Особенности работы системы зарядки электромобилей

Особенности работы системы зарядки электромобилей

Любой электромобиль построен на тех же принципах, что и машина с ДВС. У него имеется ходовая часть, трансмиссия, система управления и т.д. Отличительная особенность электрокаров – наличие стационарной АКБ большой мощности и ёмкости, питающей ходовой электродвигатель машины. В этом смысле электромобиль по типу питания идентичен ноутбуку или смартфону, разница состоит лишь в объёме аккумулятора. И как всякой АКБ, питающей батарее электрокара требуется регулярная подзарядка.

Виды зарядных устройств

Зарядное устройство для электрокаров представляет собой преобразователь переменного тока внешней электросети в постоянный ток. Также ЗУ понижает подаваемое из сети напряжение (220 или 380 вольт) до показателей, необходимых АКБ. По своим размерам зарядки для электрокаров бывают двух типов:

  • Стационарные, изготавливаемые в виде настенных или напольных электрощитов. Они предназначены для установки в гаражах, на СТО, электрозаправочных станциях.
  • Портативные. Представляют собой мобильное небольшое устройство, которое можно постоянно держать в багажнике. Такой вариант удобен, если владелец электрического авто отправляется в дальнюю поездку в районы, где отсутствуют электрозаправки.

Зарядное устройство подключается одним разъёмом к питающей сети, однофазной на 220 вольт, или двухфазной, на 380 вольт, а другим – к зарядному штекеру электромобиля. Внутри электрокара располагается система управления процессом, контролирующая параметры входящего электричества. В неё входят датчики силы подаваемого тока и уровня зарядки АКБ, и работающие вместе с ними контроллеры.

Они способны пропускать лишь ток определённой силы, и автоматически отключают питание при полной зарядке аккумулятора. Этим АКБ защищается от преждевременного выхода из строя. Также внутренняя бортовая система зарядки отслеживает, чтобы электрозаряд равномерно распределялся между секциями аккумулятора, во избежание закипания и выхода их из строя.

Скорость зарядки электромобиля

Скорость подзарядки аккумулятора зависит, в первую очередь, от силы подаваемого электротока: чем она выше, тем быстрее заряжается АКБ. Но при этом нужно учитывать, что чем быстрее производится зарядка, тем меньше срок службы батареи. Поэтому конструкторы, при создании внешних ЗУ и систем зарядки электромобилей, стараются найти «золотую середину», при которой электрокар заряжался бы достаточно быстро, но в щадящем режиме, с минимальным износом дорогостоящей АКБ.

На электрозарядных станциях сила постоянного тока достигает 250А, а переменного – 70-80А. Этого бывает достаточно, чтобы зарядить АКБ среднестатистического легкового электромобиля до 80% от общей ёмкости за 30-40 минут. Бытовая электросеть на такие параметры не рассчитана, и заряжаться от неё аккумулятор электрокара будет значительно медленнее.

В среднем процесс восстановления заряда батареи при использовании домовой розетки займёт от 18 до 24 часов. Но чрезмерная сила тока способна вызвать перегрев АКБ, её закипание и выход из строя, а в некоторых случаях может произойти даже её взрыв. Также на скорость процесса влияет ёмкость батареи – чем она больше, тем дольше потребуется времени на её зарядку.

Способы зарядки от внешней сети

Кроме своих габаритов, ЗУ для электрокаров различаются между собой своими техническими характеристиками. Они рассчитаны на работу от следующих внешних источников электроэнергии:

  • Бытовая электросеть в 220 вольт (в североамериканском стандарте – 110 вольт). Самый удобный способ зарядки, поскольку найти бытовую розетку можно даже в самом отдалённом населённом пункте. Но, в то же время он является и самым продолжительным по времени.
  • От сети в 380 вольт. При этом электросеть на 380 может быть как однофазной, так и трёхфазной.
  • Сеть с источником постоянного тока.
  • Беспроводная зарядка. Инновационный вариант, не требующий проводного соединения между внешней сетью и АКБ электромобиля.
  • От генератора электротока, работающего на дизтопливе или бензине. Скорость зарядки в этом случае такая же, как и от бытовой розетки, так как электрогенераторы вырабатывают ток той же силы и мощности.
  • От солнечных панелей. Самый экологичный, но в то же время и самый малоэффективный вариант, требующий большое время для полной зарядки АКБ.

Для каждого из перечисленных вариантов зарядки используется своё зарядное устройство, рассчитанное на определённое напряжение и на силу тока.

Стандарты зарядных устройств

Сегодня в мире существует несколько типов зарядных устройств, применяемых для различных источников электроэнергии и конкретной модели электромобиля. Неопределённость в стандартах ЗУ является одним из препятствий к широкому распространению электрокаров во всём мире. Рассмотрим, какие основные типы зарядок используются сегодня в разных странах.

J1772

Сообщество автоинженеров США в 2009г. создало разъём для подзарядки электромобилей, оснащённый пятью штырями. Он получил обозначение J1772, и сегодня считается наиболее часто встречающимся вариантом разъёмов для зарядок электрических авто. Спустя 3 года это ЗУ было обновлено, и через него стало возможным заряжать авто и переменным, и постоянным током. Им можно пользоваться и на открытом воздухе при дожде, без опасения получить поражение электричеством.

система зарядки электромобилей

Supercharger

Ещё один стандарт ЗУ, разработанный в США – Supercharger. Авторами этой технологии являются инженеры компании «Тесла» из калифорнийской Силиконовой долины. Зарядка в данном случае производится на специализированных зарядных станциях, аккумулирующих солнечную энергию в сверхёмких АКБ. При подзарядке электромобилей, электричество из батарей станции передаётся их бортовым АКБ. Полная зарядка батареи стандартного электрокара занимает не более 30 минут.

система зарядки электромобилей

Mennekes Type 2

Европейский стандарт зарядных устройств для электромобилей был официально зарегистрирован только в 2013г. Разработан он был по спецзаказу Еврокомиссии германской компанией Mennekes. Он предназначен для работы с электричество мощностью до 43 киловатт и с силой тока до 63 ампер. Данные зарядные устройства пригодны для применения как в однофазных, так и в трёхфазных цепях.

система зарядки электромобилей

CHA-de-MО

Этот стандарт быстрой зарядки АКБ электрокаром при помощи специального разъёма от сети с постоянным током, был создан в Японии в 2010г. группой компаний, занимающихся электроавтомобилестроением:

  • Энергокомпанией «Терсо».
  • «Ниссан».
  • «Мицубиси».
  • «Субару».
  • «Тойота».

система зарядки электромобилей

Мощность этого зарядного устройства составляет от 50 то 100 киловатт. Это даёт возможность зарядить батарею среднего легкового электрокара до 80% за 30 минут. Сегодня электрозарядные станции, работающие по японскому стандарту, имеются не только в Стране восходящего солнца, но и в некоторых государствах Европы и в США.

Better-Place

Данный проект предусматривает не зарядку АКБ на заправках, а их быструю замену на новую. В своё время такой формат был широко разрекламирован, как способ не тратить время на длительную подзарядку. Однако, до сих пор его сторонниками остаются только два государства: Израиль и Датское королевство. А среди автопроизводителей от него не отказался только «Рено», поскольку данный стандарт требует переделки конструкции авто и использование новой системы зарядки электромобилей.

Как видим, сегодня существует несколько стандартных вариантов зарядки электрокаров. Поэтому при покупке авто с электрическим силовым агрегатом, следует уделять этому аспекту особое внимание.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector