Дженнифер Коршун, редактор контента
Электрические транспортные средства (EV) могут управлять дорогой, то есть, если зарядные станции могут идти в ногу.
По оценкам IHS, к 2020 году по всему миру будет доступно более 12, 7 миллионов зарядных устройств по сравнению с менее чем 1 миллионом доступных сегодня. Для достижения этой цели потребуются решения о структурах затрат, моделях использования и стандартах, поскольку заинтересованные стороны EV стремятся обеспечить поддержку поддерживающей инфраструктуры.
В регионах, которые взяли на себя инициативу по внедрению EV, общественные предприятия и правительства приняли меры для поощрения водителей к торговле своими газовыми транспортными средствами для электромобилей. Например, в январе три крупнейшие коммунальные предприятия Калифорнии представили предложения о финансировании на общую сумму более 1 млрд. Долл. США в ожидании одобрения государственной комиссии по коммунальным услугам, чтобы помочь Калифорнии выполнить свои целевые показатели EV и сокращения выбросов углерода в течение следующих пяти лет.
Стандарты и правила безопасности
Существуют три зарядные платформы EV, каждая из которых предназначена для различных условий и требований зарядки:
-
Уровень 1 (зарядка 120 вольт). Зарядный шнур, который поставляется с любым электрическим автомобилем, имеет стандартный трехштырьковый штекер, который входит в заземленную розетку и разъем для зарядного порта транспортного средства на другом конце. Когда вы подключаете его, зарядный шнур проверяет цепь, чтобы убедиться, что он правильно заземлен и что ток достаточно сильный, чтобы включить зарядное устройство.
Уровень 1 является самым медленным из трех типов зарядки. Для подключаемых гибридов с меньшими батареями от 4 до 18 киловатт-часов уровня 1 может быть достаточно, чтобы зарядить автомобиль за несколько часов до ночи.
-
Уровень 2 (240 В). Многие домашние и общественные зарядные станции функционируют на 240 В, а кабели подключаются к стандартному порту зарядки на EV. Зарядная станция должна быть установлена как минимум на 40-амперной схеме, но для надежной проводки лучше всего использовать 50 А или 60 А.
Зарядка уровня 2 по меньшей мере в два раза быстрее, чем зарядка уровня 1 из-за более высокой силы тока в цепи. Электрические автомобили с аккумулятором, такие как Nissan Leaf, требуют, чтобы домашняя зарядная станция уровня 2 достигла полной зарядки в одночасье. Подключаемые гибридные транспортные средства, такие как Chevy Volt, часто функционируют надлежащим образом со стандартным зарядным шнуром 120 В.
-
DC быстрая зарядка. Часто ошибочно упоминается как зарядка уровня 3, быстрая зарядка постоянного тока зависит от постоянного тока, а не от обычного переменного тока, и является мощной альтернативой.
Поскольку они предлагают стандарт в 50 киловатт-часов, но требуют установки дорогостоящих высокомощных линий, зарядные устройства постоянного тока лучше всего подходят для общественных зарядных станций, обычно расположенных вдоль автомагистралей.
Первые два типа зарядки используют разъем J-1772, международный стандарт SAE International, поддерживаемый на самых популярных EV. Исключением являются автомобили Tesla, но компания предоставляет адаптер.
Не все EV предлагают быстрое зарядку DC; несколько гибридов предлагают его. EV, поддерживающие заряд постоянного тока, используют один из трех типов гнезд:
- CHAdeMO. В настоящее время предпочтительный стандарт сокетов для быстрой зарядки DC, поскольку он нацелен на увеличение скоростных зарядных устройств по всему миру и стандартизирует, как заряжать транспортные средства, гнездо CHAdeMO используется в Nissan Leaf, Mitsubishi i-MiEV и Kia Soul EV. Ассоциация CHAdeMO, основанная Токийской электроэнергетической компанией (TEPCO), которая разработала стиль сокета и несколько японских автопроизводителей, способствует методу зарядки. CHAdeMO - это свободная аббревиатура фразы «двигаться за плату».
- Комбинированная система зарядки (CCS). Большинство немецких и американских производителей EV, за исключением Tesla, используют этот стандарт, включая автомобили, оснащенные скоростными портами, выпускаемыми BMW, Chevrolet, Ford, Mercedes-Benz, Volkswagen и Volvo. Сокеты CCS включают разъем уровня 2 и, следовательно, больше, чем сокеты CHAdeMO.
- Нагнетатель Тесла. Tesla создала собственную выделенную сеть бесплатных высокопроизводительных станций быстрой зарядки, которые могут использовать владельцы Tesla. Аналогично, разъем Tesla для быстрой зарядки DC является собственностью своих автомобилей.
