Електромобільна зарядка в деталях: роз’єми, кабелі, швидкість, кіловати та все, що потрібно знати

Для багатьох, хто щойно придбав чи збирається придбати свій перший електромобіль, його заряджання – це абсолютно новий досвід.

На цій сторінці ми прагнемо розповісти усе, що вам потрібно знати про заряджання електромобілів і роз’яснити найпоширеніші запитання, щоб ви могли бути впевненішими у виборі електромобілів.

Пояснення щодо рівнів зарядних станцій для електромобілів (EV) і всіх типів зарядних пристроїв

Існує три рівні зарядних станцій - чим вищий рівень, тим вища вихідна потужність і тим швидше заряджається ваш електромобіль.

Перш ніж йти далі, дуже важливо зрозуміти, як живляться зарядні станції для електромобілів.

Як живляться зарядні станції для електромобілів?

Не заглиблюючись у техніку, коли справа доходить до заряджання електромобілів, існує 2 важливих типи електричного струму:

1. Змінний струм (alternating current, AC) — це тип електричного струму, який характеризується періодичною зміною напрямку і величини. Він є основним типом електроенергії, що постачається через електричні мережі до побутових та промислових споживачів. Змінний струм здатний ефективно передаватися на великі відстані за допомогою трансформаторів, що дозволяє мінімізувати втрати енергії. Оскільки струм періодично змінює свій напрямок, його параметри описуються частотою, вимірюваною в герцах (Гц).
2. Постійний струм (direct current, DC) — це електричний струм, у якому напрямок і величина залишаються незмінними з часом. Його можна отримати від таких джерел, як батареї або акумулятори. Постійний струм рухається через провідник в одному визначеному напрямку, забезпечуючи стабільне живлення електричних приладів. Цей тип струму є основним для багатьох електронних пристроїв і систем, які вимагають постійної напруги для коректної роботи.

Важливо знати: живлення від мережі завжди подається змінним струмом, а електричні батареї приймають лише постійний струм. Це означає, що на якомусь етапі струм повинен бути перетворений.

Який тип струму використовується для зарядки мого електромобіля? 

Отож, повернемося до рівнів заряду.

Зарядка 1 рівня. Підключення кабелю, який постачається з вашим електромобілем, до стандартної побутової (домашньої) розетки. Це найповільніший спосіб заряджання електромобіля, оскільки він забезпечує лише до 3,5 кВт (16 А).

Зарядка 2 рівня. Це будь-яка стандартна точка заряджання змінного струму, яку ви можете знайти прикріпленою до стіни, на стовпі або землі. Зарядні станції 2 рівня зазвичай забезпечують потужність від 3,4 кВт до 22 кВт і знаходяться в житлових будинках, на громадських парковках, підприємствах і комерційних об'єктах. За максимальної потужності, 22 кВт годинна зарядка забезпечить приблизно 120 км пробігу.

Зарядка 3 рівня. Також відомий як постійний струм або швидка зарядка. Постійний струм безпосередньо живить акумулятор автомобіля, минаючи бортовий перетворювач змінного/постійного струму. Як наслідок, зарядні станції рівня 3 можуть забезпечити більше енергії та швидше, що робить їх ідеальними для місць з короткими зупинками. Деякі станції забезпечують потужність до 350 кВт і при цьому можуть заряджати електромобіль приблизно за 15 хвилин.

Рівні 1,2 використовують бортовий інвертор автомобіля для перетворення змінного струму на постійний, а рівень 3 надсилає живлення постійного струму одразу до акумулятора.

Знаючи, які є рівні заряду, а також різницю між змінним і постійним струмом, ви зрозумієте відповідь на питання номер 1: «Скільки часу потрібно, щоб зарядити мій електромобіль?»

Який середній час зарядки електромобіля і що впливає на швидкість заряджання?

Окрім вихідної потужності зарядної станції, на час зарядки впливає тип батареї та зарядна ємності автомобіля, а також ряд інших ситуаційних факторів.

Акумулятор електромобіля

Все просто: чим більший акумулятор, тим довше заряджатиметься. Ємність батареї електромобіля вимірюється в кіловат-годинах (кВт-год). Більшість сучасних акумуляторів електрокарів може мати від 25 до 100 кВт-год.

Енергетична ємність акумулятора

Наприклад, якщо два електрокари з батареями однакового розміру заряджаються пліч-о-пліч на потужній зарядній станції постійного струму, але один може приймати лише 50 кВт постійного струму, а інший – 250 кВт, то останній заряджатиметься набагато швидше, ніж перший.

Стан заряду

Під час заряджання змінним струмом, потік електроенергії до електромобіля рівномірний (батарея заряджатиметься з тією самою швидкістю від 0 до 100%).

Під час заряджання постійним струмом, акумулятор електромобіля спочатку приймає швидкий потік енергії, а коли заповнюється, запитує менше потужності: для того, аби не пошкоджувати батарею стрибком потужності. Як наслідок, заряджання до 80 % відбувається швидше, ніж останні 20% (що може зайняти стільки ж часу, як перші 80 %).

Метеорологічні умови

Оскільки батареї працюють ефективніше в теплу погоду ( 20–25°C), то в холодну або жарку погоду заряджання автомобіля займатиме більше часу.

Середній час зарядки електромобіля

Для наглядності зображено приблизний час заряджання батареї від 20 до 80% рівня заряду. Деякі електромобілі можуть не підтримувати швидке заряджання.

Зарядний штекер – це роз’єм, який ви вставляєте в зарядне гніздо електромобіля. Ці роз'єми відрізняються залежно від:

• марки транспортного засобу
• рівня зарядки
• країни, де вони виготовлені

На щастя, більшість країн дотримуються наведених нижче стандартів.

