Зарядная станция

редактировать
Инфраструктура, обеспечивающая электроэнергией для подзарядки электромобилей
Заряжается Tesla Roadster, город Ивата, Япония Электрический мотоцикл на станции AeroVironment
Nissan Leaf заряжается в Хьюстоне, Техас Toyota Priuses на общественной станции, Сан Франциско
Зарядные станции для электромобилей :

An станция зарядки электромобилей, также называемая станция зарядки электромобилей, точка зарядки, точка зарядки, точка зарядки, электронная зарядная станция (ECS ), и оборудование для питания электромобилей (EVSE ), является частью инфраструктуры, которая поставляет электроэнергию для подзарядки подключаемых к электросети электромобилей, включая электромобили, электромобили и подключаемые гибриды.

У некоторых электромобилей есть встроенные преобразователи, которые подключаются к стандартной электрической розетке или розетке большой емкости. Другие используют зарядную станцию, которая обеспечивает электрическое преобразование, мониторинг или функции безопасности. Эти станции могут поддерживать более быструю зарядку при более высоких напряжениях и токах, чем бытовые EVSE.

Зарядные станции устанавливают широкий выбор сверхмощных или специальных разъемов. Для мульти быстрой зарядки DC стали Innstандартные зарядные, оснащенные двумя или тремя из комбинированной системы зарядки (CCS), CHAdeMO и быстрой зарядки переменного тока. де-факто рыночный стандарт во многих регионах.

Общественные зарядные станции обычно предоставляют собой уличное оборудование, предоставляемые электрические компании или расположенные в торговых центрах, ресторанах и на стоянках. Им могут управлять различные частные компании.

Содержание

  • 1 Типы зарядных станций
  • 2 Время зарядки
  • 3 Стоимость
    • 3.1 США
  • 4 Безопасность
  • 5 Режимы зарядки IEC-61851-1
    • 5.1 Режим 1: Бытовая розетка и удлинитель
    • 5.2 Режим 2: Бытовая розетка и кабель с защитой
    • 5.3 Режим 3: Специальная розетка в выделенной цепи
    • 5.4 Режим 4: Подключение постоянного тока (DC) для быстрой подзарядки
  • 6 уровни зарядки по SAE (Северная Америка)
    • 6.1 Источник переменного тока:
    • 6.2 Постоянный ток (DC) Быстрая зарядка:
    • 6.3 Дополнительные и стандарты расширения:
  • 7 Зарядные станции общего пользования
    • 7.1 Местоположение
    • 7.2 Проекты и совместные предприятия транспортных средств и зарядных станций
  • 8 Замена аккумуляторов
    • 8.1 История
    • 8.2 Преимущества
    • 8.3 Провайдеры
    • 8.4 Критика
  • 9 Производители зарядных станций
    • 9.1 Блоки питания нагревателя
  • 10 Стандарты
    • 10.1 Напряжение и мощность
    • 10.2 Вилки
    • 10.3 Знаки зарядных станций EV
  • 11 Сопутствующие технологии
    • 11.1 Связь с интеллектуальными сетями
    • 11.2 Re новые зарядные станции электроэнергии и ВЭ
      • 11.2.1 Станция SPARC
      • 11.2.2 Зарядная станция E-Move
      • 11.2.3 Ветровая зарядная станция
  • 12 См. также
  • 13 Примечания

Типы зарядных станций

Зарядные станции с разъемом NEMA для электричества AMC Gremlin, используемое Seattle City Light в 1973 году Разъемы для зарядки: IEC Type 4 / CHAdeMO (слева); CCS Combo 2 (в центре); Розетка IEC типа 2 (справа)

Зарядные станции делятся на четыре основные категории:

  1. Бытовые зарядные станции: владелец электромобиля подключается к стандартной розетке (например, разъем NEMA в США), подзаряжая автомобиль на ночь. Домашняя зарядная станция обычно не имеет аутентификации пользователя или отдельного измерения, но может потребовать подключения выделенной цепи для более быстрой зарядки. Некоторые портативные зарядные устройства также могут быть установлены на устройстве в качестве зарядных устройств.
  2. Зарядка на стоянке (включая общественные зарядные станции) - частное или коммерческое предприятие за плату или бесплатно, иногда предлагается в партнерстве с владельцами парковки. Эта зарядка может быть медленной или высокой и часто побуждает владельцев электромобилей подзаряжать свои автомобили, пока они пользуются близлежащими объектами. Это может быть парковка для собственных сотрудников, парковка у торговых центров, небольшие центры и остановок общественного транспорта. Обычно используются вилки переменного тока Тип1 / Тип2.
  3. Быстрая зарядка на общественных зарядных станциях>40 кВт, способная обеспечить более 60 миль (97 км) в диапазоне через 10–30 минут. Эти зарядные устройства могут находиться на остановках для отдыха, чтобы обеспечить поездки на большие расстояния. Они также занимаются программированием на более коротких поездках в мегаполисах и более длительные периоды. Типичными примерами являются J1772, разъем типа 2, комбинированная система зарядки, CHAdeMO и нагнетатели Tesla.
  4. Аккумулятор заряжается менее чем за 15 минут. Установленная цель для CARB кредитов для автомобиля с нулевым уровнем выбросов - 200 миль (320 км) к его дальности чем за 15 минут. В 2014 году это было невозможно для зарядки электромобилей, но это возможно с заменой аккумуляторов электромобилей. Он поддерживает зарядную станцию, поддерживаемую обычными водителями заправки.

