Elektromobily jsou nyní na našich silnicích běžnou součástí a po celém světě se buduje nabíjecí infrastruktura, která jim slouží. Je to ekvivalent elektřiny na čerpací stanici a brzy budou všude.
Nicméně to vyvolává zajímavou otázku. Vzduchová čerpadla jednoduše nalévají kapalinu do otvorů a jsou již dlouhou dobu z velké části standardizována. Ve světě nabíječek elektromobilů to tak není, takže se pojďme ponořit do současného stavu hry.
Technologie elektromobilů prošla od doby, kdy se v posledním desetiletí stala běžnou, rychlým vývojem. Vzhledem k tomu, že většina elektromobilů má stále omezený dojezd, automobilky v průběhu let vyvinuly vozidla s rychlejším nabíjením, aby se zlepšila jejich praktičnost. Toho je dosaženo vylepšeními baterie, hardwaru a softwaru řídicí jednotky. Technologie nabíjení pokročila do té míry, že nejnovější elektromobily nyní dokáží prodloužit dojezd o stovky mil za pouhých 20 minut.
Nabíjení elektromobilu touto rychlostí však vyžaduje velké množství elektřiny. V důsledku toho automobilky a průmyslové skupiny pracují na vývoji nových standardů nabíjení, aby co nejrychleji dodaly vysoký proud do špičkových automobilových baterií.
Pro orientaci, typická domácí zásuvka v USA dokáže dodat 1,8 kW. Nabití moderního elektromobilu z takové domácí zásuvky trvá 48 hodin nebo i déle.
Naproti tomu moderní nabíjecí porty pro elektromobily mohou v některých případech nést výkon od 2 kW do 350 kW a k tomu vyžadují vysoce specializované konektory. V průběhu let se objevily různé standardy, protože výrobci automobilů se snaží do vozidel při vyšších rychlostech vnést více výkonu. Podívejme se na nejběžnější možnosti dnes.
Norma SAE J1772 byla publikována v červnu 2001 a je také známá jako J Plug. 5pinový konektor podporuje jednofázové střídavé nabíjení s výkonem 1,44 kW při připojení ke standardní domácí zásuvce, což lze zvýšit na 19,2 kW při instalaci na vysokorychlostní nabíjecí stanici pro elektromobily. Tento konektor přenáší jednofázový střídavý proud po dvou vodičích, signály po dvou dalších vodičích a pátý vodič je ochranným uzemněním.
Po roce 2006 se zástrčka J Plug stala povinnou pro všechna elektromobily prodávané v Kalifornii a rychle se stala populární v USA a Japonsku a pronikla i na další globální trhy.
Konektor typu 2, známý také podle svého tvůrce, německého výrobce Mennekes, byl poprvé navržen v roce 2009 jako náhrada za evropský standard SAE J1772. Jeho hlavním rysem je 7pinový konektor, který umožňuje nabíjet jednofázový i třífázový střídavý proud, což mu umožňuje nabíjet vozidla s výkonem až 43 kW. V praxi mnoho nabíječek typu 2 dosahuje maximálního výkonu 22 kW nebo méně. Podobně jako J1772 má také dva piny pro signály před a po zapojení. Dále má ochranný vodič, nulový vodič a tři vodiče pro tři fáze střídavého proudu.
V roce 2013 si Evropská unie zvolila zástrčky typu 2 jako nový standard, který nahradil standard J1772 a skromné konektory EV Plug Alliance typu 3A a 3C pro aplikace nabíjení střídavým proudem. Od té doby je tento konektor široce přijímán na evropském trhu a je k dispozici i v mnoha vozidlech na mezinárodním trhu.
CCS je zkratka pro Kombinovaný nabíjecí systém (Combined Charging System) a používá „kombinovaný“ konektor, který umožňuje nabíjení stejnosměrným i střídavým proudem. Standard, vydaný v říjnu 2011, je navržen tak, aby umožňoval snadnou implementaci vysokorychlostního stejnosměrného nabíjení v nových vozidlech. Toho lze dosáhnout přidáním dvojice stejnosměrných vodičů k existujícímu typu střídavého konektoru. Existují dva hlavní typy CCS, konektor Combo 1 a konektor Combo 2.
