Φόρτιση των EVs και τα μυστικά της!

Έχουμε συνηθίσει τα πράγματα με τους φορτιστές να είναι απλά, όπως  η φόρτιση μιας φωτογραφικής μηχανής ή ενός κινητού. Στην περίπτωση όμως των ηλεκτρικών αυτοκινήτων τα πράγματα είναι κάπως… πιο περίπλοκα.

Για αυτόν το λόγο είναι ιδιαίτερα σημαντικό ο οδηγός να γνωρίζει τόσο τις απαιτήσεις, όσο και τις δυνατοτήτες φόρτισης.  Ακόμα, αναγνωρίζει και τις βέλτιστες πρακτικές για τη μακροζωία της μπαταρίας και του ηλεκτρικού αυτοκινήτου που έχουν στην κατοχή τους.

Οι τρόποι επαναφόρτισης των ηλεκτρικών αυτοκινήτων

Στην καθημερινή χρήση η επαναφόρτιση τρέχει με κανονικούς ρυθμούς και συνήθως διαρκεί μερικές ώρες. Για την κάλυψη, όμως, μακρινών μετακινήσεων είναι αναγακαίοι ενδιάμεσοι ανεφοδιασμοί. Αυτοί διαρκούν πολύ σύντομο χρονικό διάστημα, και το ταξίδι συνεχίζει ομαλά.

Στις περιπτώσεις αυτές χρησιμοποιούμε  ταχεία ή υπερταχεία επαναφόρτιση. Για αυτό και για τη σωστή και εύκολη αξιολόγηση όλων των δυνατοτήτων επαναφόρτισης που έχει ο οδηγός ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου, πρέπει να γνωρίζει τις εφαρμοζόμενες, σε κάθε περίπτωση, πρακτικές.

Διασυνοριακό δίκτυο 50 σταθμών φόρτισης σε περιοχές Ελλάδας και Βουλγαρίας

Πως λειτουργούν οι φορτιστές των ηλεκτρικών οχημάτων

Η ηλεκτρική ενέργεια την οποία λαμβάνει το EV έχει τη μορφή της εναλλασσόμενης τάσης (AC), ή της συνεχούς τάσης (DC).

Η ηλεκτρική ενέργεια από τα δίκτυα διανομής σχεδόν όλου του αναπτυγμένου κόσμου έχει τη μορφή της εναλλασσόμενης τάσης (AC). Όμως, η επαναφόρτιση των συσσωρευτών μπορεί να γίνει μόνο με συνεχή τάση (DC).

Για τον λόγο αυτό μεσολαβούν πάντοτε μεταξύ του δικτύου διανομής ηλεκτρικής ενέργειας και των συσσωρευτών των ηλεκτρικών αυτοκινήτων συσκευές που μετατρέπουν το εναλλασσόμενο ρεύμα σε συνεχές.

Οι συσκευές αυτές είναι οι «φορτιστές» και έχουν διάφορα μεγέθη και ικανότητες διαχείρισης μικρών ή μεγαλύτερων ποσοτήτων ηλεκτρικής ενέργειας στη μονάδα του χρόνου.

Την ικανότητα αυτή ονομάζουμε ισχύ (δύναμη) και συνήθως τη μετράμε σε κιλοβάτ (kW). Η ισχύς του φορτίου αλλάζει ανάλογα με τον επιθυμητό ρυθμό της επαναφόρτισης των συσσωρευτών του αυτοκινήτου.

 Ο Δήμος Αθηναίων εγκατέστησε 25 νέα σημεία δωρεάν φόρτισης

Όταν διαθέτουμε τον απαραίτητο χρόνο για μια ήπιου ρυθμού επαναφόρτιση, κάτι που συνιστάται γενικά για πολλούς τεχνικούς και οικονομικούς λόγους, τότε χρησιμοποιούμε ένα φορτιστή με μικρή ισχύ και με αντίστοιχο μικρό βάρος, όγκο και αξία.

Αυτού του είδους η βραδεία (ή και μέσης ταχύτητας) επαναφόρτιση ισχύει σχεδόν σε ολόκληρη τη ζωή του ηλεκτρικού αυτοκινήτου. Όταν σταθμεύει  στην εργασία ή ακόμα και σε κοινόχρηστο σταθμό φόρτισης, στον οποίο παραμένει για μερικές ώρες.

Εξαίρεση στον κανόνα αυτό αποτελεί η ανάγκη ταχείας ή υπερταχείας επαναφόρτισης συνήθως κατά τη διάρκεια ταξιδιών προς αποφυγή καθυστέρησης.

Βασική φόρτιση

Για την επίτευξη της καθημερινής, με ήπιους ρυθμούς, επαναφόρτιση, το καλό νέο είναι ότι δεν χρειαζόμαστε κάποια ειδική συσκευή «φορτιστή» για τον απλό λόγο ότι μια τέτοια έχει ήδη παραδοθεί ενσωματωμένη από τον κατασκευαστή στο ίδιο το ηλεκτρικό αυτοκίνητο.

Αυτή η «επί του οχήματος» συσκευή φόρτισης είναι χαμηλή ισχύος και αποκτά σύνδεση με το δίκτυο διανομής ηλεκτρικής ενέργειας με μονοφασική ή τριφασική σύνδεση.