Методы зарядки со временем изменились и улучшились. Новые возможности также были представлены в небольших масштабах, включая мобильные зарядные станции и зарядку с помощью индуктивных зарядных ковриков . Разные потребности и решения различных производителей задержали стандартные методы зарядки, что по-прежнему остается проблемой в 2015 году.

Время зарядки

BYD e6. Зарядка за 15 минут до 80 процентов Solaris Urbino 12 электрическая, аккумуляторная электрическая шина, индукционная зарядная станция

Время зарядки зависит от емкости аккумулятора и мощности зарядки. Проще говоря, время зарядки зависит от используемого уровня зарядки, а уровень зарядки зависит от напряжения аккумуляторов и электроники зарядного устройства в автомобиле. В стандарте SAE International для США уровень 1 (120 В переменного тока в домашних условиях) определяется как самый медленный, Уровень 2 (повышенное напряжение в доме 240 В переменного тока) - средний, а Уровень 3 (сверхзарядка, 480 V DC или выше) как самый быстрый. Время зарядки уровня 3 может составлять всего 30 минут для 80% заряда, хотя в отрасли существует серьезная конкуренция по поводу того, чей стандарт должен быть широко принят. Время зарядки можно рассчитать по формуле: Время зарядки [ч] = Емкость аккумулятора [кВтч] / Эффективная мощность зарядки [кВт]. Эффективная мощность зарядки может быть ниже максимальной мощности зарядки розетки или зарядной станции из-за ограничений транспортных средств, потерь при зарядке (которые могут достичь 25%), а также изменяться со временем из-за ограничений зарядки, применяемых система управления аккумулятором или контроллер заряда.

Полезная емкость аккумулятора электромобиля первого поколения, такого как оригинальный Nissan Leaf, составляет около 20 кВт · ч, что дает диапазон около 100 миль (160 км). Tesla была первой компанией, которая представила серийные электромобили с большей дальностью хода, выпущив свою модель S с аккумулятором емкостью 40 кВтч, 60 кВтч этом и 85ч, при дальность действия последнего составляет около 480 км (300 миль). Гибридные автомобили с подзарядкой от сети мощность примерно от 3 до 20 кВт · ч, что соответствует дальности электрического пробега от 20 до 80 километров (от 15 до 50 миль), но бензиновый двигатель обеспечивает полный запас хода обычного автомобиля.

Для стандартной зарядки (до 7,4 кВт) некоторые автомобили имеют встроенные зарядные устройства и могут подключаться к сети. Для более быстрой зарядки (22 кВт, даже 43 кВт и более) производители выбрали два решения:

  • используйте встроенное в зарядное устройство, рассчитанное на зарядку от 3 до 43 кВт при однофазном 230 В или трехфазном 400 В
  • Использует внешнее зарядное устройство, которое преобразует переменный ток в постоянный и заряжает автомобиль мощностью 50 кВт (например, Nissan Leaf ) или более (например, 120-135 кВт Tesla Модель S ).
Время зарядки на 100 км в диапазоне BEV
Источник питанияМощностьНапряжениеМаксимальный токВремя зарядки
Однофазный 3,3 кВт230 В переменного тока16 A5–6 часов
Однофазный 7,4 кВт230 В переменного тока32 A2-2½ часа
Трехфазный 11 кВт400 В переменного тока16 A1½-2 часа
Трехфазный 22 кВт400 В переменного тока32 A44–55 минут
Трехфазный 43 кВт400 В переменного тока63 A22–28 минут
Постоянный ток ( DCFC)50 кВт400–500 В постоянного тока100–125 A19–24 минуты
Постоянный ток (DCFC)120 кВт300–500 В постоянного тока300–350 A8–10 минут

Пользователь считает, что зарядка электромобиля так же проста, как подключение обычного электроприбора; однако для обеспечения полной безопасности этой операции системы зарядки необходимо выполнять несколько функций безопасности и поддерживать диалог с автомобилем во время подключения и зарядки.

Затраты

Затраты сильно различаются в зависимости от страны и доступных поставщиков электроэнергии.

США

В 2017 году Tesla предоставила владельцам автомобилей Model S и Model X 400 кВтч Credit Supercharger. После этого водители, использующие нагнетатели Tesla, должны платить за кВтч. Цена колеблется от 0,06 до 0,26 доллара за кВтч в США. Нагнетатели Tesla подходят только для автомобилей Tesla.

Для автомобилей других производителей доступны и другие зарядные сети. Сеть зарядных устройств Blink имеет устройство быстрой зарядки 2-го уровня и постоянного тока и взимает отдельные ставки для участников и не участников. Их цены изменяются от 0,39 до 0,69 долларов за кВтч для членов и от 0,49 до 0,79 долларов за кВтч для нечленов, в зависимости от местоположения. В сети ChargePoint есть бесплатные зарядные устройства и платные зарядные устройства, которые активируют с помощью бесплатной членской карты. Цены на платные зарядные станции основаны на местных тарифах (аналогично Blink). В других сетях используются те же методы оплаты, что и на обычных заправочных станциях, на которых платят наличными или кредитной картой за киловатт-час электроэнергии.

Безопасность

Электрический автобус Sunwin в Шанхае на зарядной станции A аккумуляторный электрический автобус зарядная станция в Женеве, Швейцария

Хотя аккумуляторная электромобили и оборудование можно заряжать от бытовой настенной розетки, зарядная станция обычно доступна для нескольких электромобилей и имеет дополнительные механизмы измерения тока или соединения для отключения питания, когда электромобиль не заряжается.

