Elektromobily sú dnes na našich cestách bežnou súčasťou a po celom svete sa buduje nabíjacia infraštruktúra, ktorá im slúži. Je to ekvivalent elektriny na čerpacej stanici a čoskoro budú všade.
Vynára sa však zaujímavá otázka. Vzduchové čerpadlá jednoducho nalievajú kvapalinu do otvorov a už dlho sú do značnej miery štandardizované. Vo svete nabíjačiek elektromobilov to tak nie je, takže sa poďme pozrieť na súčasný stav hry.
Technológia elektrických vozidiel prešla rýchlym vývojom odkedy sa v poslednom desaťročí stala bežnou. Keďže väčšina elektrických vozidiel má stále obmedzený dojazd, výrobcovia automobilov v priebehu rokov vyvinuli vozidlá s rýchlejším nabíjaním, aby sa zlepšila ich praktickosť. To sa dosahuje vylepšeniami batérie, hardvéru a softvéru ovládača. Technológia nabíjania pokročila do takej miery, že najnovšie elektrické vozidlá dokážu predĺžiť dojazd o stovky kilometrov už za 20 minút.
Nabíjanie elektromobilu touto rýchlosťou si však vyžaduje veľa elektriny. V dôsledku toho výrobcovia automobilov a priemyselné skupiny pracujú na vývoji nových štandardov nabíjania, aby čo najrýchlejšie dodávali vysoký prúd do špičkových automobilových batérií.
Pre orientáciu, typická domáca zásuvka v USA dokáže dodať 1,8 kW. Nabitie moderného elektromobilu z takejto domácej zásuvky trvá 48 hodín alebo viac.
Naproti tomu moderné nabíjacie porty pre elektromobily dokážu v niektorých prípadoch prenášať výkon od 2 kW do 350 kW a na to vyžadujú vysoko špecializované konektory. V priebehu rokov sa objavili rôzne štandardy, keďže výrobcovia automobilov sa snažia do vozidiel pri vyšších rýchlostiach dodať viac výkonu. Pozrime sa na najbežnejšie možnosti, ktoré sú dnes k dispozícii.
Norma SAE J1772 bola publikovaná v júni 2001 a je tiež známa ako zástrčka J. 5-pinový konektor podporuje jednofázové nabíjanie striedavým prúdom s výkonom 1,44 kW pri pripojení k štandardnej domácej elektrickej zásuvke, ktorý je možné zvýšiť na 19,2 kW pri inštalácii na vysokorýchlostnú nabíjaciu stanicu pre elektrické vozidlá. Tento konektor prenáša jednofázový striedavý prúd po dvoch vodičoch, signály po dvoch ďalších vodičoch a piaty vodič je ochranným uzemnením.
Po roku 2006 sa zásuvka J Plug stala povinnou pre všetky elektrické vozidlá predávané v Kalifornii a rýchlo sa stala populárnou v USA a Japonsku, pričom prenikla aj na ďalšie globálne trhy.
Konektor typu 2, známy aj podľa svojho tvorcu, nemeckého výrobcu Mennekes, bol prvýkrát navrhnutý v roku 2009 ako náhrada za európsky SAE J1772. Jeho hlavnou vlastnosťou je 7-pinový dizajn konektora, ktorý dokáže prenášať jednofázový alebo trojfázový striedavý prúd, čo mu umožňuje nabíjať vozidlá s výkonom do 43 kW. V praxi mnoho nabíjačiek typu 2 dosahuje maximálny výkon 22 kW alebo menej. Podobne ako J1772 má aj dva piny pre signály pred a po zapojení. Má tiež ochranné uzemnenie, nulový vodič a tri vodiče pre tri fázy striedavého prúdu.
V roku 2013 si Európska únia zvolila zástrčky typu 2 ako nový štandard, ktorý nahradí štandard J1772 a skromné konektory EV Plug Alliance typu 3A a 3C pre nabíjanie striedavým prúdom. Odvtedy je tento konektor široko akceptovaný na európskom trhu a je dostupný aj v mnohých vozidlách na medzinárodnom trhu.
CCS je skratka pre Kombinovaný nabíjací systém (Combined Charging System) a používa „kombinovaný“ konektor, ktorý umožňuje nabíjanie jednosmerným aj striedavým prúdom. Štandard, vydaný v októbri 2011, je navrhnutý tak, aby umožňoval jednoduchú implementáciu vysokorýchlostného jednosmerného nabíjania v nových vozidlách. To sa dá dosiahnuť pridaním dvojice jednosmerných vodičov k existujúcemu typu striedavého konektora. Existujú dva hlavné typy CCS, konektor Combo 1 a konektor Combo 2.
