Финн Пикок — дипломированный инженер-электрик, бывший член CSIRO, владелец электромобиля, основатель SolarQuotes.com.au
Независимо от того, планируете ли вы покупку электромобиля, ждете ли доставку или уже водите его, знание того, как (и каким образом) он заряжается, является важной частью владения им.
В этом руководстве я расскажу о мощности (кВт) и энергии (кВт⋅ч). Важно знать разницу! Люди постоянно путают эти понятия, даже электрики, которым следовало бы знать больше.
Типичный бензиновый автомобиль проезжает 10 километров на 1 литре топлива. Типичный электромобиль проезжает около 6 километров на 1 кВт/ч электроэнергии.
Для автомобиля с бензиновым двигателем вам понадобится 10 литров топлива, чтобы проехать 100 км. При очень скромной стоимости в 1,40 долл. за литр топлива, 10 x 1,40 долл. = 14 долл. за 100 километров.
Примечание: на момент написания статьи цена на бензин составляла более 2 долларов за литр, но я остановлюсь на цене 1,40 доллара, чтобы показать, что электромобили намного дешевле, даже если российский диктатор не завышал цены на топливо.
Электромобилю требуется около 16 кВт·ч электроэнергии для проезда на 100 километров. Если ваш розничный продавец электроэнергии взимает 21 цент за кВт·ч, стоимость составит 16 x 0,21 долл. США = 3,36 долл. США.
Электромобили обходятся дешевле в эксплуатации, если вы рассмотрите возможность зарядки от солнечных панелей или зарядки по тарифам, зависящим от времени использования (ToU), вне пиковых периодов. Давайте рассмотрим некоторые цифры для иллюстрации:
Если ваш счет за электроэнергию составляет 21 цент, а тариф на солнечную энергию — 8 центов, чистая стоимость зарядки автомобиля от солнечной энергии составит 8 центов. Это на 13 центов дешевле за кВт·ч, чем зарядка электромобиля от сети.
Тарифы по времени использования предусматривают разные расценки на электроэнергию в зависимости от времени суток, когда вы получаете электроэнергию из сети.
Сравните различные цены на электроэнергию в Aurora Energy Tasmania в разное время суток:
Если вы настроите зарядное устройство электромобиля на работу по этой программе ToU с Aurora только с 10:00 до 16:00, то 100 км пробега обойдутся вам в 16 x 0,15 долл. США = 2,40 долл. США.
Будущее австралийского плана по электроснабжению — это тарифы, зависящие от времени использования, самая дешевая электроэнергия днем (много солнца) и ночью (обычно при большом количестве ветра и небольшом спросе).
В Южной Австралии с вас будет взиматься жалкая плата в размере 7,5 центов за киловатт-час в день по тарифу, взимаемому по времени использования и предлагающему «солнечную губку».
Некоторые розничные продавцы также предлагают специальные тарифы на электромобили, по которым вы можете платить более низкую ставку за кВт·ч, чтобы заряжать свой электромобиль в определенное время, или фиксированную дневную ставку за неограниченную зарядку.
И последнее — следите за «тарифами по спросу». Эти планы электропитания взимают с вас меньшую общую плату за электроэнергию, но могут доставить вам большие неприятности, если потребление электроэнергии превысит определенный порог. Зарядка электромобиля с помощью трехфазного зарядного устройства мощностью 22 кВт может означать, что вы заплатите в 10 раз больше стандартного счета за электроэнергию!
Базовое зарядное устройство для электромобиля — это очень простое устройство. Его задача — просто «спросить» автомобиль, может ли он принять заряд, и если да, безопасно подавать питание на транспортное средство, пока ему не прикажут остановиться.
Зарядное устройство для электромобиля не может заряжать автомобиль быстрее, чем он того требует (что опасно), но если вы проявите немного мудрости, оно может решить замедлить зарядку или сделать это на основе других условий, например:
Домашние зарядные устройства для электромобилей также работают на переменном токе. Это значит, что они не делают ничего особенного. Они просто регулируют киловатты переменного тока напряжением 230 В, поступающего в автомобиль.
На самом деле, электронный блок, который вы можете купить для зарядки автомобиля, технически не является зарядным устройством. Потому что все, что он делает, это обеспечивает регулируемый переменный ток. Технически, само зарядное устройство находится в автомобиле, преобразуя переменный ток в постоянный и выполняя все остальные задачи по зарядке.
Это бортовое зарядное устройство для электромобиля имеет жесткое ограничение мощности преобразования переменного тока в постоянный. 11 киловатт — это предел для многих электромобилей, таких как Tesla Model 3 и Mini Cooper SE.
Признание ботаника: технически мне следовало бы назвать устройство, которое вы подключаете к своему автомобилю, EVSE (оборудование для электропитания электромобиля). Но это собьет с толку большинство неспециалистов, поэтому, рискуя получить гневное письмо от инженера на пенсии, я называю эти устройства «зарядными устройствами».
Специализированные высокоскоростные общественные зарядные устройства для электромобилей сами по себе являются зарядными устройствами, которые подают постоянный ток непосредственно в аккумулятор. Они не ограничены автомобильным зарядным устройством, поскольку не используют его.
Если ваш автомобиль может это выдержать, эти плохие парни могут заряжаться от постоянного тока мощностью до 350 кВт. Обратите внимание, что им приходится значительно снижать скорость, когда уровень заряда аккумулятора достигает примерно 70%. Тем не менее, они могут добавить 350 километров запаса хода всего за 10 минут.
В отрасли приняты термины для описания медленной, средней и быстрой зарядки. Довольно скучно, что это называется зарядкой уровня 1, уровня 2 и уровня 3.