Множество стандартов зарядки создает головную боль для водителей и разработчиков инфраструктуры EV. «Есть CHAdeMO, J-1772, быстрый заряд DC и Tesla. (С) четыре разных разъема, кто-то (желающий зарядить свой автомобиль) должен охотиться за тем, который они планируют использовать. Это задача зарядной станции », - сказала Нина Тернер, руководитель исследования International Data Corp. (IDC). Она отметила, что установки зарядного устройства должны быть просты в использовании.
Расположение, местоположение
,
Если количество EV на дороге должно превысить количество стандартных автомобилей к 2025 году, как и прогнозировалось, сборка общественного зарядного устройства должна произойти быстро. Калифорния в настоящее время возглавляет Соединенные Штаты по количеству EV на дороге, всего чуть меньше 300 000, но у нее также есть самые доступные государственные зарядные устройства на каждый EV, причем на каждые 196 EV и одно зарядное устройство уровня 2 установлено только одно зарядное устройство постоянного тока на 27 электромобили. Гавайи, Колорадо, Техас и Огайо имеют аналогичные коэффициенты EV-to-charge station. Недавно Нью-Йорк обещал построить к 2020 году 1000 новых зарядных станций.
Планировщики инфраструктуры должны определять не только количество государственных зарядных устройств для развертывания, но и способы подзарядки для поддержки, но также и место, где можно найти зарядные станции. Следует ли сосредоточить внимание на выделенных, централизованных зарядных станциях, подобных автозаправочным станциям, или на развертывании общественных зарядных устройств в местах назначения водителей, таких как автостоянки?
«Должна быть двухсторонняя стратегия», - сказал Тамер Кира, директор по управлению бизнесом для Automotive Business Unit в Maxim Integrated. «До тех пор, пока время зарядки не достигнет 5 минут, должны быть зарядные станции, которые удобны, когда люди припарковывают свои машины».
«Чтобы распространять EV в городах, должно быть больше, чем просто (выделенных) зарядных станций», - сказал Тернер из IDC. «Люди не любят припарковаться и двигать свою машину позже. Мы должны выйти за пределы станций с прямым доступом ».
Установка общественных зарядных устройств в местах, где водители покидают свои автомобили в течение длительного времени, принесет пользу пользователям EV и поощрит принятие EV. Зарядные станции разворачиваются, хотя еще не в достаточном количестве, на автостоянках и гаражах в аэропортах, гостиницах, офисных комплексах и торговых и развлекательных зонах. Росс Саболчик, вице-президент и генеральный менеджер подразделения Power в Silicon Labs (Остин, штат Техас), отметил, что компания установила зарядные устройства на стоянке для использования сотрудниками. «Некоторые зарядные устройства свободны; некоторые обвиняют вас в этом, - сказал Сабольчик. «В нашем офисе мы не взимаем плату с сотрудников, чтобы взимать плату за их EV, но я знаю, что такие места, как аэропорт Остина, взимают с своих клиентов».
Как инженеры могут ускорить развертывание
По мере расширения электрических машин и приближения общенационального развертывания зарядных станций инженеры могут вмешаться, чтобы решить проблемы энергопотребления EV через дизайн.
«Более (инженерные) усилия должны входить в совершенствование автомобильного диапазона и снижение расходов на аккумулятор. Это приведет к увеличению продаж EV и, в свою очередь, приведет к увеличению количества зарядных станций. Также должен быть общемировой стандарт для зарядных станций », - сказал Кира Максим.
Сабольч отметил, что есть большой толчок для снижения расходов на зарядную станцию. В настоящее время прочное зарядное устройство для электромобилей (EVSE) стоит потребителю, который хочет быстро заряжать зарядное устройство дома примерно от 600 до 700 долларов. «Вложения в (приведение) затрат вливаются в большой объем развертывания», - сказал Сабольчик.
Инженеры также могут снизить затраты, обратившись к временам зарядки. Сабольчик отметил, что помимо дизайна зарядного устройства пересмотр конструкции батарейного блока может сэкономить время на зарядке.
На данный момент электромобили - это, прежде всего, пригородные автомобили, и обычно они заряжаются дома. По оценкам, одна четверть всех нынешних пользователей EV будет использовать общественные зарядные станции не реже одного раза в неделю, если зарядные устройства будут легко доступны, а стоимость их использования будет доступной. Усилия инженеров играют центральную роль в достижении обеих целей.
Для получения дополнительной информации прочитайте специальный отчет EV здесь.