Az EV töltési szintek közötti különbség
Világszerte már több millió elektromos autó tulajdonos van. Sok ország kormánya új jogszabályokat alkot, hogy EV autó vásárlására ösztönözze az embereket. Ezzel is segítve a világot az elektromos mobilitás felé elbillenni. Eközben az autógyártók is egyre több elektromos modellt dobnak piacra.
A legszembetűnőbb változás talán az, ahogy tankolunk. Hozzá vagyunk szokva, hogy milyen típusú üzemanyagot tankolunk, mennyit fogyaszt az autónk és ez mennyibe kerül. Egy elektromos autó feltöltése másképp működik. Az autó töltésére szolgáló helyek változatosak és a töltéshez szükséges idő is eltérő lehet. Ez a cikk leírja, amit az elektromos járművek (EV) úgynevezett töltési szintjeiről tudni érdemes.
Melyek az EV-töltés különböző szintjei?
Az EV-töltés felosztása: 1., 2. és 3. szint. Általában elmondható, hogy minél magasabb a szint, annál nagyobb a kimeneti teljesítmény, azaz annál gyorsabban tölt. Van még néhány tényező, amit figyelembe kell venni. Fontos megértenünk, hogyan működnek az elektromos járművek töltőállomásai.
Hogyan látják el energiával a töltőállomásokat?
A bonyolult technikai kérdéseket kikerülve, az elektromos járművek töltésénél kétféle elektromos áramot különböztetünk meg: a váltóáram (AC) és az egyenáram (DC).
Mi a váltóáram (AC)?
A házakban, irodákban és egyéb épületekben található konnektorokba a hálózatból érkező elektromos áram csak váltóáram lehet. Ez az elektromos áram gyakran változtatja irányát, ami az áram váltakozását okozza. Ezért kapta a váltóáram (AC) nevet. Mivel a váltóáram nagy távolságokra hatékonyan eljuttatható, ez a mindenki által ismert és közvetlenül elérhető globális szabvány.
Mi az egyenáram (DC)?
Az akkumulátorokban tárolt vagy az elektromos készülékek áramköreiben felhasznált villamos energia. Az egyenáram, a váltóáramhoz hasonlóan az irányról kapta a nevét, ahogy az áram folyik. Az egyenáram (DC) egyenes vonalban, egy irányban halad és közvetlenül működteti a készüléket.
Például: A konnektorba csatlakoztatott elektromos eszköz mindig váltóáramot (AC) kap. Az eszközökben lévő akkumulátorok viszont csak egyenáramot (DC) tárolnak, ezért a készülékben átalakítás történik. Tehát a hálózat váltóáramát az elektromos járműben egy beépített úgynevezett inverter alakítja át, és egyenáramként tárolja az akkumulátorban, amely a járművet működteti.
Milyen típusú áramot használunk az elektromos autó töltéséhez?
Az 1. és 2. szintű töltési forma a jármű integrált átalakítóját használja a váltóáram átalakítására egyenárammá. Míg a 3. szintű töltés egyenáramot ad egyenesen az akkumulátorba. Ez azt jelenti, hogy a váltóáram egyenárammá átalakítása a járművön kívül, a töltőállomásban történik. Ezért a 3. szintű töltés (köznyelvben villámtöltés) kikerüli a hosszadalmas átalakítási folyamatot, így az áramot közvetlenül az EV akkumulátorába juttatja.
Mi a különbség az EV töltési szintek között?
Az 1. szintű töltés:
Az elektromos autóhoz mellékelt hordozható töltőt egy hagyományos háztartási konnektorhoz kell csatlakoztatni. A háztartási konnektorról való töltés a leglassabb. Például egy 2,3kW (1*10 A) teljesítményű töltővel óránként körülbelül 7 km-es hatótávolságnyi teljesítményt tudunk tölteni az autóba.
Az 2. szintű töltés:
Ez olyan töltőállomás, amit falra, oszlopra vagy földre helyeznek az EV töltéshez. A töltőállomás teljesítményétől és a jármű specifikációjától függően a 2. szintű töltőállomáson való töltés kb. 5-15-ször gyorsabb, mint a háztartási konnektoron keresztül. Ezeket hívjuk gyorstöltőnek a köznyelvben. A 2. szintű töltők több töltési paraméterrel is el vannak látva. Egy 7,4 kW-os töltővel egy óra töltés körülbelül 40 km, egy 11 kW-os töltővel körülbelül 60 km és egy 22 kW-os töltővel nagyjából 120 km hatótávolságra elegendő áram kerül az akkumulátorba. (A számítások becslések, az akkumulátor átlagos 18 kWh/100 km használatán alapul.) Továbbá hibrid autók esetén 2. szintű töltőállomáson sem lesz gyorsabb a töltés, mivel a hibrid autók zöme 3,7kW (1*16A)-al tölthető, ami a háztartási konnektoros töltők maximumának felel meg.
Az 3. szintű töltés:
A villámtöltőként ismert 3. szintű töltés több energiát tud szolgáltatni kevesebb idő alatt, ezért ideális benzinkutakra és a flotta telepekre. Mivel a 3. szintű töltés sokkal nagyobb teljesítményt igényel mint az előző szintű töltőállomások, ebből adódik, hogy a 3. szintű töltők sokkal gyorsabbak mint a fent említett töltőállomások. Bizonyos 3. szintű töltőállomások akár 350 kW töltési teljesítményre is képesek, ezáltal akár 15 perc alatt képesek feltölteni egy EV-t, típustól függően.
A fent leírtak szerint az elektromos autóban lévő akkumulátor csak egyenáramú energiát tárol. Tehát a 3. szintű töltő használatával a váltóáramról (AC), egyenáramra (DC) történő átalakítás a töltőállomásban megy végbe.
Ezek a töltőállomások általában nagy terjedelműek, mivel a jelentős méretű átalakítóknak (amelyek a váltóáramot rövid idő alatt átalakítják egyenárammá) helyet kell biztosítani.
Miért működnek másképp a töltések?
Az 1. és 2. szintű (AC) töltés során a töltőállomás által leadott teljesítmény egyenletes töltési görbét mutat. Ennek oka, hogy a fedélzeti átalakító egyszerre csak bizonyos mennyiségű, viszonylag kevés energiát képes felvenni.
A 3. szintű töltésnél a töltési görbén egy gyors emelkedés rajzolódik ki, ezután fokozatosan csökken. Ezt a gyors áramfelvételt a nagy átalakítók okozzák, azonban az akkumulátor ahogy fokozatosan halad a magasabb töltöttségi állapot (SoC) felé, úgy csökken az energia felvétele. Emiatt az elektromos autók kevesebb energiát igényelnek, ha az akkumulátor elérte a 80%-os töltöttségi szintet és ezért a töltés utolsó szakasza lassabb. Összegezve, az 1., 2. és 3. szintek az EV töltési idejében különböznek.