Combo 1 je vybaven AC konektorem typu 1 J1772 a dvěma velkými DC vodiči. Vozidlo s konektorem CCS Combo 1 lze proto připojit k nabíječce J1772 pro nabíjení střídavým proudem nebo ke konektoru Combo 1 pro vysokorychlostní nabíjení stejnosměrným proudem. Toto provedení je vhodné pro vozidla na americkém trhu, kde se konektory J1772 staly běžnou součástí.
Konektory Combo 2 jsou vybaveny konektorem Mennekes spojeným se dvěma velkými stejnosměrnými vodiči. Pro evropský trh to umožňuje nabíjení automobilů se zásuvkami Combo 2 jednofázovým nebo třífázovým střídavým proudem přes konektor typu 2 nebo rychlé nabíjení stejnosměrným proudem připojením ke konektoru Combo 2.
CCS umožňuje nabíjení střídavým proudem podle standardu J1772 nebo subkonektoru Mennekes zabudovaného v konstrukci. Při použití pro rychlé nabíjení stejnosměrným proudem však umožňuje bleskově rychlé nabíjení výkonem až 350 kW.
Za zmínku stojí, že rychlonabíječka DC s konektorem Combo 2 eliminuje připojení fáze AC a nulového vodiče v konektoru, protože nejsou potřeba. Konektor Combo 1 je ponechává na místě, i když se nepoužívají. Obě provedení se spoléhají na stejné signální piny, které používá konektor AC pro komunikaci mezi vozidlem a nabíječkou.
Jako jedna z průkopnických společností v oblasti elektromobilů se Tesla pustila do návrhu vlastních nabíjecích konektorů, které by splňovaly potřeby jejích vozidel. Toto bylo spuštěno v rámci sítě Supercharger společnosti Tesla, jejímž cílem je vybudovat rychlonabíjecí síť pro podporu vozidel společnosti s minimální nebo žádnou další infrastrukturou.
Zatímco v Evropě společnost vybavuje svá vozidla konektory typu 2 nebo CCS, v USA používá Tesla vlastní standard nabíjecích portů. Ten dokáže podporovat jak jednofázové, tak třífázové nabíjení střídavým proudem, tak i vysokorychlostní nabíjení stejnosměrným proudem na stanicích Tesla Supercharger.
Původní nabíjecí stanice Tesly Supercharger poskytovaly až 150 kilowattů na auto, ale pozdější modely s nižším výkonem pro městské oblasti měly nižší limit 72 kilowattů. Nejnovější nabíječky společnosti mohou dodat až 250 kW energie do vhodně vybavených vozidel.
Norma GB/T 20234.3 byla vydána Čínským úřadem pro normalizaci a zahrnuje konektory schopné simultánního jednofázového rychlého nabíjení střídavým a stejnosměrným proudem. Mimo jedinečný čínský trh s elektromobily je tato norma málo známá a je dimenzována na provoz s napětím až 1 000 voltů stejnosměrného proudu a proudem 250 ampérů a nabíjení rychlostí až 250 kilowattů.
Tento port pravděpodobně nenajdete na vozidle, které není vyrobeno v Číně, ale je určeno pro čínský trh nebo země, s nimiž má Čína úzké obchodní vazby.
Asi nejzajímavějším designem tohoto portu jsou piny A+ a A-. Jsou dimenzovány na napětí až 30 V a proudy až 20 A. V normě jsou popsány jako „nízkonapěťové pomocné napájení pro elektrická vozidla napájené externími nabíječkami“.
Z překladu není jasné, jaká je jejich přesná funkce, ale mohou být navrženy tak, aby pomohly nastartovat elektromobil s úplně vybitou baterií. Pokud jsou vybité jak trakční baterie elektromobilu, tak 12V baterie, může být obtížné vozidlo nabít, protože elektronika vozu se nemůže probudit a komunikovat s nabíječkou. Stykače také nelze napájet pro připojení trakční jednotky k různým subsystémům vozu. Tyto dva piny jsou pravděpodobně navrženy tak, aby poskytovaly dostatek energie pro provoz základní elektroniky vozu a napájení stykačů, aby se hlavní trakční baterie mohla nabíjet, i když je vozidlo zcela vybité. Pokud o tom víte více, dejte nám vědět v komentářích.
CHAdeMO je standard konektorů pro elektromobily, primárně pro aplikace rychlého nabíjení. Díky svému unikátnímu konektoru dokáže dodat až 62,5 kW. Jedná se o první standard určený k rychlému nabíjení stejnosměrným proudem pro elektromobily (bez ohledu na výrobce) a má piny sběrnice CAN pro komunikaci mezi vozidlem a nabíječkou.
