Фінн Пікок – дипломований інженер-електрик, колишній член CSIRO, власник електромобілів, засновник SolarQuotes.com.au
Незалежно від того, чи розглядаєте ви можливість придбання електромобіля, очікуєте на доставку чи керуєте ним, знання того, як (і як) він заряджається, є важливою частиною володіння ним.
У цьому посібнику я розгляну потужність (кВт) та енергію (кВт·год). Важливо знати різницю! Люди постійно плутають ці поняття – навіть електрики, яким варто знати краще.
Типовий бензиновий автомобіль забезпечує запас ходу 10 кілометрів на 1 літрі пального. Типовий електромобіль забезпечує запас ходу близько 6 кілометрів на 1 кВт⋅год електроенергії.
Для бензинового автомобіля вам потрібно 10 літрів пального, щоб подолати 100 км. За дуже консервативної ціни $1,40 за літр пального, 10 x $1,40 = $14 за 100 кілометрів.
Примітка: на момент написання статті бензин коштує понад 2 долари за літр, але я вкажу ціну в 1,40 долара, щоб показати, що електромобілі набагато дешевші, навіть якщо російський диктатор не перебільшував ціни на пальне.
У електромобілі для подолання 100 кілометрів потрібно близько 16 кВт⋅год електроенергії. Якщо ваш постачальник електроенергії стягує 21 цент за кВт⋅год, вартість становитиме 16 x 0,21 долара = 3,36 долара.
Електромобілі дешевші в управлінні, якщо врахувати можливість заряджання від сонячних панелей або заряджання за тарифами поза піковими годинами на основі тарифів, що залежать від часу використання (ToU). Наведемо кілька цифр для ілюстрації:
Якщо ваш рахунок за електроенергію становить 21 центи, а зелений тариф на сонячну енергію становить 8 центів, чиста вартість зарядки автомобіля сонячною енергією становитиме 8 центів. Це на 13 центів дешевше за кВт⋅год, ніж зарядка електромобіля від мережі.
Тарифи, що встановлюються за часом використання, стягують різні тарифи на електроенергію залежно від часу доби, коли ви отримуєте її з мережі.
Порівняйте різні ціни на електроенергію в Aurora Energy Tasmania в різний час доби:
Якщо ви налаштуєте зарядний пристрій для електромобілів на роботу лише за цією програмою «Умови використання» з Aurora з 10:00 до 16:00, то 100 км запасу ходу коштуватиме вам 16 x 0,15 долара = 2,40 долара.
Майбутнє австралійського плану електроенергетики полягає в тарифах, що залежать від часу використання, найдешевша електроенергія вдень (багато сонячної енергії) та вночі (зазвичай за великої кількості вітру та невеликого попиту).
У Південній Австралії з вас стягують жалюгідні 7,5 центів за кіловат-годину дня за тарифом, що залежить від часу використання та пропонує «сонячну губку».
Деякі роздрібні продавці також пропонують спеціальні тарифи для електромобілів, де ви можете платити нижчу ціну за кВт·год для заряджання свого електромобіля в певний час або фіксовану щоденну ставку за необмежену зарядку.
І останнє – зверніть увагу на «тарифи на вимогу». Ці плани живлення стягують з вас менший загальний рахунок за електроенергію, але можуть призвести до великих проблем, якщо ваше споживання електроенергії перевищить певний поріг. Заряджання вашого електромобіля за допомогою 3-фазного зарядного пристрою потужністю 22 кВт може означати, що ви сплатите в 10 разів більше за стандартний рахунок за електроенергію!
Звичайний зарядний пристрій для електромобілів – це дуже простий пристрій. Його завдання полягає в тому, щоб просто «запитати» автомобіль, чи може він прийняти будь-який заряд, і якщо так, безпечно подавати живлення на транспортний засіб, доки йому не буде наказано зупинитися.
Зарядний пристрій для електромобілів не може заряджати автомобіль швидше, ніж вимагає його зарядка (що небезпечно), але якщо мати певну мудрість, він може вирішити уповільнити зарядку або виходити з інших умов, наприклад:
Домашні зарядні пристрої для електромобілів також працюють від змінного струму. Це означає, що вони не роблять нічого особливого. Вони просто регулюють кіловати 230 В змінного струму, що надходять в автомобіль.
