Elektromobilność z roku na rok zdobywa coraz większą popularność. Oznacza to między innymi, że szybko przybywa coraz większej liczby użytkowników zarówno samochodów elektrycznych, jak i stacji ładowania pojazdów. Niezależnie od tego, czy korzystasz z domowej ładowarki, czy z publicznie dostępnych urządzeń, warto wiedzieć, jak działają różne rodzaje stacji ładowania samochodów elektrycznych. Wiedza zdobyta z naszego artykułu pomoże Ci dopasować stację ładowania do Twoich potrzeb, co znacząco uprości proces ładowania auta elektrycznego.
Nasz artykuł przybliży Ci następujące tematy:
- Jak działa ładowarka do samochodu elektrycznego?
- W jaki sposób działa domowa stacja ładowania samochodów elektrycznych?
- Czy publiczna stacja ładowania elektryków działa inaczej niż domowa?
- Jakie są rodzaje stacji ładowania samochodów elektrycznych i czym się wyróżniają
- Jaki prąd jest potrzebny do ładowania samochodów elektrycznych?
- Ile trwa naładowanie samochodów elektrycznych?
- Co jest ważne w stacjach ładowania samochodów elektrycznych?
Jak działa ładowarka do samochodu elektrycznego?
Działanie stacji ładowania samochodów elektrycznych nie jest skomplikowane. Stacje ładowania pojazdów elektrycznych działają poprzez przekazanie energii elektrycznej do akumulatora pojazdu, a konkretniej: prądu przemiennego lub prądu stałego. Stacje ładowania AC będą dostarczać prąd zmienny, który następnie będzie przekształcany na prąd stały przez układ (konwerter) znajdujący się w aucie. Z kolei stacje ładowania samochodów elektrycznych DC, ładujące prądem stałym, będą od razu dostarczać taki właśnie rodzaj prądu elektrycznego do baterii pojazdu.
Ładowanie samochodu elektrycznego można podzielić na kilka etapów: podłączenie, komunikacja i ładowanie. Pierwszym krokiem jest połączenie pojazdu elektrycznego ze stacją ładowania za pomocą kabla do ładowania. Następnie, aby ustalić szybkość ładowania i moc, oba urządzenia wymieniają informacje poprzez dwa przewody, CP – przewód sterujący i PP – przewód sprawdzenia połączenia między ładowarką a samochodem. Wartości napięcia odpowiadające konkretnym statusom pojazdu zostały zdefiniowane w normie IEC 61581-1.
Najpopularniejszym sposobem na wymianę informacji pomiędzy stacją ładowania a otoczeniem jest użycie protokołu takiego jak OCPP (Open Charge Point Protocol). Po nawiązaniu komunikacji między pojazdem a stacją ładowania, rozpoczyna się ładowanie auta elektrycznego. Cały proces kończy się płatnością, jeśli korzystamy z publicznej stacji ładowania, która pobiera należność.
Dowiedz się więcej: Co to jest OCPP i do czego służy
W jaki sposób działa domowa stacja ładowania samochodów elektrycznych?
Przejdźmy teraz do tego, jak działa stacja ładowania aut elektrycznych dla użytkowników prywatnych (np. taka jak CC Home Elzab Ecopower). Ładowanie samochodu elektrycznego w domu jest bardzo wygodne z wykorzystaniem urządzenia typu wallbox. Montaż takiej stacji ładowania możliwy jest na ścianie lub np. na stopie. Domowa stacja ładowania składa się z kabla ładującego lub gniazda ładowania auta elektrycznego. Na rynku dostępne są także urządzenia posiadające oba te złącza.
Po podłączeniu ładowarki do samochodu elektrycznego, prąd płynie z domowej instalacji do baterii. Ładowanie samochodu elektrycznego w domu ma tę przewagę nad korzystaniem z publicznych stacji ładowania, że jest ono tańsze. Jednocześnie musimy się liczyć z wolniejszym tempem napełniania akumulatora pojazdu, niż w przypadku szybkich stacji ładowania, dostępnych zazwyczaj w przestrzeni publicznej.
Czy publiczna stacja ładowania elektryków działa inaczej niż domowa?
