Kaip vyksta elektromobilių įkrovimas?

Remiantis oficialaus NEDC („New European Driving Cycle“) testo duomenimis, šiuo metu Lietuvoje parduodami elektromobiliai teoriškai gali įveikti nuo 160 km iki 212 km atstumą, todėl nenuostabu, kad išsiruošus į ilgesnę kelionę - elektromobilį reikės pakrauti. Kaip gi vyksta elektromobilių įkrovimas?

Elektromobiliuose esančias baterijas galima įkrauti dviem būdais – prijungus juos prie elektros tinklo arba naudojant riedėjimo nuo kalno metu ir stabdant regeneruojamą energiją. Mes gyvename lygumų krašte, tad pastarasis įkrovimo būdas, idealiomis sąlygomis galintis grąžinti apie 10 proc. išnaudotos energijos, mums nėra aktualus. Dėl to visi elektromobilių savininkai privalo naudotis elektros energijos tiekėjų teikiamomis paslaugomis.

Elektromobilio baterijos įkrovimo lygiai

Įkrovimo taškai iš esmės skirstomi pagal galingumą (kilovatais) – bendroji taisyklė yra ta, kad kuo galingesnė įkrovos prieiga, tuo greičiau įkraunama elektromobilio baterija. Paprastai išskiriami trys įkrovimo lygiai – lėtas krovimas (iki ~3 kW), greitas krovimas (7-22 kW) ir itin greitas krovimas (43-50 kW). Lėtasis ir greitasis krovimas vyksta naudojant kintamąją elektros srovę (AC), o itin greitas – kintamąją (AC, iki 43 kW) arba nuolatinę (DC, iki 50 kW). Kadangi visų baterijų įkrovai turi būti naudojama nuolatinė (DC) srovė, buitiniame elektros tinkle naudojamą kintamąją srovę (AC) reikia konvertuoti į nuolatinę srovę. Tą daro arba automobiliuose integruoti krovikliai (lėtojo ir greitojo įkrovimo atvejais) arba stacionariose stotelėse įrengti krovikliai (itin greito krovimo atveju).

Lėtas įkrovimas

Lėtasis įkrovimas yra labiausiai paplitęs ir lengviausiai prieinamas elektromobilių baterijų papildymo būdas. Tam naudojamas įprastas vienfazis (10-16 A) buitinis elektros kištukinis lizdas, iš kurio elektromobilis pasiima apie 3 kW galingumo srovę. Vienintelis reikalavimas – tvarkinga elektros instaliacija su įžeminimu. Toks krovimas, priklausomai nuo baterijų talpos, užtrunka nuo 8 iki 12 valandų, t.y. geriausia automobilį krauti per naktį (palyginimui – „Tesla Model S“ su 85 kWh talpos baterija tokiu būdu gali būti kraunamas net iki 29 valandų). Šiuo įkrovimo būdu gali naudotis iš esmės visi elektra varomi automobiliai, tereikia specialaus laido, kuris parduodamas kartu su transporto priemone, tačiau gamintojos nerekomenduoja jo naudoti nuolatos.

Greitasis įkrovimas

Greitasis krovimas yra elektromobilių gamintojų rekomenduojamas ir ilgiausią baterijų tarnavimo periodą užtikrinantis būdas. Jis baterijų įkrovos laiką sutrumpina maždaug dvigubai (iki 3-6 valandų), nes naudojamas tas pats buitinis elektros tinklas, tačiau srovės stiprumas padidinamas iki 32 amperų. Pavyzdžiui, jei jūs įsigyjate elektromobilį, kuris palaiko greitąjį įkrovimą (iki 7 kW) kartu su juo galite užsisakyti ir namų garaže ant sienos tvirtinamą greitojo įkrovimo dėžutę. Iš lenktynėse dalyvausiančių elektromobilių šį greitojo įkrovimo būdą palaiko „Nissan Leaf“ (6,6 kW galingumo kroviklis, jį reikia užsakyti papildomai), „BMW i3“ (7,4 kW) ir „Kia Soul“ (6,6 kW). „Volkswagen e-Up!“ turi 3,7 kW galios kroviklį (lėtuoju būdu elektrinis „Up!“ kraunamas 2,3 kW galingumu), tačiau jis turi ir mažiausios talpos bateriją, tad ji įkraunama greičiau. Naudojant trifazį įvadą, teoriškai galimas ir 22 kW galingumo krovimas (po 7 kW iš kiekvienos fazės), tačiau lenktynėse dalyvaujantys elektromobiliai tokio krovimo tipo nepalaiko.