Standard byl navržen pro globální použití v roce 2010 s podporou japonských automobilek. Standard se však skutečně uchytil až v Japonsku, přičemž Evropa se drží typu 2 a USA používají J1772 a vlastní konektory Tesly. EU v jednu chvíli zvažovala vynucení úplného vyřazení nabíječek CHAdeMO, ale nakonec se rozhodla požadovat, aby nabíjecí stanice měly „alespoň“ konektory typu 2 nebo Combo 2.
V květnu 2018 byla oznámena zpětně kompatibilní aktualizace, která umožní nabíječkám CHAdeMO dodávat až 400 kW energie, čímž překonají i konektory CCS v praxi. Zastánci CHAdeMO vidí jeho podstatu v jednotném globálním standardu, spíše než v odchylce mezi americkými a evropskými standardy CCS. Nepodařilo se mu však najít mnoho zákazníků mimo japonský trh.
Standard CHAdeMo 3.0 se vyvíjí od roku 2018. Nazývá se ChaoJi a vyznačuje se novým 7pinovým konektorem vyvinutým ve spolupráci s Čínským úřadem pro normalizaci. Doufá, že se mu podaří zvýšit nabíjecí výkon na 900 kW, provozovat při napětí 1,5 kV a dodávat plných 600 ampérů pomocí kapalinou chlazených kabelů.
Při čtení tohoto textu si možná budete myslet, že ať už se svým novým elektromobilem jedete kamkoli, existuje celá řada různých nabíjecích standardů, které vám mohou způsobit bolesti hlavy. Naštěstí tomu tak není. Většina jurisdikcí má problém s podporou jednoho nabíjecího standardu, zatímco většinu ostatních vylučuje, což má za následek, že většina vozidel a nabíječek v dané oblasti je kompatibilních. Tesla v USA je samozřejmě výjimkou, ale i ta má svou vlastní vyhrazenou nabíjecí síť.
I když se najdou lidé, kteří používají nesprávnou nabíječku na nesprávném místě ve nesprávný čas, obvykle mohou použít nějaký druh adaptéru tam, kde ho potřebují. Většina nových elektromobilů se do budoucna bude držet typu nabíječek zavedeného v jejich prodejních regionech, což usnadní život všem.
Univerzálním standardem nabíjení je nyní USB-C
Všechno by se mělo nabíjet pomocí USB-C, bez výjimky. Představuji si 100kW zástrčku pro elektromobil, což je jen sada 1000 USB-C konektorů nacpaných do zástrčky zapojené paralelně. Se správnými materiály byste mohli udržet hmotnost pod 50 kg pro snadné použití.
Mnoho plug-in hybridů a elektromobilů má tažnou kapacitu až 450 kg, takže k přepravě celé řady adaptérů a převodníků můžete použít přívěs. Peavey Mart tento týden také prodává generátory Genny, pokud je k dispozici několik stovek vozidel s celkovou hmotností vozidla (GVWR).
V Evropě recenze konektorů typu 1 (SAE J1772) a CHAdeMO zcela ignorují skutečnost, že Nissan LEAF a Mitsubishi Outlander PHEV, dva z nejprodávanějších elektromobilů, jsou těmito konektory vybaveny.
Tyto konektory jsou široce používány a nezmizí. Zatímco typ 1 a typ 2 jsou kompatibilní na úrovni signálu (umožňují odnímatelný kabel typu 2 až typu 1), CHAdeMO a CCS nikoli. LEAF nemá realistický způsob nabíjení z CCS.
Pokud rychlonabíječka už nebude schopna CHAdeMO, vážně bych zvážil návrat k autu se spalovacím motorem na delší cesty a ponechání si LEAFu pouze pro místní použití.
Mám Outlander PHEV. Funkci rychlého nabíjení stejnosměrným proudem jsem použil několikrát, jen abych si ji vyzkoušel, když mám nabídku nabíjení zdarma. Jasně, baterii dokáže nabít na 80 % za 20 minut, ale to by vám mělo poskytnout dojezd elektromobilu asi 20 kilometrů.
Mnoho rychlonabíječek s DC je paušálních, takže za 20 kilometrů můžete zaplatit téměř stonásobek svého běžného účtu za elektřinu, což je mnohem více, než kdybyste jeli pouze na benzín. Ani nabíječka s minutovou sazbou není o moc lepší, protože je omezena na 22 kW.