Publiczna stacja ładowania samochodów elektrycznych różni się od domowej kilkoma elementami w konstrukcji. Pierwszym z nich jest licznik energii z certyfikatem MID, który w komercyjnych ładowarkach jest elementem koniecznym i weryfikowanym podczas odbiorów UDT. W domowej stacji ładowania samochodów nie jest on natomiast wymagany.
Następnym elementem, który jest wbudowany w ładowarkach komercyjnych, a czego nie uświadczymy w ładowarkach domowych, jest RCD (wyłącznik różnicowoprądowy, tzw. różnicówka). Zapewnia ona bezpieczne ładowanie samochodu elektrycznego i potrafi odciąć zasilanie w razie potrzeby. W domowych ładowarkach tę różnicówkę montuje się w ramach instalacji domowej, w skrzynce przyłączeniowej bądź skrzynce rozdzielczej. Natomiast w ładowarkach komercyjnych ten wyłącznik różnicowoprądowy znajduje się w samym urządzeniu. Spełnia on dwa wymogi, to jest do prądu zmiennego (do 30mA), jak i do prądu stałego (do 6mA). Po przekroczeniu określonych wartości, różnicówka się włączy, zapewniając bezpieczeństwo użytkownikowi samochodu elektrycznego.
Następnym z kluczowych elementów, które rozgraniczają te 2 rodzaje ładowarek dla samochodów elektrycznych, są czytniki kart RFID. Znajdują się one tylko w ładowarkach typu komercyjnego. Występują one w 2 typach: jednostronna komunikacja z kartą RFID, lub dwustronna (z wykorzystaniem czytnika NFC), gdzie następuje zarówno odbiór, jak i zapis danych.
Ostatnia kwestia jest także związana ze sposobem komunikacji, ale przez internet. Ładowarki domowe korzystają zazwyczaj z wifi, dlatego nie posiadają modułu GSM. Z kolei publiczne stacje ładowania samochodów często znajdują się w lokalizacjach, w których nie ma zasięgu sieci wifi, w związku z czym często korzystają z karty SIM z GSM.
Jakie są rodzaje stacji ładowania samochodów elektrycznych i czym się wyróżniają?
Ładowarki do samochodów elektrycznych wewnętrzne i zewnętrzne
O rodzajach ładowarek do samochodów elektrycznych można mówić w kontekście ich przeznaczenia oraz miejsca, w którym są one zamontowane. Większość ładowarek domowych to ładowarki wewnętrzne, z niskim IK (odporność na udar) i nieco niższym IP (klasa szczelności obudowy). IK dla ładowarek domowych wynosi najczęściej wynosi 0 lub nie jest w ogóle określane, a IP jest na poziomie ok. 45.
Z kolei komercyjne ładowarki najczęściej stoją na zewnątrz i są narażone na działanie wielu potencjalnie szkodliwych czynników zewnętrznych. Infrastruktura ładowania musi być dostosowana między innymi do opadów deszczu i śniegu, a także odporna na akty wandalizmu. Producenci stacji ładowania powinni zapewnić takiemu urządzeniu IK o wartości minimum 8, a najlepiej 10, natomiast IP – ok. 50-54.
Stacje ładowania AC i stacje DC
Stacje ładowania AC to stacje pracujące z prądem zmiennym – od 1 kW, przez 3,7 kW, 7,4 kW, 11 kW, do 22 kW (z wykorzystaniem prądu trójfazowego). Ładowarki DC pracują z wykorzystaniem prądu stałego – są one z mocą od 25 kW aż do 100-150 kW, a najszybsze są superchargery – do 350 kW.
Bezpłatne i płatne stacje ładowania samochodów elektrycznych
Publiczne stacje ładowania dzielą się na płatne i bezpłatne. Niestety, tych drugich jest ostatnio coraz mniej. Koszt ładowania w przypadku płatnych, publicznych ładowarek, jest zależny od ich właściciela – operatorzy stacji ładowania ustalają indywidualnie stawki, a także sposób płatności. Należy pamiętać, że część operatorów pobiera nie tylko opłaty za ładowanie auta elektrycznego, ale także opłaty za postój.
Zasilanie stacji ładowania aut elektrycznych
Stacje ładowania zasilane są zazwyczaj prądem z instalacji elektrycznej. Istnieją jednak także punkty ładowania z fotowoltaiką oraz magazynem energii. Panele fotowoltaiczne są obecnie coraz bardziej popularnym rozwiązaniem, stosowanym także w prywatnych domach. Jest to opcja, która wiąże się zarówno z oszczędnościami, jak i oznacza dbałość o środowisko.