Существует два основных типа датчиков безопасности:

  • датчики тока, которые контролируют потребляемую мощность и соединение только в том случае, если потребность находится в заданном диапазоне. Провода датчиков реагируют быстрее, имеют меньше деталей, которые могут выйти из строя, и, возможно, их разработка и внедрение дешевле. Однако датчики тока могут использовать стандартные разъемы и могут легко предоставить поставщикм возможность взимать плату за фактически потребляемую электроэнергию.
  • схемотехнические "провода датчиков", которые обеспечивают сигнал обратной, например, указанные ниже SAE J1772 и IEC 62196, требуемые специальные ( многополюсных) вилок питания.

До 2013 года существовала проблема, когда зарядные устройства Blink перегревались и вызывали повреждение как зарядного устройства, так и автомобиля. Компания решила снизить максимальный ток.

Режим зарядки IEC-61851-1

IEC 61851-1 - Международный стандарт для токопроводящей системы зарядки электромобилей определил 4 режима зарядки электромобилей.

Режим 1: Бытовая розетка и удлинитель

Режим 1: Фиксированная, не выделенная розетка Режим 2: Неспециализированная розетка со встроенным в кабель защитным Режим 3: Фиксированная розетка Режим 4: Подключение постоянного тока

Автомобиль подключается к электросети через стандартные розетки, в жилых домах, которые в зависимости от страны Обычно номинальный ток составляет около 10 А. Для использования режима 1 электрическая установка соответствует правилам безопасности и должна иметь заземление, автоматический выключатель для защиты от перегрузки и защиту от утечки на землю. Розетки имеют заглушки для предотвращения случайных контактов.

Первым ограничением является доступная мощность, чтобы избежать рисков:

  • нагревания розетки и кабеля после интенсивного использования в течение нескольких часов при максимальной мощности или около нее (которая меняется от 8 до 20 А в зависимости от
  • Существует риск возгорания или электрического током, если электрическая установка устарела или отсутствуют защитные устройства.

Второе ограничение связано с управлением питанием установки.

  • Временная розетка разделяет фидер распределителями щита с другими розетками.), если сумма превышает предел защиты (обычно 16 А), автоматический выключатель срабатывает, останавливает заряд.

Режим 2: Бытовая розетка и кабель с проверкой

Транспортное средство подключается к электросети через бытовые розетки. осуществляется от однофазной или трехфазной сети и прокладкой заземляющего кабеля. тво. Это решение дороже, чем Mode 1, из-за специфики кабеля.

Режим 3: Определенная розетка в выделенной цепи

Транспортное средство подключается непосредственно к электрической сети через специальную розетку, вилку и выделенную цепь. В установке также постоянно встроена функция управления и защиты. Это единственный режим зарядки, который соответствует применимым стандартам, регулирующим электрическим устройством (IEC 61851 ). Это также позволяет сбросить нагрузку, чтобы электрические бытовые приборы могли во время зарядки транспортных средств или наоборот, оптимизировать время зарядки электромобиля.

Режим 4: Подключение постоянного тока (DC) для быстрой подзарядки

Электромобиль подключается к электросети через внешнее зарядное устройство. Функции управления и защиты, а также автомобильный зарядный кабель встроены в установку постоянно.

Уровни зарядки SAE (Северная Америка)

Общество автомобильных инженеров (SAE International ) определяют общие физические, электрические, коммуникационные и эксплуатационные требования для систем зарядки электромобилей. используется в Северной Америке как часть стандарта SAE J1772.

Международная электротехническая комиссия (IEC) принимает большую часть стандарта SAE J1772 в соответствии с IEC 62196 -1 для международного внедрения.

«Уровни» зарядки основаны на типе распределения, стандарта и максимальной мощности.

Источник переменного тока (переменного тока):

Зарядка переменным током является наиболее распространенной инфраструктурной зарядкой в ​​общедоступном, так и в частном порядке, поскольку она может напрямую подключаться к существующей инфраструктуре электроснабжения дома или офиса.. Зарядные станции переменного тока подключают бортовую зарядную цепь автомобиля непосредственно к источнику переменного тока.

  • Уровень переменного 1 : подключается к стандартной сетевой розетке 120 в Северной Америке; способен обеспечивать ток 12-16 А (1,4-1,92 кВт) в зависимости от мощности выделенной цепи. Почти все новые электрические / электрифицированные автомобили, продаваемые в Северной Америке адаптер уровня 1.
  • Уровень переменного тока 2 : используется питание 240 В для жилых домов или 208 В коммерческих предприятий для подачи 12-80 А ( 2,5-19,2 кВт). Это наиболее распространенная общедоступная и подключенная к сети станция, так как она обеспечивает значительное увеличение скорости зарядки по с зарядкой уровня 1.

Быстрая зарядка постоянным током (DC):

Обычно неправильно называется зарядкой уровня 3, быстрая зарядка постоянным током классифицируется отдельно. При быстрой зарядке постоянным током сетевое питание проходит через инвертор переменного / постоянного тока, а затем передается непосредственно на аккумуляторные транспортные средства, минуя бортовую схему зарядки.

  • Уровень постоянного тока 1 : обеспечивает максимум 80 кВт при 50-1000 В.
  • Уровень постоянного тока 2 : максимум 400 кВт при 50-1000 В.