Miluji svůj Outlander, protože režim EV pokrývá celé mé dojíždění, ale funkce rychlého nabíjení stejnosměrným proudem je stejně užitečná jako mužská třetí bradavka.
Konektor CHAdeMO by měl zůstat stejný na všech listech (listu?), ale s Outlandery se tím netrapte.
Tesla také prodává adaptéry, které umožňují Tesle používat J1772 (samozřejmě) a CHAdeMO (překvapivěji). Nakonec adaptér CHAdeMO ukončila a zavedla adaptér CCS… ale pouze pro určitá vozidla na určitých trzích. Adaptér potřebný k nabíjení amerických vozů Tesla z nabíječky CCS typu 1 s proprietární zásuvkou Tesla Supercharger se zřejmě prodává pouze v Koreji (!) a funguje pouze na nejnovějších vozech. https://www.youtube.com/watch?v=584HfILW38Q
Společnosti American Power a dokonce i Nissan oznámily, že postupně ukončují výrobu modelu Chademo ve prospěch modelu CCS. Nový Nissan Arya bude mít název CCS a výroba modelu Leaf se brzy ukončí.
Nizozemský specialista na elektromobily Muxsan přišel s doplňkem CCS pro Nissan LEAF, který nahrazuje AC port. Umožňuje nabíjení AC typu 2 a DC CCS2 a zároveň zachovává port CHAdeMo.
123, 386 a 356 znám, aniž bych se díval. No, vlastně jsem si spletl poslední dvě čísla, takže si to musím ověřit.
Jo, tím spíš, když předpokládáte, že je to v kontextu propojené… ale musel jsem na to kliknout sám a myslím, že je to ta pravá, ale číslo mi vůbec nic nenapovídá.
Konektor CCS2/Type 2 se do USA dostal jako standard J3068. Jeho účelem je použití pro těžká nákladní vozidla, protože třífázové napájení poskytuje výrazně vyšší rychlosti. J3068 specifikuje vyšší napětí než Type2, protože může dosáhnout fázového napětí 600 V. Nabíjení stejnosměrným proudem je stejné jako u CCS2. Napětí a proudy, které překračují standardy Type2, vyžadují digitální signály, aby vozidlo a EVSE mohly určit kompatibilitu. Při potenciálním proudu 160 A může J3068 dosáhnout střídavého výkonu 166 kW.
„V USA používá Tesla vlastní standard nabíjecích portů. Podporuje jednofázové i třífázové nabíjení střídavým proudem.“
Je to jen jednofázové. V podstatě se jedná o zásuvný modul J1772 v jiném rozvržení s přidanou funkcí stejnosměrného proudu.
J1772 (CCS typ 1) sice může podporovat stejnosměrný proud, ale nikdy jsem neviděl nic, co by ho implementovalo. „Hloupý“ protokol j1772 má hodnotu „Vyžadován digitální režim“ a „Typ 1 DC“ znamená stejnosměrný proud na pinech L1/L2. „Typ 2 DC“ vyžaduje pro kombinovaný konektor další piny.
Americké konektory Tesla nepodporují třífázový střídavý proud. Autoři si pletou americké a evropské konektory, ty druhé (známé také jako CCS typ 2) ano.
K souvisejícímu tématu: Mohou elektromobily jezdit po silnicích bez placení silniční daně? Pokud ano, proč? Za předpokladu (zcela neudržitelné) environmentální utopie, kde více než 90 % všech aut je elektrických, odkud se bude daň na udržování silnic brát? K tomu se daň může připočítat k nákladům na veřejné nabíjení, ale lidé mohou doma používat i solární panely nebo dokonce „zemědělské“ dieselové generátory (bez silniční daně).
Všechno záleží na jurisdikci. Některá místa účtují pouze daň z pohonných hmot. Některá účtují poplatek za registraci vozidla jako palivový příplatek.
V určitém okamžiku se bude muset změnit způsob, jakým jsou tyto náklady uhrazeny. Rád bych viděl spravedlivý systém, kde se poplatky odvíjejí od počtu najetých kilometrů a hmotnosti vozidla, protože to určuje míru opotřebení vozovky. Pro dané podmínky by mohla být vhodnější uhlíková daň z pohonných hmot.
Čas zveřejnění: 21. června 2022