Combo 1 je vybavený AC konektorom typu 1 J1772 a dvoma veľkými jednosmernými vodičmi. Preto je možné vozidlo s konektorom CCS Combo 1 pripojiť k nabíjačke J1772 na nabíjanie striedavým prúdom alebo ku konektoru Combo 1 na vysokorýchlostné jednosmerné nabíjanie. Toto prevedenie je vhodné pre vozidlá na americkom trhu, kde sa konektory J1772 stali bežnou súčasťou.
Konektory Combo 2 sú vybavené konektorom Mennekes pripojeným k dvom veľkým vodičom jednosmerného prúdu. Pre európsky trh to umožňuje nabíjanie automobilov so zásuvkami Combo 2 jednofázovým alebo trojfázovým striedavým prúdom cez konektor typu 2 alebo rýchle nabíjanie jednosmerným prúdom pripojením ku konektoru Combo 2.
CCS umožňuje nabíjanie striedavým prúdom podľa štandardu J1772 alebo subkonektora Mennekes zabudovaného v konštrukcii. Pri použití na rýchle nabíjanie jednosmerným prúdom však umožňuje bleskové nabíjanie s výkonom až 350 kW.
Stojí za zmienku, že rýchlonabíjačka DC s konektorom Combo 2 eliminuje pripojenie fázy AC a nuly v konektore, pretože nie sú potrebné. Konektor Combo 1 ich ponecháva na mieste, hoci sa nepoužívajú. Obe konštrukcie sa spoliehajú na rovnaké signálne piny, ktoré používa konektor AC na komunikáciu medzi vozidlom a nabíjačkou.
Ako jedna z priekopníckych spoločností v oblasti elektromobilov sa Tesla rozhodla navrhnúť vlastné nabíjacie konektory, ktoré by spĺňali potreby jej vozidiel. Toto bolo spustené ako súčasť siete Supercharger spoločnosti Tesla, ktorej cieľom je vybudovať sieť rýchlych nabíjačiek na podporu vozidiel spoločnosti s minimálnou alebo žiadnou ďalšou infraštruktúrou.
Zatiaľ čo spoločnosť v Európe vybavuje svoje vozidlá konektormi typu 2 alebo CCS, v USA používa Tesla vlastný štandard nabíjacích portov. Podporuje jednofázové aj trojfázové nabíjanie striedavým prúdom, ako aj vysokorýchlostné jednosmerné nabíjanie na staniciach Tesla Supercharger.
Pôvodné nabíjacie stanice Supercharger od spoločnosti Tesla poskytovali až 150 kilowattov na auto, ale neskoršie modely s nižším výkonom pre mestské oblasti mali dolný limit 72 kilowattov. Najnovšie nabíjačky spoločnosti dokážu dodať až 250 kW energie pre vhodne vybavené vozidlá.
Norma GB/T 20234.3 bola vydaná Čínskym úradom pre normalizáciu a vzťahuje sa na konektory schopné simultánneho jednofázového rýchleho nabíjania striedavým a jednosmerným prúdom. Mimo jedinečného čínskeho trhu s elektromobilmi je málo známa a je dimenzovaná na prevádzku s jednosmerným napätím až 1 000 voltov a prúdom 250 ampérov a nabíjanie rýchlosťou až 250 kilowattov.
Je nepravdepodobné, že by ste tento port našli na vozidle, ktoré nebolo vyrobené v Číne, ale bolo určené pre čínsky trh alebo krajiny, s ktorými má Čína úzke obchodné väzby.
Asi najzaujímavejším dizajnom tohto portu sú piny A+ a A-. Sú dimenzované na napätie do 30 V a prúdy do 20 A. V norme sú opísané ako „nízkonapäťové pomocné napájanie pre elektrické vozidlá napájané externými nabíjačkami“.
Z prekladu nie je jasné, aká je ich presná funkcia, ale môžu byť navrhnuté tak, aby pomohli naštartovať elektromobil s úplne vybitou batériou. Keď sú vybité trakčná batéria elektromobilu aj 12V batéria, môže byť ťažké vozidlo nabiť, pretože elektronika vozidla sa nedokáže prebudiť a komunikovať s nabíjačkou. Stýkače tiež nemožno napájať na pripojenie trakčnej jednotky k rôznym subsystémom vozidla. Tieto dva piny sú pravdepodobne navrhnuté tak, aby poskytovali dostatok energie na prevádzku základnej elektroniky vozidla a napájanie stýkačov, aby sa hlavná trakčná batéria mohla nabíjať, aj keď je vozidlo úplne vybité. Ak o tom viete viac, dajte nám vedieť v komentároch.
CHAdeMO je štandard konektorov pre elektromobily, predovšetkým pre aplikácie rýchleho nabíjania. Prostredníctvom svojho jedinečného konektora dokáže dodať až 62,5 kW. Ide o prvý štandard navrhnutý na zabezpečenie rýchleho nabíjania jednosmerným prúdom pre elektromobily (bez ohľadu na výrobcu) a má piny zbernice CAN pre komunikáciu medzi vozidlom a nabíjačkou.
Táto norma bola navrhnutá na globálne použitie v roku 2010 s podporou japonských výrobcov automobilov. Táto norma sa však skutočne ujala až v Japonsku, pričom Európa sa drží typu 2 a USA používajú J1772 a vlastné konektory Tesly. EÚ v určitom okamihu zvažovala vynútenie úplného vyradenia nabíjačiek CHAdeMO, ale nakoniec sa rozhodla vyžadovať, aby nabíjacie stanice mali „aspoň“ konektory typu 2 alebo Combo 2.
V máji 2018 bola ohlásená spätne kompatibilná aktualizácia, ktorá umožní nabíjačkám CHAdeMO dodávať až 400 kW energie, čím prekoná aj konektory CCS v praxi. Zástancovia CHAdeMO vidia jeho podstatu v jednom globálnom štandarde, a nie v rozdiele medzi štandardmi CCS v USA a EÚ. Mimo japonského trhu sa však nepodarilo nájsť veľa zákazníkov.
Štandard CHAdeMo 3.0 sa vyvíja od roku 2018. Nazýva sa ChaoJi a obsahuje nový 7-pinový konektor vyvinutý v spolupráci s Čínskym úradom pre normalizáciu. Dúfa, že vďaka použitiu kvapalinou chladených káblov zvýši nabíjací výkon na 900 kW, bude pracovať pri napätí 1,5 kV a dodá plných 600 ampérov.
Pri čítaní tohto textu si možno pomyslíte, že bez ohľadu na to, kam šoférujete svoj nový elektromobil, existuje množstvo rôznych štandardov nabíjania, ktoré vám môžu spôsobiť bolesti hlavy. Našťastie to tak nie je. Väčšina jurisdikcií má problém s podporou jedného štandardu nabíjania, zatiaľ čo väčšinu ostatných vylučuje, čo má za následok, že väčšina vozidiel a nabíjačiek v danej oblasti je kompatibilná. Tesla v USA je samozrejme výnimkou, ale aj tá má vlastnú vyhradenú nabíjaciu sieť.
Aj keď niektorí ľudia používajú nesprávnu nabíjačku na nesprávnom mieste v nesprávnom čase, zvyčajne môžu použiť nejaký druh adaptéra tam, kde ho potrebujú. V budúcnosti sa väčšina nových elektromobilov bude držať typu nabíjačiek zavedeného v ich predajných regiónoch, čo uľahčí život všetkým.
Univerzálnym štandardom nabíjania je teraz USB-C
Všetko by sa malo nabíjať pomocou USB-C, bez výnimky. Predstavujem si 100KW zástrčku pre elektromobily, čo je len sada 1000 USB-C konektorov natlačených do zástrčky zapojené paralelne. So správnymi materiálmi by ste mohli udržať hmotnosť pod 50 kg (110 lb) pre jednoduché používanie.
Mnoho hybridných vozidiel (PHEV) a elektrických vozidiel má ťažnú kapacitu až 450 kg, takže na prepravu celej rady adaptérov a prevodníkov môžete použiť príves. Peavey Mart tento týždeň tiež predáva generátory, ak je k dispozícii niekoľko stoviek vozidiel s celkovou hmotnosťou vozidla (GVWR).
V Európe recenzie konektorov typu 1 (SAE J1772) a CHAdeMO úplne ignorujú fakt, že Nissan LEAF a Mitsubishi Outlander PHEV, dve z najpredávanejších elektrických vozidiel, sú týmito konektormi vybavené.
Tieto konektory sa bežne používajú a nezmiznú. Zatiaľ čo konektory typu 1 a typu 2 sú kompatibilné na úrovni signálu (čo umožňuje odpojiteľný kábel typu 2 až typu 1), CHAdeMO a CCS nie sú. LEAF nemá realistický spôsob nabíjania z CCS.
Ak rýchlonabíjačka už nebude kompatibilná s CHAdeMO, vážne by som zvážil návrat k autu so spaľovacím motorom na dlhší výlet a ponechanie si LEAFu len na lokálne použitie.
Mám Outlander PHEV. Funkciu rýchleho nabíjania jednosmerným prúdom som použil niekoľkokrát, len aby som si ju vyskúšal, keď mám ponuku bezplatného nabíjania. Iste, batériu dokáže nabiť na 80 % za 20 minút, ale to by vám malo poskytnúť dojazd elektromobilu približne 20 kilometrov.
