зарядить батарею Tesla Model 3 емкостью 60 кВт·ч постоянным током от «быстрой» станции мощностью 50 кВт можно за 1 час 12 минут. Но если заряжать ту же машину переменным током от бытовой электросети мощностью 7,4 кВт, уйдет чуть более 10 часов.

Максимальную мощность можно рассчитать, если умножить напряжение на силу тока. Но в случае переменного тока нужно смотреть еще и на мощность встроенного бортового зарядного устройства. Чаще всего она меньше мощности внешней зарядной станции, и именно эта характеристика будет самым узким местом процесса зарядки.

Например, мощность бортового зарядного устройства Tesla Model 3 — 7,4 кВт при использовании однофазной сети переменного тока и 11 кВт при трехфазной. В подобном случае нет никакого смысла использовать мощную станцию переменного тока мощностью в 22 кВт. Есть и электромобили с бортовым зарядным устройством в 22 кВт. Например, все модификации Zeekr 001.

Режимы заряда электромобилей описаны в международном стандарте IEC 61851. Возьмем для примера Tesla Model 3. Его батарею емкостью 60 кВт·ч можно зарядить:

• От бытовой однофазной электросети 230 В через обычную евророзетку с током 16 А — за 16 часов. Это время можно уменьшить вдвое, до 8 часов, если установить специальную промышленную розетку на ток 32 А.
• От бытовой трехфазной сети 400 В с использованием трехфазной розетки — за 5,5 часа. При токе в 32 А мощность зарядки составит 11 кВт — предел для бортовых зарядных устройств большинства моделей электромобилей.
• От внешней зарядной станции переменного тока мощностью 22 кВт — за 2 часа 45 минут. Но полностью использовать такую мощность умеют далеко не все модели. Для большинства электромобилей зарядная мощность переменным током не может превышать 11 кВт, так что время зарядки составит те же 5,5 часа, что и в предыдущем случае.
• От внешней зарядной станции постоянного тока — за час и быстрее. Мощность таких станций начинается от 50 кВт, а у некоторых моделей может превышать 200 кВт. При этом они заряжают батарею напрямую, без всяких узких мест в виде бортового зарядного устройства. Установка такой станции требует подведения промышленной электрической мощности, так что это типичное решение для электрозарядных станций, а не для частного дома.