Дополнительные стандарты и Расширения:

В дополнение к этим стандартам для электромобилей и легких грузовиков разрабатывается расширение стандарта CCS DCFC для больших коммерческих автомобилей. Этим руководит ассоциация CharIN, которая разработала CCS. Он будет называться Зарядка высокой мощности для коммерческих автомобилей (HPCCV). Ожидается, что HPCCV будет работать в диапазоне мощности 200-1500 В и 0-3000 А при максимальной максимальной 4,5 МВт. Предложение требует, чтобы зарядные порты HPCCV были совместимы с существующими зарядными устройствами CCS и HPC.

Общественные зарядные станции

Модифицированный прототип Renault Laguna E.V. автомобили заряжаются на зарядных станциях проекта Better Place в Рамат-ха-Шарон, Израиль, к северу от Тель-Авива. Общественные зарядные станции на стоянке рядом с Международный аэропорт Лос-Анджелеса. За два старых / устаревших (6 кВт уровень-2) блока EVSE (слева: индуктивный магнитный заряд Gen2 SPI, справа: токопроводящий EVII ICS-200 AVCON). REVAi / G-Wiz i заряжается от уличной станции в Лондоне Начало зарядки автомобилей в Шотландии

Зарядным станциям для электромобилей может не потребоваться много новой инфраструктуры в различных страны, меньше, чем доставка нового альтернативного топлива через новую сеть. Станции могут использовать существующую повсеместную электрическую сеть, и возможна подзарядка дома, поскольку в случаях поездки на короткой дистанционной локальной системе уменьшается потребность в подзарядке в средней поездке. Например, в США 78% поездок туда и обратно составляют менее 40 миль (64 км). Расширение диапазона электромобилей за пределы обычных ежедневных поездок. Один из транспортных средств, который должен пройти через поездку, которая проходит через дорогу, проходит через машину, чтобы пройти через нее. В первой половине 20 века автомобили внутреннего сгорания столкнулись с аналогичной проблемой инфраструктуры.

В настоящее время зарядные станции устанавливаются государственными, коммерческими предприятиями и крупными предприятиями с стимулирования рынка транспортных средств, которые используют альтернативные топлива бензину и дизельному топливу. По этой системе зарядных станций в настоящее время либо используется , либо доступны для определенных групп без платы (например, активируются с помощью бесплатной «членской карты» или цифрового «дневного кода»).

По состоянию на декабрь 2012 г. в США, Европе, Японии и Китае было развернуто около 50 000 точек зарядки в нежилых помещениях. По состоянию на август 2014 года во всем мире было разработано 3869 устройств быстрой зарядки CHAdeMO, из них 1978 в Японии, 1181 в Европе и 686 в США, 24 в других странах. По состоянию на декабрь 2013 года Эстония является первой и единственной страной, которая завершила развертывание сети зарядки электромобилей с охватом всей страны, со 165 быстрыми зарядными устройствами, доступными вдоль автомагистралей на максимальном расстоянии от 40 до 60 км (От 25 до 37 миль) и более высокая плотность в городских районах.

По состоянию на август 2018 года в США насчитывалось 800 000 электромобилей и 18 000 зарядных станций. По состоянию на март 2013 года в наличии Штат существовало 5678 общественных зарядных станций, из них 3990 расположены в Калифорнии, 1417 - в Техасе и 1141 - в <124.>Вашингтон. По состоянию на ноябрь 2012 года в Европе было установлено около 15 000 зарядных станций.

По состоянию на март 2013 года в Норвегии, где самый высокий уровень владения электроэнергией на душу населения, было 4029 точек зарядки и 127 станций быстрой зарядки. В своих обязательствах по обеспечению экологической устойчивости правительство Нидерландов инициировало создание более 200 станций быстрой (DC ) зарядки по всей стране к 2015 году. Развертывание будет осуществляться швейцарской компанией по производству электроэнергии и автоматизации. ABB и голландский стартап Пост будут стремиться по крайней мере одну станцию ​​каждые 50 километров (31 милю) для 16 миллионов жителей Нидерландов. В дополнение к этому, фонд E-laad с 2009 года установил около 3000 общественных (медленных) зарядных станций.

По состоянию на декабрь 2012 года в Японии имеется 1381 общественная станция быстрой зарядки, которая является крупнейшим развертыванием быстрых зарядных устройств в мире. мире, но только около 300 медленных зарядных устройств. По состоянию на декабрь 2012 года в Китае было около 800 точек медленной зарядки и не было станций быстрой зарядки. По состоянию на декабрь 2012 года страной с самым эффективным быстрым зарядным устройством к электромобилям (EVSE / EV) было Япония с использованием 0,030, а в Нидерландах было наибольшее соотношение медленных EVSE / EV, с более чем 0,50, в то время как в США соотношение EVSE / EV составляет 0,20.

По состоянию на сентябрь 2013 года основные общедоступные сети зарядки в Австралии существуют в столицах Перт и Мельбурн <345.>, около 30 станций (7 кВт переменного тока) в обоих городах - меньшего размера сети существуют в других столицах.

В апреле 2017 года YPF, государственная нефтяная компания Аргентина сообщила, что установила 220 станций загрузки для электромобилей на 110 своих заправочных станций на национальной территории.

По состоянию на август 2019 года в США отслеживается 2140 сборов CHAdeMO. по данным Центра данных по альтернативным видам топлива Министерства энергетики США, 1888 зарядных станций SAE CCS1 (3525 вилок) и 678 суперзарядных станций Tesla (6340 вилок).