Τα τεχνικά χαρακτηριστικά της επηρεάζουν και το χρόνο επαναφόρτισης των συστημάτων του αυτοκινήτου.

Ο φορτιστής του οχήματος λαμβάνει ρεύμα από το δίκτυο διανομής εναλλασσόμενου ρεύματος (AC) με μονοφασική ή τριφασική σύνδεση, μέσω ειδικού καλωδίου φόρτισης.

Οι φορτιστές συνήθως ξεκινούν από τη ισχύ των 3 kW σε μονοφασική σύνδεση, προχωρούν στα 7 kW με επίσης μονοφασική σύνδεση και φτάνουν μέχρι τα 11 kW σε τριφασική σύνδεση.

Σε ειδικές περιπτώσεις μεγάλων και ακριβών ηλεκτρικών οχημάτων είναι δυνατή η προσφορά εναλλακτικών φορτιστών των 22 kW σε τριφασική σύνδεση.

Οι Ευρωπαίοι έχουν «δικαίωμα στη φόρτιση» στο σπίτι και την εργασία

Η ταχεία φόρτιση με συνεχές ρεύμα (DC)

Η υποδοχή CCS (COMBO) είναι συμβατή με τον (AC) Τύπος 2, και με τον COMBO με συνεχές ρεύμα (DC).

Εναλλακτική λύση είναι και η παράλληλη τοποθέτηση υποδοχής ακροσυνδέσμου ταχείας φόρτισης με συνεχές ρεύμα τύπου CHAdeMO και υποδοχής ήπιας φόρτισης με εναλλασσόμενο ρεύμα Τύπου 2.

Ο οδηγός ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου, κατά το ταξίδι του, πιθανότατα θα  κάνει γρήγορο ανεφοδιασμό. Οι σταθμοί αυτοί παρέχουν, συνεχές ρεύμα (DC) με υψηλές τάσεις.

Παράμετροι που παίζουν ρόλο στην ταχύτητα και την ποιότητα της φόρτισης

Οι παράμετροι, που επηρεάζουν το ρυθμό της ηλεκτρικής ενέργειας προς τους συσσωρευτές, σε όλη τη διάρκεια της μεταφοράς, είναι πολλοί.

Εξαρτάται από τις προδιαγραφές όπως είναι η ισχύς του, η μέγιστη τάση που μπορεί να αναπτυχθεί, αλλά και ο βαθμός θερμικής του εξισορρόπησης υπό παροχή ισχύος ισχύος για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Επίσης, σημαντικό ρόλο παίζει ακόμα και η ποιότητα διασύνδεσης του με το δίκτυο παροχής ηλεκτρικής ενέργειας.

Εξαρτάται επίσης από το καλώδιο διασύνδεση του με το αυτοκίνητο όσο και από το ίδιο το ηλεκτρικό αυτοκίνητο και ειδικότερα από την ποιότητα της ηλεκτρολογικής εγκατάστασης και από τη δυνατότητα παραμονής της ίδιας της συστοιχίας επί μακρόν υπό συνθήκη υψηλών εντάσεων ρεύματος. Δεν θα πρέπει να παραγνωριστεί ακόμα και η εξωτερική θερμοκρασία στον τόπο και το χρόνο του ανεφοδιασμού.

O ταχυφορτιστής των 120 kW, όταν φορτίζει υπό πλήρη ισχύ μια συστοιχία με τάση 600 V αναπτύσσει ένταση ηλεκτρικού ρεύματος της τάξεως των 200 Αμπέρ.

Καλώδιο φόρτισης με συνεχές ρεύμα (DC) τύπου COMBO

Στην εξέλιξη, μάλιστα, αυτή έχουν συμπράξει, και συνεχίζουν να συμπράττουν, οι κατασκευαστές των αυτοκινήτων, οι κατασκευαστές των εξαρτημάτων τους και οι κατασκευαστές των ταχυφορτιστών.

Ο ταχυφορτιστής, ουδέποτε παρέχει συνεχώς τη μέγιστη ισχύ σε όλη τη διάρκεια της επαναφόρτισης.

Στην περίπτωση μάλιστα που η φόρτιση αρχίζει όταν η συστοιχία δεν είναι αρκετά άδεια το πιθανότερο είναι ότι ακόμα και αυτό το αρχικό μικρό χρονικό διάστημα ανάπτυξης της μέγιστης ισχύος θα λείψει.

Η ποιότητα του αυτοκινήτου και της ηλεκτρολογικής εγκατάστασης του φορτιστή αποτελούν «κλειδιά» για την ταχεία φόρτιση

Συμπερασματικά, το κλειδί της ταχείας και της υπερταχείας φόρτισης είναι η εξελιγμένη διαχείριση των θερμικών φορτίων.

Και φυσικά, η ποιότητα κατασκευής του ηλεκτρικού αυτοκινήτου και ειδικότερα της συστοιχίας των συστημάτων, αλλά και των συστημάτων ψύξης, ή θέρμανσης, αποτελεί βασική προϋπόθεση εξασφάλισης γρήγορων και ασφαλών φορτίσεων κατά τη διάρκεια των ταξιδιών ακόμα και με ταχυφορτιστές με μικρότερη ισχύ.