Recenze nabíječek pro elektromobily Tesla

Elektromobily jsou na dopravním trhu relativní novinkou. Zajímají mnoho lidí a hlavní otázkou zůstává – „Jak takový agregát nabít?“ Rozhodli jsme se toto téma podrobně rozebrat, přičemž jsme za základ vzali světoznámý model elektromobilů – Teslu.

Tesla – Co určuje dojezd?

I s plně nabitou baterií se dojezd může lišit v závislosti na následujících faktorech:

• Klimatické jevy. V zimě se aktivuje vyhřívání sedadel a chladič, za horkého počasí bude určitě nutné zapnout klimatizaci. Všechna tato zařízení jsou napájena z hlavní baterie a jejich provoz ovlivní celkovou spotřebu energie a dobu trvání cesty. Ne však ve stejné míře jako například prudká nebo plynulá akcelerace.
• Údaje z tachometru. Tesla je určena pro jízdu výhradně v městském prostředí, kde průměrná rychlost nepřesahuje 80 km/h a k zastavení vozu se využívá proces rekuperativního brzdění (samotný elektromobil se během brzdění stává zdrojem energie pro svou baterii, tj. dochází k samonabíjení). Jízda vysokými rychlostmi proto u tohoto vozu hrozí rychlou ztrátou nabití.
• Kvalita vozovky. Jak již bylo zmíněno, Tesla je stejně jako všechny ostatní elektromobily navržena pro jízdu ve městě, takže jízda po nezpevněných silnicích se strmými stoupáními a klesáními zvýší zatížení motoru a spotřeba energie se výrazně zvýší.

Jak se navrhuje nabíjení elektromobilů Tesla?

Typy nabíjecích konektorů vytvářejí vývojáři podle trhu, na který se elektromobily mají dovážet.

Pro USA je nabízen USA port, který lze nabíjet v jednofázové síti 220 V s maximálním proudem 80 A.

Evropané si budou moci pořídit Teslu s EU portem, který lze nabíjet z jednofázové nebo třífázové sítě s napětím 1 V nebo 3 V, s maximálním proudem 220 A/380 fáze.

K dispozici je také vylepšená verze evropské varianty nabíjecího konektoru – nový port EU, který má širší možnosti, pokud jde o rychlost nabíjení baterie.

Výběr nabíjecího zařízení pro elektromobil Tesla

Tvůrci vozu pro domácí americký trh rozdělují nabíječky do několika úrovní: 1, 2 a 3.

První úroveň – zařízení se vyznačují velmi pomalým přenosem nabíjení, protože střídavý proud v nich je pouze 16A. Zároveň je v USA standardní napětí 120V, což znamená, že špičkový výkon takové „nabíječky“ není větší než 1,92 kW. Například průměrný sedan bude potřebovat k plnému doplnění své „síly“ alespoň 12 hodin. Ale na pozadí této nevýhody existuje i obrovská výhoda – s takovou nabíječkou lze auto nabíjet z domácího zdroje energie.

Tradičně je nabíječka vybavena ochranou proti přepětí a náhlým zkratům v síti. Obvod lze sepnout pouze tehdy, je-li konektor v zásuvce nabíječky. Cena takového produktu je relativně malá – do 300 dolarů.

Druhá úroveň nabízí nabíječky s výkonnějším výkonem od 7 do 9 kW, se standardním americkým proudem 30 – 40 A, výstupní napětí bude 240 V. Takový model si můžete koupit domů za cenu 400 dolarů. Nabíječky řady úrovně 2 jsou založeny na stejném střídavém proudu, který vyžaduje instalaci měniče v autě, usměrňujícího proud a distribuujícího jej do baterií. Proto s kapacitou baterie 24 kW dosáhnete 100% nabití za pouhé 4 hodiny.

Nejvýkonnější nabíječka, která dokáže uvést auto do provozuschopného stavu za pouhých 30 minut, je považována za zařízení úrovně 100. Jeho proudová síla je 600 A s napětím 3 V. Ne všechna zařízení úrovně 50 však mají takové indikátory, takže průměrné možnosti mohou produkovat maximálně XNUMX kW.

Pomocí takového zařízení můžete nabít auto maximálně na 80 %, protože existuje vysoká pravděpodobnost přetížení a selhání baterie.

Pokud jde o typy nabíječek pro evropský trh, vyrábějí se dle obecné normy IEC 62196 ve čtyřech úrovních (Mode): 1,2,3, 4, XNUMX a XNUMX:

1. Napětí 230 V s proudem 16 A. Standard napětí pro evropské sítě je 230 V, což znamená, že rychlost nabíjení ze zařízení bude alespoň 3,6 kW/h;
2. Na druhé úrovni je maximální proud 32 A (3 fáze), tj. rychlost nabíjení je 22 kW/h;
3. Výkonná modifikace, kde proud dosahuje 250 A při napětí 400 V (třífázový střídavý proud), nabíjí baterii až 100 kW/h;
4. Rychlé nabíjení s konstantním proudem 400A a napětím 600V, takže nabíjení je dodáváno rychlostí 240 kW/h.