Местоположение

Зарядное устройство для электросамокатов Ather Grid в парке в Бангалоре, Индия

Зарядные станции могут быть найдены и понадобятся там, где есть - уличная парковка, на стоянках такси, на стоянках (в местах работы, / / ​​аэропортах, торговых центрах, круглосуточных магазинов, рестораны быстрого питания, кофейни и др.), А также на рабочих местах, в проездах и гаражах дома. Существующие заправочные станции могут также вызвать зарядные станции. Электрооборудование в стоянках для автофургонов иногда используется для зарядки - особенно в сельской местности, где обычные зарядные устройства для электромобилей недоступны. По состоянию на 2017 год зарядные станции критиковали за недоступность, трудность поиска, выход из строя и медленную работу; тем самым уменьшая расширение электромобиля. В то же время все больше заправочных станций зарядки электромобилей, чтобы удовлетворить растущий спрос среди водителей электромобилей. Во всем мире отели проводят политику зарядки электромобилей для своих гостей. Недавние данные с использованием машинного обучения и искусственного интеллекта показывают, что районы в США могут быть в равной степени удовлетворены государственными и частными зарядными станциями, что городские районы вызывают больше негативных настроений по сравнению с загородными.

Транспортные средства и зарядка проектов станций и совместные предприятия

Беспроводная зарядка станция Подробная информация о беспроводном индуктивном зарядном устройстве

Производители электромобилей, поставщики инфраструктуры для зарядки и регионального правительства заключили множество соглашений и предприятий для предоставления и предоставления сети электромобилей общественных зарядных станций.

EV Plug Alliance - это ассоциация 21 европейского производителя, которая предлагает альтернативное решение для подключения. Проект стимулирования норму IEC и принять европейский стандарт для решения проблемы подключения с помощью розеток и вилок для инфраструктуры зарядки электромобилей. Пользователи (Schneider Electric, Legrand, Scame, Nexans и т. Д.) Утверждают, что система более безопасна, потому что они используют жалюзи. По общему мнению, стандарты IEC 62196 и IEC 61851-1 уже позаботились о безопасности, отключив детали под напряжением, когда их можно коснуться.

Замена батарей

Станция замены (или переключения) батарей - это место, в котором разряженная аккумуляторная батарея автомобиля или аккумуляторная батарея немедленно заменены полностью заряженными, что устраняет задержку, вызванное ожиданием зарядки аккумуляторной батареи автомобиля. Замена аккумуляторов - обычное дело на складах с электрическими вилочными погрузчиками .

История

Концепция службы сменных аккумуляторов была впервые предложена еще в 1896 году, чтобы преодолеть ограниченный рабочий диапазон электромобилей и грузовые автомобили. Впервые он был применен на практике между 1910 и 1924 годами компанией Hartford Electric Light Company через службу аккумуляторов GeVeCo и использовал был доступ для электрических грузовиков. Владелец транспортных средств приобрел автомобиль без аккумулятора у General Vehicle Company (GeVeCo), частично принадлежащей General Electric, а электричество было приобретено у Hartford Electric за счет использования сменного аккумулятора. И автомобили, и аккумуляторы были модифицированы, чтобы облегчить быструю замену аккумуляторов. Владелец заплатил переменную плату за милю и ежемесячную плату за обслуживание на техническое обслуживание и хранение грузовика. За время службы преодоления более 6 миллионов миль.

Начиная с 1917 года, аналогичная успешная служба работала в Чикаго для владельцев автомобилей, которые также могли купить автомобиль без батарей. Была внедрена система быстрой замены аккумуляторов, чтобы поддерживать работу 50 электрических автобусов на летних Олимпийских играх 2008.

SunRay и Caballito на пути в Микронезию на конференции по глобальному потеплению.

В 1993 году создал Джонатан Теннисон. Стремясь вновь представить миру станцию ​​с заменой, Suntera разработала двухколесный электромобиль под батарейным отсеком, который заменен за считанные минуты на станции по замене батарейки, расположенной вдоль шоссе или обочины.. В 1995 году Джонатан выставил на Женевском автосалоне свой SUNRAY и двухколесный мотороллер с заменяемой батареей, подходящим автомобильным дизайнером. После того, как Джонатан Теннисон умер от рака в 1997 году, его компания по производству электромобилей и мотороллеров была переименована в P.E.T. В 2001 году генеральный директор P.E.T. Энтони Локриччио добавил в команду художника и изобретателя электромобилей для создания прототипов электромобилей Тодда и станции замены батарей в пилотной программы, финансируемой Министерство водоснабжения и Лос-Анджелеса. Наряду с новым электрическим автобусом Бадда, P.E.T. Следующие пять лет команда провела, демонстрируя по всему миру свои автомобили, конструкции станций замены аккумуляторов и прототипы. В 2004 году Todd's Road Ski, трехколесный стоячий электромобиль, занял 1-е место на 5-дневной гонке на электромобилях в Америке Tour De Sol. Из-за отсутствия интереса к (аккумуляторным электромобилям) и политики водородных магистралей того времени Персональный электротранспорт закрыли свои двери для бизнеса в 2006 году. Гонщик Джонатана Теннисона на солнечно-электрическом автомобиле и SUNRAY EV были быстро включены в состав Petersen Automotive. Музей в Лос-Анджелесе вместе с LAND GLIDER EV для замены топливных элементов, разработанным Тоддом Банком. P.E.T. электромобили с заменой батарейки также можно увидеть в Калифорнийском автомобильном музее в Сакраменто и Музее электромобилей в Кингмане, штат Аризона.