Насправді, електронний блок, який ви можете придбати для заряджання свого автомобіля, технічно не є зарядним пристроєм. Тому що все, що він робить, це забезпечує регульований змінний струм. Технічно, фактичний зарядний пристрій знаходиться в автомобілі, перетворюючи змінний струм на постійний та виконуючи всі інші завдання заряджання.
Цей бортовий зарядний пристрій для електромобілів має жорстке обмеження потужності для перетворення змінного струму в постійний. 11 кіловат – це обмеження для багатьох електромобілів, таких як Tesla Model 3 та Mini Cooper SE.
Зізнання ботаніка: технічно я мав би називати пристрій, який ви підключаєте до свого автомобіля, EVSE (Electric Vehicle Supply Equipment – обладнання для електромобілів). Але це заплутає більшість пересічних людей, тому, ризикуючи отримати гнівний електронний лист від інженера на пенсії, я називаю ці пристрої «зарядними пристроями».
Спеціалізовані високошвидкісні зарядні пристрої для громадських електромобілів самі по собі є зарядними пристроями, які подають постійний струм безпосередньо в акумулятор. Вони не обмежені автомобільним зарядним пристроєм, оскільки не використовують його.
Якщо ваш автомобіль може це витримати, ці погані хлопці можуть заряджатися постійним струмом потужністю до 350 кВт. Зверніть увагу, що їм доведеться значно сповільнитися, коли заряд акумулятора досягне приблизно 70%. Тим не менш, вони можуть додати 350 кілометрів запасу ходу всього за 10 хвилин.
У галузі прийнято терміни для опису повільної, середньої та швидкої зарядки. Досить нудно, але це називається зарядкою рівня 1, рівня 2 та рівня 3.
Зарядний пристрій рівня 1 – це просто кабель та блок живлення, який підключається до стандартної розетки. Вони заряджають від стандартної побутової розетки потужністю від 1,8 до 2,4 кВт.
Порада професіонала: якщо ваш автовиробник не надає мобільний роз'єм для вашого автомобіля, обов'язково придбайте його та тримайте в багажнику – це може заощадити вам час, навіть якщо ви ніколи не користуєтеся ним вдома.
Щоб проілюструвати, що означає швидкість заряджання першого рівня 1,8 кВт – це додасть 1,8 кВт⋅год до акумулятора вашого автомобіля.
1 кВт⋅год енергії в акумуляторі електромобіля еквівалентний приблизно 6 км запасу ходу. Таким чином, зарядний пристрій рівня 1 може забезпечити запас ходу близько 10 кілометрів на годину. Якщо заряджати автомобіль протягом ночі (близько 8 годин), ви додасте приблизно 80 кілометрів запасу ходу.
Але рівень 1 може заряджатися з вищою швидкістю. Залежно від виробника, ваш пристрій може мати змінні штекери.
Усі портативні зарядні пристрої для електромобілів постачаються зі звичайними вилками на 10 А, такими ж, як і всі інші прилади у вашому домі, але деякі також постачаються зі змінними вилками на 15 А. Вони мають ширший заземлювальний контакт і потребують спеціальної розетки, яка може працювати з товстішими проводами на 15 А. Якщо у вас є караван, ви, ймовірно, знайомі з ними.
Деякі мобільні зарядні пристрої мають «хвіст» на 15 А. Це ті ж «хвісти» на 10 А та 15 А, які постачаються з мобільними зарядними пристроями Tesla в Австралії.
Якщо ваш портативний зарядний пристрій має струм 15 А, і ви хочете заряджати його вдома, вам знадобиться розетка на 15 А на парковці. Очікуйте, що за встановлення доведеться заплатити близько 500 доларів.
Факт для ботаніка: Якщо напруга у вашій місцевій мережі висока (має бути 230 В, але зазвичай 240 В+), ви отримаєте більше енергії, оскільки потужність = струм х напруга.