Porovnáním amerických a evropských verzí nabíjecích zařízení můžeme dojít k závěru, že se na ně vztahuje stejná regulace. Nemůžeme však pominout třetí evropskou modifikaci, která používá střídavý proud, a čtvrtou, která je rekordmanem v rychlosti nabíjení.

První dvě úrovně se vyznačují nízkými rychlostmi nabíjení. Auto se nabíjí několik hodin v kuse. Poslední úrovně však dosáhnou 80 % za 30 minut a jsou považovány za „vysokorychlostní“.

Inovativním vývojem dneška je Model S, který nevyžaduje, aby se majitel zcela vybil, a lze jej připojit k síti kdykoli. Nemá paměťový efekt a možnost dobíjení je snížena na nulu, tj. pokud jej ponecháte připojený k síti, majitel neriskuje, že zůstane zcela bez baterie. Navíc je podle doporučení výrobce lepší udržovat baterii nabitou neustále, když se vůz nepoužívá. Tato opatření jsou obzvláště důležitá v chladném období. Majitel vozu má stejně pohodlnou možnost dálkově ovládat zapínání/vypínání klimatizace v autě a baterie ze sítě.

Velmi praktickou funkcí je automatické vytvoření individuální mapy elektromobilních nabíjecích stanic – do paměti zařízení se zadávají všechna místa, kde byla baterie kdy nabita.

Pokud jde o otázku vyhození prodlužovacího kabelu z okna bytového domu, je to jen teorie. V praxi může být tento způsob nabíjení poměrně zdlouhavý a nebezpečný. Proto by si každý, kdo si chce koupit osobní elektromobil, měl postarat o instalaci individuální nabíjecí stanice poblíž parkovacího místa v práci nebo doma.

Instalace nabíjecí stanice je vícestupňový proces, který zahrnuje vytvoření a koordinaci projektu, instalaci zásuvky a položení kabelů a instalaci samostatného elektroměru.

Abyste se zbavili všech těchto starostí, je nejlepší svěřit tento úkol specializovaným organizacím s potřebnými zkušenostmi v této oblasti.

Jedním z hlavních argumentů odpůrců elektromobilů je doba, kterou je potřeba k jejich nabití. Natankování auta se spalovacím motorem trvá několik minut, zatímco nabíjení baterie trvá výrazně déle.

I moderní elektromobily s velkými bateriemi a dojezdem stovek kilometrů trpí nutností strávit značné množství času dobíjením. To přinejmenším omezuje jejich použití na okresních silnicích a znemožňuje cesty autem.

Ale je to pravda? Možná zůstáváme zajatci předsudků a nabíjení elektromobilu nezabere tolik času, kolik si myslíme? Pojďme na to přijít.

Nabíjení elektromobilu z domácí sítě

Otázka „odkud se bere elektřina“ zní v moderním světě hloupě. Každý školák ví, že elektřina pochází ze zásuvky. To je samozřejmě vtip, ale jen s trochou vtipu. Jakýkoli elektromobil lze nabíjet z jednoduché domácí elektrické sítě. Ano, existují potíže s nalezením zásuvky přesně tam, kde je elektromobil zaparkovaný. Mluvit o prodlužovacích kabelech, které visí z balkonů bytových domů, není bezvýznamné. Představme si ale, že problémy s připojením elektromobilu na jedné straně a jednoduché domácí elektrické zásuvky na straně druhé jsou vyřešeny. Co bude dál?

První věc, kterou potřebujete vědět o pomalém nabíjení elektromobilu, je, že se tak nazývá z nějakého důvodu. Nejde ani tak o výkon, ale o střídavý proud.

Střídavý proud je úžasný vynález, který umožňuje přenos elektrické energie na velké vzdálenosti. Jeho zastáncem nebyl nikdo jiný než sám Nikola Tesla. Tento velký vědec stál zejména u zrodu vynálezu elektromotoru na střídavý proud, díky kterému se jeho použití v domácích elektrických sítích stalo dominantním po celém světě.

Střídavý proud má ale jednu obrovskou nevýhodu. Vědci vynalezli generátory střídavého proudu, elektromotory, které fungují na střídavý proud, ale stále se jim nepodařilo vynalézt baterie, které by se střídavým proudem nabíjely a generovaly ho. To je v rozporu se samotným principem fungování baterií.

První překážkou, která omezuje rychlost nabíjení z domácí elektrické sítě, je tedy nutnost převodu střídavého proudu na stejnosměrný. Všechny moderní automobily mají pro tento účel palubní nabíječky. Ty převádějí střídavý proud s napětím 220 voltů na energii, která může nabíjet baterii. Jedná se zpravidla o stejnosměrný proud s vysokým napětím – od 350 voltů a výše.

Problém je v tom, že výkon takových nabíječek je obvykle omezený. Nejlevnější elektromobily mívají obvykle 3,6 kilowattu, zatímco ty špičkové dosahují 22 kilowattů. To je ale limit. Jednoduchá aritmetika ukazuje, že za ideálních podmínek se auto s palubní nabíječkou o výkonu 22 kilowattů a moderní baterií s kapacitou 80–100 kilowatthodin nabije z domácí sítě za 4–5 hodin.