Mnohé rýchlonabíjačky s jednosmerným prúdom majú paušálnu sadzbu, takže za 20 kilometrov môžete zaplatiť takmer 100-násobok svojho bežného účtu za elektrinu, čo je oveľa viac, ako keby ste jazdili len na benzín. Ani nabíjačka s minútovou nabíjačkou nie je o veľa lepšia, pretože je obmedzená na 22 kW.
Milujem svoj Outlander, pretože režim EV pokrýva celé moje dochádzanie, ale funkcia rýchleho nabíjania jednosmerným prúdom je rovnako užitočná ako mužská tretia bradavka.
Konektor CHAdeMO by mal zostať rovnaký na všetkých listoch (list?), ale s Outlandermi sa s tým neobťažujte.
Tesla tiež predáva adaptéry, ktoré umožňujú Tesle používať J1772 (samozrejme) a CHAdeMO (prekvapivejšie). Nakoniec prestali vyrábať adaptér CHAdeMO a predstavili adaptér CCS... ale iba pre určité vozidlá na určitých trhoch. Adaptér potrebný na nabíjanie amerických vozidiel Tesla z nabíjačky CCS typu 1 s proprietárnou zásuvkou Tesla Supercharger sa zrejme predáva iba v Kórei (!) a funguje iba na najnovších autách. https://www.youtube.com/watch?v=584HfILW38Q
Spoločnosti American Power a dokonca aj Nissan oznámili, že postupne ukončujú výrobu modelu Chademo v prospech modelu CCS. Nový Nissan Arya bude mať názov CCS a výroba modelu Leaf sa čoskoro ukončí.
Holandský špecialista na elektromobily Muxsan prišiel s doplnkom CCS pre Nissan LEAF, ktorý nahradí AC port. Umožňuje nabíjanie AC typu 2 a CCS2 DC a zároveň zachováva port CHAdeMo.
Poznám čísla 123, 386 a 356 aj bez toho, aby som sa pozrel. No, vlastne som si pomýlil posledné dve, takže si to musím overiť.
Áno, o to viac, keď predpokladáte, že je to prepojené v kontexte... ale musel som na to kliknúť sám a myslím, že je to ten pravý, ale číslo mi vôbec nedáva žiadnu indíciu.
Konektor CCS2/Type 2 sa do USA dostal ako štandard J3068. Je určený pre ťažké úžitkové vozidlá, pretože trojfázové napájanie poskytuje výrazne vyššie rýchlosti. J3068 špecifikuje vyššie napätie ako Type2, pretože môže dosiahnuť fázové napätie 600 V. Nabíjanie jednosmerným prúdom je rovnaké ako pri CCS2. Napätia a prúdy, ktoré presahujú štandardy Type2, vyžadujú digitálne signály, aby vozidlo a EVSE mohli určiť kompatibilitu. Pri potenciálnom prúde 160 A môže J3068 dosiahnuť striedavý výkon 166 kW.
„V USA používa Tesla vlastný štandard nabíjacích portov. Podporuje jednofázové aj trojfázové nabíjanie striedavým prúdom.“
Je to len jednofázové. V podstate ide o zásuvný modul J1772 v inom rozložení s pridanou funkciou jednosmerného prúdu.
J1772 (CCS typ 1) môže v skutočnosti podporovať jednosmerný prúd, ale nikdy som nevidel nič, čo by ho implementovalo. „Hlúpy“ protokol j1772 má hodnotu „Vyžaduje sa digitálny režim“ a „DC typu 1“ znamená jednosmerný prúd na pinoch L1/L2. „DC typu 2“ vyžaduje ďalšie piny pre kombinovaný konektor.
Americké konektory Tesla nepodporujú trojfázový striedavý prúd. Autori si mýlia americké a európske konektory, pričom európske (známe aj ako CCS typ 2) ich áno.
K súvisiacej téme: Môžu elektromobily jazdiť na cestách bez platenia cestnej dane? Ak áno, prečo? Za predpokladu (úplne neudržateľnej) environmentálnej utópie, kde viac ako 90 % všetkých áut je elektrických, odkiaľ bude brať daň na udržiavanie ciest v prevádzke? Môžete to pripočítať k nákladom na verejné nabíjanie, ale ľudia môžu doma používať aj solárne panely alebo dokonca „poľnohospodárske“ dieselové generátory (bez cestnej dane).
Všetko závisí od jurisdikcie. Niektoré miesta účtujú iba daň z paliva. Niektoré účtujú poplatok za registráciu vozidla ako palivový príplatok.
V určitom okamihu sa bude musieť zmeniť niektoré spôsoby, akými sa tieto náklady uhrádzajú. Chcel by som vidieť spravodlivý systém, v ktorom sú poplatky založené na počte najazdených kilometrov a hmotnosti vozidla, pretože to určuje mieru opotrebenia vozovky. Pre dané podmienky by mohla byť vhodnejšia uhlíková daň z paliva.
Čas uverejnenia: 21. júna 2022