Типи  роз'ємів

Роз'єми для зарядки змінним струмом AC (рівень 1,2)

Type 1 (SAE J1772). Він розрахований лише на заряджання змінним струмом у режимах Mode 2 та Mode 3. Найчастіше використовується з моделями автомобілів, що знаходяться в Японії та Північній Америці. Вони однофазні і можуть видавати потужність до 7,4 кВт.

Type 2 (Mennekes). Комбінований (одно-/трифазний) роз'єм. Є офіційним стандартом вилок для ЄС. Забезпечує до 22 кВт для приватної зарядки та до 43 кВт для громадської зарядки (у режимі Mode 3).

GB/T (GB/T AC). Система зарядки, розроблена в Китаї. Є 2 варіанти розеток GB/T: один для зарядки змінним струмом, а інший для швидкої зарядки постійним струмом. Зарядний штекер GB/T AC є однофазним і забезпечує до 7,4 кВт. Він дуже схожий на штекер Type 2, проте його контакти та рецептори перевернуті.

Роз'єми для швидкої зарядки постійним струмом DC (рівень 3)

CCS (Combined Charging System). Стандарт швидкого заряджання в Північній Америці (CCS1) і Європі (CCS2). Це комбінована система заряджання, яка підтримує заряджання змінним струмом та має додаткову проводку, розраховану на зарядку постійним струмом (Mode 4) потужністю до 350 кВт. Зарядити від такого терміналу електромобіль з кабелем Type 1/Type 2 не вдасться, проте є зворотна сумісність – «комбо»-електромобіль можна підключити до станції повільного заряджання.

CHAdeMO. Розроблені в Японії. Більшість забезпечують швидку зарядку до 200 кВт, а також двонаправлену зарядку (Vehicle-to-Grid). На сьогодні Азія є лідером у виробництві електромобілів, сумісних із розетками CHAdeMO, і розробила технологію заряджання від 200 до 400 кВт. 

Однак ці швидкості не є широко доступними в Європі та Північній Америці, де CHAdeMO зазвичай досягає лише 63 кВт. У Європі, з 2018 року, CHAdeMO поступово зникають, оскільки CCS2 перевищив ці швидкості та став золотим стандартом на всьому континенті. За допомогою спеціального адаптера, до терміналів стандарту CHAdeMO можна підключати електромобілі Tesla.

GB/T (GB/T DC). Забезпечує потужність DC-зарядки (Mode 4) до 237,5 кВт, а у новій модифікації з рідинним охолодженням обіцяє досягти фантастичних 900 кВт.

Tesla Supercharger. Цей роз'єм впровадила компанія Tesla, яка розвиває власну мережу зарядних станцій і не дозволяє заряджати інші пристрої не від Tesla. Він комбінований – за його допомогою авто можна заряджати як «повільним» змінним струмом, так і від DC-станцій (постійного струму). Автомобілі Tesla для експортних ринків оснащені роз'ємами Type 2, що робить їх сумісними із європейськими зарядними терміналами.

Tesla почали виробляти свої автомобілі з CCS2, що є великим плюсом для Європи. Також має з'явитися їх власний перехідник CCS на Tesla, що дозволить водіям Tesla заряджатися на будь-яких DC станціях, за межами Європи.

Якщо ви заряджаєте від постійного струму, тобто використовуєте зарядний пристрій Supercharger, CCS2 або ChaDeMo, швидкість залежить від зарядного пристрою. Supercharger та CCS2 мають максимальну потужність приблизно 150-250 кВт, а зарядні пристрої ChaDeMo – 50 кВт.

Зарядні кабелі

У той час як деякі зарядні станції постачаються з прикріпленими кабелями - інші вимагають власних, зарядні кабелі є невід’ємною частиною заряджання електромобіля, під’єднуючи ваш автомобіль до зарядної точки.

Зарядні кабелі бувають чотирьох форм або «моделей»:

Mode 1 : не використовуються для зарядки електромобілів, а лише для електровелосипедів та скутерів.

Mode 2 : зазвичай постачається з електромобілем у стандартній комплектації. Підключається одним кінцем до вашого електромобіля, а іншим — до стандартної побутової розетки. Кабель постачається з вбудованим пристроєм IC-CPD, що відповідає за керування, зв’язок та захист. Оскільки більшість побутових розеток видають лише до 3,5 кВт потужності, така зарядка займає чимало часу.

Mode 3 : підключає ваш автомобіль до спеціальної зарядної станції EV і є найпоширенішим для зарядки змінним струмом (в офісах, на комерційних і громадських автостоянках). Ці кабелі відповідають за керування, зв’язок і захист процесу заряджання і зазвичай підключаються до зарядних штекерів Type 1 або Type 2.

Mode 4 : використовуються для швидкої зарядки (рівень 3). Призначені для передачі вищої зарядної потужності постійного струму, підключаються до точки заряджання та часто мають рідинне охолодження, щоб справлятися з теплом.

Чи працює швидка зарядка (постійним струмом) з усіма електромобілями?

Деякі батареї витримують потужність 350 кВт, а інші – лише 50 кВт. Крім того, існують електромобілі з меншими акумуляторами, які не мають ємності для заряджання постійним струмом.

Отже, щоб отримати максимальну віддачу від швидкої зарядки постійним струмом, слід визначити, чи підтримує електромобіль зарядку постійним струмом і якщо так, то який максимальний вихідний сигнал він приймає.

З такою великою кількістю зарядних кабелів і типів роз'ємів не просто визначити, який із них підходить саме вашому електромобілю. Ми сподіваємося, що ця стаття допомогла вам розібратися з найпоширенішими типами, щоб ви могли легко заряджатися🙂