Itin greitas įkrovimas

Trečiasis būdas – itin greitas krovimas. Šį standartą palaikančių automobilių baterijos nuo 0 proc. iki 80 proc. gali būti užpildomos per maždaug 30 minučių (įkrovimas virš 80 proc. vyksta žymiai lėčiau, tad didėja laiko sąnaudos). Toks krovimo būdas galimas tik naudojantis itin greito įkrovimo stotelėmis (šiuo metu Lietuvoje veikia trys – Vilniuje, Vievyje ir Elektrėnuose, palaipsniui šis skaičius didės). Kol kas vartotojams už sunaudotą elektros energiją mokėti nereikia.

Itin greitas įkrovimas kintamąja srove (AC) vykdomas iki 43 kW galingumu, tačiau jį šiuo metu palaiko tik „Renault Zoe“ elektromobilis, kuris mūsų rinkoje neparduodamas. Visi elektromobilių lenktynėse dalyvausiantys BMW, „Kia“, „Nissan“ ir VW modeliai palaiko itin greito krovimo standartą ir specialiose stotelėse gali būti kraunami naudojant nuolatinę srovę (DC) iki 50 kW galingumu. Projektinė tokių stotelių galia siekia daugiau nei 100 kW, tad ateityje, tobulėjant baterijų technologijoms, įkrovos galingumas galės būti padidintas. „Tesla“ elektromobiliai naudoja savą „Supercharger“ standartą ir unikalias 120 kW įkrovos stoteles. Žadama, jog viena tokių stotelių jau kitais metais bus pastatyta Kaune.

Elektromobilių įkrovimo jungčių tipai

Nepaprastai svarbu pažymėti, kad skiriasi ne tik elektromobilių įkrovos būdai, bet ir naudojami jungčių tipai. Šiuo metu egzistuoja dvi skirtingos stovyklos – vienoje barikadų pusėje yra „Nissan“, „Kia“, „Mitsubishi“, „Peugeot“ ir „Citroën“, kitoje – BMW, „Volkswagen“ ir „Daimler“ koncernai. Pirmieji lėtajam ir greitajam įkrovimui (AC) naudoja amerikietišką („Type 1“) SAE J1772 jungtį, dar vadinamą „Yazaki“ jungtimi, o itin greitam įkrovimui (DC) – japonišką JAVS („CHAdeMO“). Antrieji savo ruožtu pasikliauja europietiškomis („Type 2“) „Mennekes“ (AC krovimas) ir „Combined Charging System“, arba CCS (DC krovimas) jungtimis.

Lėtojo ir greitojo krovimo atvejais didelių problemų neiškyla, nes jiems naudojami kartu su elektromobiliais parduodami kabeliai. O štai itin greito įkrovimo stotelės gali turėti tik vieną iš jungčių („CHAdeMO“ ar CCS), arba abi. Tai iš esmės priklauso nuo stotelę įrengiančios įmonės – naudojama srovė yra vienoda, skiriasi tik programiniai įkrovimo protokolai ir pačios kabelių jungtys. Šiuo metu Vilniuje esanti itin greito įkrovimo stotelė palaiko tik „CHAdeMO“ standartą, tad VW ir BMW elektromobilių savininkai ja naudotis negali, o Vievyje bei Elektrėnuose esančios stotelės palaiko visus tris standartus – AC iki 43 kW („Mennekes“), bei DC iki 50 kW („CHAdeMO“ ir CCS). Nors skelbiama, kad vienu metu šiose stotelėse galima krauti du elektromobilius (naudojant AC ir DC srovę) tačiau kai pabandėme tai padaryti kraudami BMW i3 ir Nissan Leaf, stotelė BMW baterijas AC režimu pildyti atsisakė.

Žinoma, dėl tokių nevienodų įkrovimo tipų ir standartų labiausiai kenčia vartotojai. Šios problemos sprendimo iniciatyvos ėmėsi Europos Komisija, dar 2013 metų sausio 24 dieną paskelbusi, kad visoje Europoje turės būti naudojamas europietiškas „Type 2“ („Mennekes“, o kartu – ir CCS) tipo kištukas. Tad „CHAdeMO“ standartą palaikančios gamintojos palaipsniui privalės prisitaikyti prie Europos Komisijos nustatytų reikalavimų. Žinoma, tai nereiškia, kad bus panaikinta egzistuojanti „CHAdeMO“ įkrovimo struktūra – šiuo metu šio tipo įkrovos stotelių yra daugiausia, o pagrindinis ją naudojantis elektromobilis – „Nissan Leaf“ – yra populiariausias pasaulyje; jau parduota daugiau nei 160 000 šių transporto priemonių. Kaip bebūtų, suvienodinus įkrovimo standartus ir naudojamų jungčių tipus, didžiausią naudą gaus būtent elektromobilių vairuotojai ir savininkai.

Teksto autorius: Karolis Judzentavičius

Nuotraukos: autoriaus ir gamintojų