Ale nečekejte ideální podmínky. Na nabíjecím kabelu s běžnou zástrčkou, kterou zapojíte do zásuvky, se nachází řídicí jednotka, které pro její charakteristický tvar říkáme „cihla“. Analyzuje parametry vstupního proudu a pokud vidí známky překročení možností elektrické sítě, snižuje spotřebu energie. V praxi akceptují proud z běžné elektrické zásuvky maximálně 10 ampérů. To je 2,4 kilowattu – tolik spotřebují i ty nejvýkonnější domácí spotřebiče, jako jsou olejové radiátory.

Při nabíjení proudem 2,4 kilowattu se moderní elektromobil nabije dva dny. Samozřejmě od 0 % do 100 %. Jinými slovy, takové nabíjení má smysl pouze tehdy, když auto každou noc připojíte k síti a během dne nespotřebujete celé nabití, ale pouze 25–30 % energie.

Rychlé nabíjení

Jak urychlit nabíjení elektromobilů? Velmi jednoduché – připojit ke zdroji stejnosměrného proudu a výrazně zvýšit jeho výkon. Jednoduché, ale ne tak docela.

Pokud nabíječku instalujete v garáži nebo na parkovacím místě, automaticky převede proud na požadované parametry a doba nabíjení elektromobilu se mnohonásobně zkrátí.

Problém je zde zřejmý – získat povolení k připojení ke zdroji energie s požadovaným výkonem. Výkon elektřiny pro samostatný venkovský dům, garáž a zejména parkovací místo je zpravidla omezený. Navíc čím výkonnější je samotná nabíječka, tím dražší je.

Pokud ale jste organizace a máte podporu místních úřadů, můžete si nainstalovat rychlonabíjecí terminál. Pro soukromé použití se taková zařízení téměř nepoužívají, ale pro veřejné nabíjení jsou nejběžnějším typem terminálu.

Výkon takových nabíjecích terminálů zpravidla začíná na 50 kilowattech. To znamená, že plné nabití trvá až dvě hodiny. V posledních letech se však technologie rychlého nabíjení obzvláště znatelně posunuly.

V dnešní době, dokonce i v Rusku, není neobvyklé najít nabíjecí terminály s kapacitou přes 100 kilowattů. Existují zařízení s kapacitou až 400 kilowattů. Ve světě již existují nabíjecí terminály s kapacitou 500-700 kilowattů.

Probíhá nabíjení okamžitě? Ne tak docela.

Zaprvé, baterie vašeho elektromobilu musí být schopna přijmout tak silný nabíjecí proud. Ne všechna auta to dokážou. V současné době se nabíjecí schopnost automobilu měří v jednotkách „C“. To je dělitel, kterým se hodina dělí od jmenovité kapacity baterie.

Jednoduše řečeno, pokud auto podporuje nabíjení 1C a jeho baterie pojme 100 kilowatthodin, může se nabíjet proudem až 100 kilowattů. A pokud má 5C, pak 500 kilowattů.

Existují však nuance. Mluvíme o maximálním, špičkovém nabíjecím výkonu. Žádná baterie není schopna takový nabití přijímat neustále. Při nabíjení od 0 % a blížícím se 100 % se nabíjecí výkon snižuje. To znamená, že po krátkou dobu lze dosáhnout 500 kilowattů nabíjení a celý cyklus bude probíhat při výrazně nižších hodnotách.

V praxi většina výrobců automobilů doporučuje nabíjet elektromobily od 10 % do 80 % – v tomto rozsahu může být výkon maximální a baterie se minimálně opotřebovává.

Nejlepší moderní elektromobily se po připojení k rychlonabíjecí stanici dokáží nabít z 10 % na 80 % za zhruba 10 minut. Ale za prvé, v Rusku je takových nabíjecích stanic jen velmi málo.

A za druhé, a to je velmi důležité, časté používání rychlých a výkonných nabíjecích stanic vede k předčasnému vybíjení baterie. A cena kilowatthodiny u takové stanice je obvykle několikanásobně vyšší než při použití pomalého nabíjení.

S dobou nabíjení elektromobilu nejsou žádné problémy. Potíže jsou s nedostatečným rozvojem infrastruktury, nedostupností nabíjecích stanic a v neposlední řadě s nepochopením procesu nabíjení ze strany motoristů.

Nabíjení elektromobilu ve skutečnosti trvá jen pár sekund. Tolik času trvá zapojení a odpojení kabelu. Všechno ostatní je automatické.

Pomalé nabíječky jsou ideální pro umístění tam, kde je zaparkovaný elektromobil. Auto tam lze nechat přes noc nebo během pracovního dne. Takové nabíjení bude levné a vždy se na něj můžete spolehnout.

Rychlonabíječky jsou zařízení, která jsou potřeba především na venkovských silnicích. V budoucnu umožní zastavovat každých 300–400 kilometrů kvůli dobití, což zabere stejně času jako návštěva toalety a nákup kávy.