Зарядное устройство уровня 1 представляет собой просто кабель и блок питания, подключаемый к стандартной розетке. Они заряжают от стандартной бытовой розетки мощностью от 1,8 до 2,4 кВт.
Совет от профессионала: если производитель вашего автомобиля не предоставляет в ваше авто разъем для подключения к мобильному телефону, обязательно купите его и храните в багажнике — он может сэкономить вам день, даже если вы никогда не пользуетесь им дома.
Чтобы проиллюстрировать, что означает уровень заряда 1, равный 1,8 кВт, можно сказать, что он добавит 1,8 кВт·ч в час к заряду аккумулятора вашего автомобиля.
1 кВт·ч мощности в аккумуляторе электромобиля эквивалентен запасу хода около 6 км. Таким образом, зарядное устройство уровня 1 может обеспечить запас хода около 10 км в час. Если вы заряжаете автомобиль ночью (около 8 часов), вы добавите около 80 км запаса хода.
Но уровень 1 может заряжать с более высокой скоростью. В зависимости от производителя ваше устройство может иметь сменные вилки.
Все портативные зарядные устройства для электромобилей поставляются с обычными вилками на 10 А, такими же, как и у всех других приборов в вашем доме, но некоторые также поставляются со сменными вилками на 15 А. У них более широкий заземляющий штырь и требуется специальная розетка, которая может работать с более толстыми проводами при силе тока 15 А. Если у вас есть караван, вы, вероятно, с ними знакомы.
Некоторые мобильные зарядные устройства имеют «хвост» на 15 А. Это хвостовые части на 10 А и 15 А, которые поставляются с мобильными зарядными устройствами Tesla в Австралии.
Если ваше портативное зарядное устройство рассчитано на 15 А, и вы хотите заряжать его дома, вам понадобится розетка на 15 А на вашей парковке. Рассчитывайте заплатить около 500 долларов за такую установку.
Интересный факт: если напряжение в вашей местной электросети высокое (должно быть 230 В, но обычно 240 В+), вы получите больше электроэнергии, потому что мощность = ток x напряжение.
Бонусный факт для гиков: в зависимости от производителя, мобильные зарядные устройства обычно ограничены 80% от номинального тока. Таким образом, зарядное устройство на 10 А может работать только при 8 А, а устройство на 15 А может работать только при 12 А. В сочетании с колебаниями напряжения в сети это означало, что я не мог обеспечить точную скорость зарядки электромобиля для мобильного разъема.
Факт для любителей Tesla: мобильные зарядные устройства Tesla, импортированные после ноября 2021 года, могут заряжать при полной силе тока 10 А или 15 А в зависимости от используемого хвостовика.
Совет профессионала: если у вас есть новая Tesla и вам повезло иметь в гараже трехфазную розетку, вы можете купить стороннее зарядное устройство, которое может заряжать автомобиль при мощности от 4,8 до 7 кВт (от 20 до 32 А) с помощью мобильного разъема.
âš¡ï¸ âš¡ï¸ Скорость зарядки: приблизительно 40 км/ч (однофазная) или до 130 км/ч (трехфазная)
Для зарядки уровня 2 требуется специальное настенное зарядное устройство с собственной проводкой, соединяющей его с удлинителем.
Зарядные устройства уровня 2 стоят от 900 до 2500 долларов за оборудование и от 500 до более чем 1000 долларов за установку. Эта цена также предполагает, что ваш удлинитель и электросеть могут справиться с дополнительной нагрузкой. Если они не справятся, модернизация вашего источника питания может обойтись в тысячи долларов.
Однофазное зарядное устройство уровня 2 мощностью 7 кВт может добавить около 40 километров в час запаса хода. Если ваш автомобиль может это выдержать, трехфазное зарядное устройство для электромобилей мощностью 22 кВт добавит около 130 километров в час запаса хода.
Интересный факт: хотя трехфазные зарядные устройства второго уровня могут выдавать до 22 кВт, многие автомобили не могут преобразовывать переменный ток так быстро. Проверьте технические характеристики вашего автомобиля, чтобы узнать его максимальную скорость зарядки переменным током.
Это зарядное устройство полностью работает на постоянном токе и имеет выходную мощность от 50 кВт до 350 кВт. Его установка стоит более 100 000 долларов и требует мощного источника питания, поэтому вряд ли вы установите его у себя дома.
Сеть станций Tesla Supercharger является самым известным примером зарядного устройства уровня 3. Наиболее распространенная станция Supercharger «V2» имеет максимальную выходную мощность 120 кВт и запас хода 180 километров за 15 минут.
Сеть станций Supercharger компании Tesla дает ей конкурентное преимущество перед другими производителями электромобилей благодаря расположению на популярных маршрутах, надежности/времени безотказной работы и большому объему по сравнению с другими зарядными станциями уровня 3.
Однако по мере того, как электромобили становятся все более распространенными, ожидается, что по всей стране появятся другие конкурирующие сети, надежность которых повысится.
Факт для любителей Tesla: австралийские красно-белые станции Tesla Supercharger «V2» — это быстрые зарядные станции постоянного тока, обычно заряжающие автомобили мощностью 40–100 кВт в зависимости от того, сколько других автомобилей используют их одновременно. Несколько модернизированных станций «V3» в Австралии могут заряжать до 250 кВт.
Совет профессионала: остерегайтесь медленных зарядных устройств переменного тока во время поездок. Некоторые придорожные зарядные устройства — это более медленные типы зарядных устройств переменного тока, которые могут заряжать только от 3 до 22 кВт. Они могут немного подзарядить, когда вы паркуетесь, но недостаточно быстры для удобной зарядки в пути.
Все электромобили, продаваемые в Австралии с 1 января 2020 года, оснащены зарядной розеткой переменного тока, называемой «Тип 2» (или иногда «Mennekes»).
Время публикации: 02-08-2022