Dowiedz się więcej: Rodzaje stacji ładowania samochodów elektrycznych
Jaki prąd jest potrzebny do ładowania samochodów elektrycznych?
Ładowarki domowe można podzielić na stacje niskomocowe jednofazowe (do 3,7 kW) oraz trójfazowe, o wyższej mocy (11 kW/22 kW). W przypadku użytkowania domowej stacji ładowania pojazdów, ogromne znaczenie ma także moc przyłączeniowa domu. Wyznaczenie wartości mocy przyłączeniowej domu oznacza, jaka jest maksymalna moc ładowania prądem dla całego budynku mieszkalnego. W przeciętnych domach jednorodzinnych jest ona na poziomie około 10 kW. Dlatego też najczęściej używanie ładowarki 22 kW w gospodarstwie domowym mija się z celem, gdyż znacząco przewyższa ona swoją mocą tę realnie dostępną; ładowanie prądem stałym w domu jest praktycznie nieopłacalne.
Powszechnie stosowane są w domach stacje ładowania o mocy ładowania 3,7 kW lub nawet niższej (np. 2 kW). Jeśli maksymalna moc przyłączeniowa domu to 10 kW, to podłączenie stacji ładującej 3,7 kW i korzystanie z niej do naładowania naszego pojazdu elektrycznego lub hybrydowego oznacza, że na cały dom pozostaje tylko 6,3 kW mocy (10 – 3,7 = 6,3). Nie w każdym domu będzie to wystarczające. Przykładowo: płyta indukcyjna pobiera ok. 3 kW, a suszarka do włosów od 1 aż do 2 kW.
Ile trwa pełne naładowanie samochodów elektrycznych?
Czas ładowania samochodu jest zależny głównie od mocy stacji. Najszybsze są superchargery – mają do 350 kW i zapewniają najszybsze ładowanie samochodu. Jeśli bateria ma 55 kWh, to przy mocy stacji 350 kW auto ładuje się dosłownie w kilka minut.
Ładowanie aut elektrycznych np. przy autostradach, w zależności od pojemności baterii i jej stopnia naładowania, może trwać średnio 20 minut. Najwolniejsze są ładowarki AC; jeśli mają moc 22 kW, to czas ładowania pojazdu wyniesie zazwyczaj kilka godzin. Zaletą ładowarek korzystających z prądu przemiennego jest za to najniższy koszt ładowania.
Dowiedz się więcej: Gdzie można naładować samochód elektryczny? oraz Koszt jazdy 100 km samochodem elektrycznym
Co jest ważne w stacjach ładowania samochodów elektrycznych?
Najistotniejszą rolę w stacji ładowania samochodów elektrycznych pełni sterownik. Jest on jak mózg ładowarki, który decyduje, jak, czym i kiedy stacja ma ładować. Zabezpiecza on też całość konstrukcji urządzenia. Sterowniki mają kilka typów: jednogniazdowe bądź wielogniazdowe (obsługują 2 tory prądowe), z kartą GSM lub bez karty GSM. Najbardziej popularni producenci sterowników to Bender i LMS.
Istotny jest również interfejs stacji ładowania. Na rynku cenione są proste interfejsy, które dla użytkownika ze średnią wiedzą techniczną są łatwo konfigurowalne podczas instalacji ładowarki (np. ustawienie maksymalnego zabezpieczenia od strony domu w amperach, ustawienie maksymalnej mocy na każdy tor prądowy, ustawienie sposobu komunikacji – GSM, Ethernet, Wifi, komunikacja z zewnętrznym systemem do zarządzania poprzez standard OCPP 1.6 lub wyższy, określenie sposobu komunikacji z użytkownikiem końcowym – karta RFID, aplikacja mobilna lub bez autoryzacji).
Wpis powstał w oparciu o rozmowę z Marcinem Godlewskim, Business Development Manager
Zapytaj o ofertę i wybierz ładowarkę dopasowaną do Twoich potrzeb!
Masz dodatkowe pytania? Chcesz dowiedzieć się więcej o naszej ofercie?
Zadzwoń do nas +48 604 526 261 lub napisz uzupełniając formularz kontaktowy.
Z chęcią odpowiemy na Twoje pytania.