В последние годы Better Place, Tesla и Mitsubishi Heavy Industries участвовали в интеграции технологии переключения батарей в свои электромобили, чтобы увеличить дальность езды. На станции переключения аккумуляторов водителю не нужно выходить из машины во время замены аккумулятора. Для замены батарейки требуется электромобиль , предназначенный для «простой замены» батарейки. Однако производители электромобилей, работающие над технологией переключения батарей, не стандартизировали доступ к батарее, ее крепление, размер, расположение или тип.

В 2013 году Tesla анонсировала собственную услугу зарядных станций для поддержки владельцев автомобилей Tesla. Сеть из станций Tesla Supercharger должна поддерживать обе смены аккумуляторных батарей для Model S, а также более распространенную возможность быстрой зарядки как для Model S, так и для Тесла Родстер. Однако Tesla отказалась от своих инициатив по замене батарей в пользу быстро расширяющихся станций быстрой зарядки. Это решение сделало Tesla лидером на рынке станций быстрой зарядки 1210 станций по состоянию на апрель 2018 года и 1971 станцию ​​(17 467 розеток) по состоянию на июль 2020 года.

Преимущества

Заявлены следующие преимущества замены батареи:

  • Быстрая замена батареи менее чем за пять минут.
  • Неограниченный запас хода при наличии станции переключения батарей.
  • Водителю не нужно вылезайте из машины при замене аккумулятора.
  • Водитель не владеет аккумулятором в автомобиле, перекладывая расходы на аккумулятор, срок службы аккумулятора, техническое обслуживание, капитальные затраты, технологии и гарантию на компанию по переключению батарей.
  • Контракт с компанией по переключению батарей может субсидировать электромобиль по цене ниже, чем у эквивалентных бензиновых автомобилей.
  • Запасные батареи на станциях замены могут участвовать в автомобиле для сетка хранилище.

Провайдеры

A Better Place аккумуляторная станция в Израиле

Сеть Better Place была первым современным коммерческим развертыванием модели переключения батарей. Renault Fluence Z.E. был первым электромобилем с технологией переключаемого аккумулятора, доступной для сети Better Place, действующей в Израиле и Дании. Better Place запустила свою первую станцию ​​по замене батарейки в Израиле, в Кирьят-Экрон, недалеко от Реховота в марте 2011 года. Процесс замены занял пять минут. Better Place подала заявление о банкротстве в Израиле в мае 2013 года. Согласно бизнес-модели Better Place, компания владела батареями, поэтому ликвидатор должен решить, что делать с клиентами, которые не владели батареей, рисковали остаться с бесполезной батареей.

Tesla разработала свою Model S, чтобы обеспечить быструю замену батарейки. В июне 2013 года Tesla объявила о своей цели по развертыванию станции замены на каждой из своих станций наддува. На демонстрационном мероприятии в 2013 году Tesla показала, что операция по замене аккумулятора на Model S заняла чуть более 90 секунд, что примерно вдвое меньше времени, необходимого для заправки бензинового автомобиля, используемого для сравнения во время мероприятия. Первые станции планировалось разместить вдоль Interstate 5 в Калифорнии, потому что, по словам Tesla, большое количество седанов Model S регулярно совершает рейсы из Сан-Франциско в Лос-Анджелес. За этими станциями должны были последовать станции в коридоре Вашингтон, округ Колумбия, и Бостон. Илон Маск сказал, что услуга будет предлагаться по цене около 15 галлонов США (57 л; 12 имп галлонов) бензина по текущим местным ценам, от 60 до 80 долларов США по ценам июня 2013 года. Владельцы могли забрать свой аккумулятор полностью заряженным на обратном пути, что было включено в плату за обмен. Tesla также предложит вариант сохранить полученный пакет при обмене и оплатить разницу в цене, если полученный аккумулятор был более новым, или получить исходный пакет обратно от Tesla за транспортную плату. Цена не определена. В июне 2015 года Маск сообщил, что Tesla, скорее всего, откажется от своих планов по созданию сети обменных станций. Он сказал акционерам своей компании, что, несмотря на приглашение всех владельцев Model S в районе Калифорнии опробовать один существующий объект на Harris Ranch, это сделали только четыре или пять человек. Следовательно, маловероятно, что эту концепцию стоит расширять.

Устройство Delta для быстрой зарядки электромобилей постоянного тока установлено в Новой Зеландии. Станция замены аккумуляторов для легких коммерческих автомобилей в Словакии Станция замены аккумуляторных батарей для легких коммерческих автомобилей в Словакии загрузка Voltia электрический аккумулятор LKW Загрузка аккумуляторной батареи Voltia electric LKW

Другие поставщики услуг по замене аккумуляторов включают Gogoro, Delta Electronics, BattSwap и Voltia. NIO имеет 131 замену станции в Китае.

Критика

Это решение для замены батарей подверглось критике за то, что оно является патентованным. Создав монополию на владение батареями и защищенными патентами технологиями, компании разделили рынок и уменьшили шансы более широкого использования замены батарей.

Производители зарядных станций

Принципал поставщики и производители зарядных станций предлагают ряд опций: от простых зарядных постов для использования на дорогах, зарядных шкафов для крытых парковок до полностью автоматизированных зарядных станций, интегрированных с оборудованием распределения электроэнергии

Оператор управляет зарядными станциями с одной или нескольких производители.