Додатковий факт для зануд: залежно від виробника, зарядні пристрої для мобільних пристроїв зазвичай обмежені 80% від їх номінального струму. Тож зарядний пристрій на 10 А може працювати лише на 8 А, а пристрій на 15 А може працювати лише на 12 А. У поєднанні з коливаннями напруги в мережі це означало, що я не міг забезпечити точну швидкість заряджання електромобіля для мобільного роз'єму.
Факт для ботаніків Tesla: мобільні зарядні пристрої Tesla, імпортовані після листопада 2021 року, можуть заряджатися з повним струмом 10 А або 15 А, залежно від використовуваного типу зарядки.
Порада професіонала: якщо у вас є нещодавно випущена Tesla і вам пощастило мати трифазну розетку в гаражі, ви можете придбати сторонню зарядну приставку, яка може заряджатися потужністю від 4,8 до 7 кВт (від 20 до 32 А) за допомогою мобільного роз'єму.
Швидкість заряджання: приблизно 40 км/год (однофазний) або до 130 км/год (трифазний)
Для заряджання рівня 2 потрібен спеціальний зарядний пристрій із власним проводом, що підключається до подовжувача.
Зарядні пристрої 2-го рівня коштують від 900 до 2500 доларів за обладнання та приблизно від 500 до понад 1000 доларів за встановлення. Ця ціна також передбачає, що ваш подовжувач та мережа можуть впоратися з додатковим навантаженням. Якщо вони не можуть, модернізація вашого блоку живлення може коштувати тисячі доларів.
Однофазний зарядний пристрій 2-го рівня потужністю 7 кВт може додати запас ходу приблизно на 40 кілометрів на годину. Якщо ваш автомобіль може це впоратися, трифазний зарядний пристрій для електромобілів потужністю 22 кВт додасть запас ходу приблизно на 130 кілометрів на годину.
Факт для ботаніка: Хоча трифазні зарядні пристрої 2-го рівня можуть видавати до 22 кВт, багато автомобілів не можуть так швидко перетворювати змінний струм. Перевірте характеристики свого автомобіля, щоб дізнатися максимальну швидкість зарядки змінним струмом.
Цей зарядний пристрій повністю працює від постійного струму та має потужність від 50 до 350 кВт. Його встановлення коштує понад 100 000 доларів США та вимагає потужного джерела живлення, тому навряд чи ви встановите його вдома.
Мережа нагнітачів Tesla є найвідомішим прикладом зарядного пристрою 3-го рівня. Найпоширеніший нагнітач «V2» має максимальну потужність 120 кВт та запас ходу 180 кілометрів за 15 хвилин.
Мережа зарядних станцій Supercharger від Tesla дає їм конкурентну перевагу над іншими виробниками електромобілів завдяки їх розташуванню на популярних маршрутах, надійності/часу безвідмовної роботи та значному обсягу зарядних станцій порівняно з іншими зарядними станціями 3-го рівня.
Однак, оскільки електромобілі стають більш поширеними, очікується, що по всій країні з'являться інші конкуруючі мережі, які покращать свою надійність.
Факт для ботаніків Tesla: Австралійські червоно-білі нагнітачі Tesla «V2» – це швидкісні зарядні пристрої постійного струму, які зазвичай заряджають на потужності 40-100 кВт, залежно від того, скільки інших автомобілів використовують їх одночасно. Кілька модернізованих нагнітачів «V3» в Австралії можуть заряджати до 250 кВт.
Порада професіонала: остерігайтеся повільних зарядних пристроїв змінного струму під час подорожей. Деякі зарядні пристрої на узбіччі дороги — це повільніші типи змінного струму, які можуть заряджати лише від 3 до 22 кВт. Вони можуть трохи заряджатися під час паркування, але недостатньо швидкі для зручної зарядки в дорозі.
Усі електромобілі, що продаються в Австралії з 1 січня 2020 року, оснащені розеткою для заряджання змінного струму під назвою «Тип 2» (або іноді «Mennekes»).
Час публікації: 02 серпня 2022 р.