Источники питания блочных нагревателей

В более холодных регионах, таких как Финляндия, некоторые северные штаты США и Канада, уже существует некоторая инфраструктура для розеток общего пользования, предназначенная в основном для использования блочными нагревателями и установить с автоматическими выключателями, которые предотвращают потребление большого тока для других целей. Иногда их можно использовать для подзарядки электромобилей, хотя и медленно. В общественных местах некоторые такие розетки включаются только при температуре ниже -20 ° C, что еще больше ограничивает их использование.

Стандарты

Напряжение и мощность

США На основе SAE International зарядка уровня 1 определяется как использование стандартной домашней розетки переменного тока на 120 В для зарядки электромобиля. Для полной зарядки автомобиля потребуется много времени, но если он используется только для поездок на работу или на короткие расстояния, полная зарядка не требуется или может быть произведена за ночь. Уровень 1 не используется в странах, где дома обычно имеют напряжение 200–240 В.

Зарядка переменного тока 240 В называется зарядкой уровня 2. В Северной и Южной Америке 240 В используется для бытовых приборов, таких как сушилки для одежды, но во многих странах это значение по умолчанию для большинства домашних хозяйств. Зарядные устройства уровня 2 варьируются от зарядных устройств, установленных в потребительских гаражах, до относительно медленных общественных зарядных устройств. Они могут зарядить аккумулятор электромобиля за 4–10 часов. Зарядные устройства уровня 2 часто размещаются в местах назначения, чтобы водители могли заряжать свой автомобиль на работе или в магазине. Пункты зарядки уровня 2 являются стандартными во многих странах за пределами Северной и Южной Америки. В Северной и Южной Америке домашние зарядные устройства уровня 2 лучше всего подходят для водителей, которые чаще используют свои автомобили или которым требуется большая гибкость.

Зарядка «AC Level 3» была определена в ранних версиях SAE J1772 на токе до 400 ампер, но была исключена. Издание 7 J1772 (2017) заявляет в Приложении M: «Зарядка переменного тока уровня 3 никогда не применялась. Ниже приводится историческая информация только для справки». Термин «Уровень 3», по-видимому, был принят в разговорном языке для обозначения «быстрой» зарядки постоянного тока, хотя «Уровень 3» никогда не определялся как означающий это в J1772. В таблице 17 в Приложении M документа J1772 (2017) Уровень переменного тока 2 и 3 от 208 до 240 В переменного тока, а также зарядка постоянным током с входным напряжением 208–600 В и выходом 0–1000 В постоянного тока. Зарядная станция уровня 3 может стоить 120 000 долларов.

Зарядка постоянным током обычно поддерживает зарядку до 500 вольт для легковых автомобилей. В некоторых новейших электромобилях для легковых автомобилей и во многих грузовиках и автобусах электромобилей большой грузоподъемности используется зарядка постоянным током с номинальным постоянным напряжением 700 В или выше, но ниже пикового значения 1000 В. Организация CHAdeMO была первым в мире стандартизированным протоколом быстрой зарядки для массовых электромобилей на рынке. Зарядные устройства постоянного тока в Северной Америке используют вход 480 В переменного тока, обеспечивающий 62,5 кВт (пиковая мощность может достигать 120 и различных в зависимости от заряда. Также используются входы для зарядного устройства 208 В переменного тока и 400 В переменного тока. является стандартным в Европе. Tesla Supercharger - самый распространенный в наших Штатах. Для Tesla Model S 75 нагнетатель может увеличить запас хода на 275 км (170 миль) за по состоянию на апрель 2018 года Tesla сообщает, что у них есть 1210 станций и постоянно расширяется сеть.

Другая организация по стандартизации, Международная электротехническая комиссия, укажите зарядку в режимах (IEC 62196 ).

  • Режим 1 - медленная зарядка от обычной розетки (одно- или трехфазная )
  • Режим 2 - медленная зарядка от обычной розетки, но с некоторыми специальным и средствами защиты для электромобилей (например, Park ​​Charge или системы PARVE)
  • Режим 3 - медленный или быстрая зарядка с использованием специальной многоконтактной розетки электромобиля с функциями управления и защиты (например, SAE J1772 и IEC 62196 )
  • Режим 4 - быстрая зарядка с использованием специальной технологии зарядного устройства, например, CHAdeMO

. Существует три варианта подключения:

  • Случай A - зарядное устройство, подключенное к сети (сетевой кабель обычно подключается к зарядному устройству), обычно подключаемый к зарядному устройству.
  • Случай B - это бортовое зарядное устройство с сетевым кабелем, можно отсоединить как от источника питания, так и от транспортных средств - режим 3.
  • Случай C - это специальная зарядная станция с обычно постоянным током для автомобиля. Сетевой кабель питания может быть постоянно подключен к зарядной станции, например, в режиме 4.

Вилки

Зарядные разъемы: IEC Тип 1 / SAE J1772 вход (слева); Фирменная розетка Tesla02 (в центре); Разъем IEC типа 2 розетка (я)

Существует типа четыре вилок:

  • Тип 1 - однофазный автомобильный соединитель - соответствует спецификациям автомобильных вилок SAE J1772 / 2009
  • Тип 2 - одно- и трехфазный автомобильный соединитель - отражающий VDE-AR-E 2623-2-2 Технические характеристики вилки
  • Тип 3 - одно- и трехфазный автомобильный соединитель, оборудованный защитными шторками - в соответствии с предложением EV Plug Alliance
  • Тип 4 - соединитель быстрой зарядки - для специальных систем, таких как CHAdeMO

Для Комбинированная система зарядки (CCS) Зарядка постоянным током, для которой требуется PLC (Powerline Communications), два дополнительных разъема добавлены в нижние части автомобильных входных разъемов типа 1 или 2 и зарядных вилок для подключения зарядных станций постоянного тока высокого напряжения к аккумулятору автомобиль. Они обычно как известны разъемы Combo 1 или Combo 2. Выбор типа входных разъемов Combo 1 или Combo 2 обычно стандартизирован для каждой страны, поэтому общественным поставщиком услуг зарядки не нужно подбирать кабели с обоими вариантами. Как правило, в Северной Америке используются автомобильные воздухозаборники в стиле Combo 1, в остальном мире - для CCS.

В конце июля 2013 года появились сообщения о серьезном конфликте между компаниями, ответственными за два типа зарядных устройств. Разработанный в Японии стандарт CHAdeMO одобрен Nissan, Mitsubishi и Toyota, тогда как SAE J1772 Стандарт Combo поддержива GM, Ford, Volkswagen и BMW. Обе системы являются системами быстрой зарядки постоянного тока, предназначенными для зарядки аккумулятора электромобиля до 80 процентов примерно за 20 минут, но эти две системы полностью несовместимы. В свете продолжающейся вражды между двумя группами, эксперты в этой области предупредили, что динамика рынка электромобилей будет серьезно затронута. Ричард Мартин, редакторский директор по маркетингу чистых технологий и консалтинговая фирма Navigant Research, заявил:

Однако быстрая зарядка, когда бы она ни была построена, станет ключевым моментом для развития массового рынка подключаемых электромобилей. Более широкий конфликт между разъемами CHAdeMO и SAE Combo, мы рассматриваем как препятствие для рынка в течение следующих нескольких лет, которое необходимо решить.

Знаки зарядных станций для электромобилей

Дорожные знаки США используются для зарядных станций для электромобилей Общественный знак международной зарядной станции

В США стандартный знак зарядной станции определен в Руководстве Федеральной дорожной администрации по унифицированным устройствам управления движением (MUTCD) 2009 года.

В июле В 2013 году FHWA выпустило временное разрешение MUTCD на знаки для зарядных станций, расположенных на дорогах общего пользования, которые регулируются стандартами MUTCD.

Предлагается знак европейской зарядной станции с открытым исходным кодом и общественным достоянием.

Сопутствующие технологии

Интеллектуальная сеть связи

Зарядка большой аккумуляторной батареи представляет собой высокую нагрузку на электрическую сеть, но ее можно запланировать на периоды пониженной нагрузки или снижения затрат на электроэнергию. Чтобы запланировать подзарядку, зарядная станция или автомобиль могут связываться с интеллектуальной сетью. Некоторые автомобили с подключаемым модулем позволяют оператору транспортного средства управлять подзарядкой через веб-интерфейс или приложение для смартфона. Кроме того, в сценарии от транспортного средства к сети аккумулятор транспортного средства может поставлять энергию в сеть в периоды пикового спроса. Это требует дополнительной связи между сетью, зарядной станцией и электроникой автомобиля. SAE International разрабатывает ряд стандартов для передачи энергии в сеть и из нее, включая SAE J2847 / 1 «Связь между подключаемыми к электросети автомобилями и энергосистемой». ISO и IEC также разрабатывают аналогичную серию стандартов, известную как ISO / IEC 15118: «Дорожные транспортные средства - интерфейс связи между транспортными средствами и сетью».

Возобновляемые источники электроэнергии и зарядные станции ВИЭ

Зарядные станции обычно подключены к электросети, что часто означает, что их электричество поступает от электростанций, работающих на ископаемом топливе или атомные электростанции. Солнечная энергия также подходит для электромобилей. Nidec Industrial Solutions разработала систему, которая может работать как от сети, так и от возобновляемых источников энергии, таких как фотоэлектрические (50–320 кВт). SolarCity продает свои солнечные энергетические системы вместе с установками для зарядки электромобилей. Компания объявила о партнерстве с Rabobank, чтобы сделать зарядку электромобилей бесплатной для владельцев автомобилей Tesla, путешествующих по шоссе 101 между Сан-Франциско и Лос-Анджелесом. Мы приветствуем и другие автомобили, которые могут использовать такую ​​же технологию зарядки.

Несколько Chevrolet Volts на зарядной станции с питанием от солнечных батарей в Франкфурте, Иллинойс.

SPARC станция

SPARC (автомобильная зарядная станция на солнечных батареях) использует одну изготовленную на заказ монокристаллическую солнечную панель, способную производить 2,7 кВт пиковой мощности для зарядки чистой электроэнергии или розетки. -в гибриде на 80% мощности без потребления электроэнергии из местной сети. Планы для SPARC включают в себя систему без привязки к сети, а также резервирование для привязки к сети через план возобновляемой энергии.

Зарядная станция E-Move

Зарядная станция E-Move - это оборудован восемью монокристаллическими солнечными панелями, которые могут вырабатывать 1,76 кВт солнечной энергии. С дальнейшими доработками проектировщики надеются выработать около 2000 кВтч электроэнергии из панелей в течение года.

Ветровая зарядная станция

В 2012 году Urban Green Energy представила первую в мире станцию ​​для зарядки электромобилей с ветровым двигателем - Sanya SkyPump. Конструкция включает ветряную турбину мощностью 4 кВт с вертикальной осью, соединенную с GE WattStation.

См. Также

Примечания

.

На Викискладе есть материалы, связанные с зарядкой электромобилей станции.
Последняя правка сделана 2021-05-14 06:18:51
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте