Laddnings station - Charging station

Tesla Roadster laddas, Iwata city, Japan Elektrisk motorcykel vid en AeroVironment -station
Nissan Leaf laddar i Houston, Texas Toyota Priuses på allmän station, San Francisco
Laddningsstationer för elfordon :
Evcharger.jpg

En laddstation , även kallad EV-laddare eller elfordonsförsörjningsutrustning ( EVSE ), är en utrustning som levererar elektrisk kraft för laddning av laddbara elektriska fordon (inklusive hybrider , närliggande elfordon , lastbilar, bussar och andra).

Även om batterier bara kan laddas med likström , har de flesta elfordon en inbyggd AC-till-DC-omvandlare som gör att de kan anslutas till ett vanligt hushålls AC-uttag. Billiga lågeffekts offentliga laddstationer kommer också att tillhandahålla växelström, så kallad "AC-laddstationer". För att underlätta laddning med högre effekt, vilket kräver mycket större AC-till-DC-omvandlare, är omvandlaren inbyggd i laddstationen istället för fordonet, och stationen levererar redan konverterad likström direkt till fordonet och kringgår fordonets ombordomvandlare. Dessa är kända som "DC -laddstationer". De flesta helt elektriska bilmodeller kan acceptera både växelström och likström.

Laddningsstationer tillhandahåller kontakter som överensstämmer med en mängd olika standarder. DC -laddstationer är vanligtvis utrustade med flera kontakter för att kunna leverera en mängd olika fordon.

Offentliga laddstationer finns vanligtvis på gatan eller vid köpcentra, statliga anläggningar och andra parkeringsplatser.

Standarder

Laddningsstation med NEMA -kontakt för elektrisk AMC Gremlin som används av Seattle City Light 1973

Flera standarder har fastställts för laddningsteknik för att möjliggöra driftskompatibilitet mellan leverantörer. Det finns standarder för nomenklatur, ström och kontakter. I synnerhet har Tesla utvecklat egen teknik inom dessa områden.

Nomenklatur

Ett schematiskt diagram som definierar kopplingen mellan laddstationen (elfordonets utrustning) och elfordonet.  Presenteras i silhuettformat, med färger för att skilja mellan de fem definierade termerna.
Laddningsstation och fordonsterminologi

Den europeiska bilindustriföreningen (ACEA) har definierat följande villkor:

  • Uttag: porten på elfordonsförsörjningsutrustningen (EVSE) som levererar laddkraft till fordonet
  • Plug: slutet av den flexibla kabeln som gränsar till eluttaget på EVSE. I Nordamerika används inte uttaget och kontakten eftersom kabeln är permanent ansluten till EVSE.
  • Kabel: en flexibel bunt ledare som förbinder EVSE med elfordonet
  • Anslutning: den motsatta änden av den flexibla kabeln som gränsar till fordonets inlopp
  • Fordonsinlopp: porten på elfordonet som tar emot laddkraft

Termerna "elfordonsanslutning" och "inlopp för elfordon" definierades tidigare på samma sätt enligt artikel 625 i National Electric Code (NEC) från 1999. NEC-1999 definierade också termen "elfordonsmatningsutrustning" som hela enhet "installerad specifikt för att leverera energi från lokalens ledningar till elfordonet", inklusive "ledare ... elfordonskontakter, anslutningspluggar och alla andra beslag, enheter, eluttag eller apparater".

Spänning och effekt

Tidiga standarder

National Electric Transportation Infrastructure Working Council (IWC) bildades 1991 av Electric Power Research Institute med medlemmar från biltillverkare och elverktyg för att definiera standarder i USA; tidigt arbete av IWC ledde till definitionen av tre laddningsnivåer i 1999 National Electric Code (NEC) Handbook.

Enligt NEC-1999 var laddningsutrustning för nivå 1 ansluten till nätet via ett standard NEMA 5 -20R 3-poligt eluttag med jordning, och en jordfelsbrytare krävdes inom 300 mm från kontakten. Matningskretsen krävde skydd vid 125% av maximal märkström, så t.ex.

Nivå 2 laddningsutrustning var permanent ansluten och fäst på en fast plats enligt NEC-1999. Det krävde också jordning och jordfelsskydd; Dessutom krävde det en förregling för att förhindra start av fordon under laddning och ett säkerhetsavbrott för kabeln och kontakten. En 40 A -brytare (125% av kontinuerlig maximal matningsström) krävdes för att skydda grenkretsen. För bekvämlighet och snabbare laddning föredrog många tidiga elbilar att ägare och operatörer installerade laddningsutrustning för nivå 2, som var ansluten till elbilen antingen via en induktiv paddel (Magne Charge) eller en ledande kontakt (AVCON).

Nivå 3 laddningsutrustning använde en växelriktare utanför fordonet för att konvertera inmatad växelström till likström, som sedan matades till fordonet. En 500 A -brytare (125% av kontinuerlig maximal matningsström) krävdes för att skydda grenkretsen. När det skrevs förutspådde NEC-1999 att laddningsutrustning för nivå 3 skulle kräva att elnätet uppgraderade sina distributionssystem och transformatorer.

SAE

Society of Automotive Engineers ( SAE International ) definierar de allmänna fysiska, elektriska, kommunikations- och prestandakraven för EV -laddningssystem som används i Nordamerika, som en del av standard SAE J1772 . SAE J1772 definierar fyra laddningsnivåer, två nivåer vardera för AC- och DC -förbrukningsmaterial; skillnaderna mellan nivåer baseras på effektfördelningstyp, standarder och maximal effekt.

Växelström (AC)

AC -laddstationer ansluter fordonets inbyggda laddningskretsar direkt till nätadaptern.

  • AC Level 1 : Ansluts direkt till ett vanligt 120  V nordamerikanskt bostadsuttag; kan leverera 6–16  A (0,7–1,92  kW) beroende på kapaciteten hos en dedikerad krets.
  • AC Level 2 : Använder 240  V bostadskraft eller 208  V kommersiell ström för att leverera mellan 6 och 80  A (1,4–19,2  kW). Det ger en signifikant ökning av laddningshastigheten jämfört med nivå 1 AC -laddning.
Likström (DC)

Vanligtvis, trots att den felaktigt kallas "nivå 3" -laddning baserad på den äldre NEC-1999-definitionen, kategoriseras DC-laddning separat. Vid DC-snabbladdning leds nätström genom en AC-till-DC-likriktare innan den når fordonets batteri, och kringgår alla inbyggda omformare.

  • DC -nivå 1 : Levererar högst 80  kW vid 50–1000  V.
  • DC -nivå 2 : Levererar maximalt 400  kW vid 50–1000  V.

Ytterligare standarder som SAE släpper för laddning inkluderar SAE J3068 (trefas AC-laddning, med typ 2-kontakten definierad i IEC 62196-2) och SAE J3105 (automatisk anslutning av DC-laddningsenheter).

IEC

Den International Electrotechnical Commission (IEC) antog en majoritet av SAE J1772 standard enligt IEC 62.196 -1 för internationell implementering.

IEC definierar alternativt laddning i lägen ( IEC 61851 -1):

  • Läge 1 : långsam laddning från ett vanligt eluttag (en- eller trefas AC)
  • Läge 2 : långsam laddning från ett vanligt nätuttag men med vissa EV -specifika skyddsarrangemang (dvs. Park & ​​Charge eller PARVE -systemen)
  • Läge 3 : långsam eller snabb AC -laddning med ett specifikt EV -flerpoligt uttag med kontroll- och skyddsfunktioner (dvs. SAE J1772 och IEC 62196 -2)
  • Läge 4 : DC -snabbladdning med ett specifikt laddningsgränssnitt (dvs. IEC 62196 -3, till exempel CHAdeMO )

Anslutningen mellan elnätet och "laddare" (utrustning för elfordon) definieras av tre fall (IEC 61851-1):

  • Fall A: alla laddare som är anslutna till elnätet (nätkabeln är vanligtvis ansluten till laddaren) vanligtvis associerad med läge 1 eller 2.
  • Fall B: en fordonsladdare ombord med en nätkabel som kan kopplas bort från både strömförsörjningen och fordonet-vanligtvis läge 3.
  • Fall C: DC dedikerad laddstation. Nätkabeln kan vara permanent ansluten till laddstationen som i läge 4.

Tesla

I Nordamerika använder Tesla -fordon en egen laddningsport; För att uppfylla EU: s krav på laddningsställen är Tesla -fordon som säljs där utrustade med en CCS Combo 2 -port. Endera porten tar 480V DC snabb laddning genom sitt nätverk av Tesla Superchargers . Beroende på Supercharger -versionen levereras effekt på 72, 150 eller 250 kW, motsvarande DC -nivå 1 och 2 i SAE J1772. För en Tesla Model S kan en kompressor lägga till cirka 275 km (170 miles) räckvidd på cirka 30 minuter. I april 2018 rapporterade Tesla 1210 laddstationer.

Framtida utveckling

En förlängning av CCS DC-snabbladdningsstandarden för elbilar och lätta lastbilar är under utveckling, vilket kommer att ge högre laddning för stora nyttofordon ( klass 8 och möjligen 6 och 7 , inklusive skol- och transiteringsbussar). När CharIN -arbetsgruppen bildades i mars 2018 kallades den nya standarden som utvecklades ursprungligen för High Power Charging for Commercial Vehicles (HPCCV), senare döpt till Megawatt Charging System (MCS). MCS förväntas fungera i intervallet 200–1500  V och 0–3000  A för en teoretisk maximal effekt på 4,5  MW. Förslaget kräver att MCS -laddningsportar är kompatibla med befintliga CCS- och HPC -laddare. Arbetsgruppen släppte aggregerade krav i februari 2019, som krävde maximala gränser på 1000  V DC (valfritt 1500  V DC) och 3000  A kontinuerligt betyg.

En kontaktdesign valdes i maj 2019 och testades vid National Renewable Energy Laboratory (NREL) i september 2020. Tretton tillverkare deltog i testet, som kontrollerade kopplingen och värmeprestandan för sju fordonsintag och elva laddare. De slutliga kontaktkraven och specifikationerna förväntas släppas i slutet av 2021.

Med stöd från Portland General Electric , öppnade Daimler Trucks North America den 21 april 2021 "Electric Island", den första laddningsstationen för tunga fordon, tvärs över gatan från huvudkontoret i Portland, Oregon. Stationen kan ladda åtta fordon samtidigt och laddningsfacken är anpassade för traktorvagnar. Dessutom kan designen rymma 1+  MW laddare när de är tillgängliga. Ett startföretag, WattEV, tillkännagav planer i maj 2021 att bygga en lastbilsstopp/laddningsstation med 40 stallar i Bakersfield, Kalifornien; vid full kapacitet skulle det ge en kombinerad 25  MW laddningseffekt, delvis från en solcellsanläggning på plats och batterilagring.

Anslutningar

Vanliga laddningskontakter
IEC typ 4 / CHAdeMO (vänster); CCS Combo 2 (mitten); IEC typ 2 -uttag (höger)
IEC Typ 1 / SAE J1772 inlopp (vänster); Tesla02 eget uttag (i mitten); IEC typ 2 kontaktuttag (höger)

Vanliga kontakter inkluderar typ 1 (Yazaki) , typ 2 (Mennekes) , typ 3 (Scame) , CCS Combo 1 och 2 , CHAdeMO och Tesla. Många standardkontakttyper definieras i IEC 62196 -2 (för AC -strömförsörjning) och 62196-3 (för DC -strömförsörjning):

  • Typ 1: enfas AC fordonskopplare-SAE J1772/2009 fordonspluggspecifikationer
  • Typ 2: en- och trefas AC-fordonskopplare- VDE-AR-E 2623-2-2 , SAE J3068 och GB/T 20234.2 pluggspecifikationer
  • Typ 3: en- och trefas AC-fordonskopplare utrustad med säkerhetsluckor- EV Plug Alliance förslag
  • Typ 4: DC -snabbladdningskopplare
    • Konfiguration AA: CHAdeMO
    • Konfiguration BB: GB/T 20234.3
    • Konfigurationer CC/DD: (reserverade)
    • Konfiguration EE: CCS Combo 1
    • Konfiguration FF: CCS Combo 2
Kontaktdesigner listade i IEC 62196 -2 och -3
Ström
Supply
Förenta staterna europeiska unionen Japan Kina
1-fas AC
(62196.2)
J1772 kontakt.svg
Typ 1 ( SAE J1772 )
IEC 62196-2 Typ 2 (plugg) .svg
Typ 2
(DE, Storbritannien) Typ 3 (IT, FR; nu utfasad)
 
IEC 62196 Typ 3C.svg

J1772 kontakt.svg
Typ 1 ( SAE J1772 )
GBT 20234 (AC) .svg
Typ 2 ( GB/T 20234.2)
3-fas AC
(62196.2)
IEC 62196-2 Typ 2 (plugg) .svg
Typ 2 ( SAE J3068 )
Ej tillgängligt
DC
(62196.3)
J1772 (CCS1) .svg
EE ( CCS Combo 1)
IEC 62196 Typ 2 (M, DC, CCS Combo 2) .svg
FF ( CCS Combo 2)
CHAdeMO -kontakt.svg
AA ( CHAdeMO )
GBT 20234 (DC) .svg
BB ( GB/T 20234.3)
ChaoJi -kontakt.svg
ChaoJi  (planerad)

CCS DC -laddning kräver Powerline Communications (PLC). Två kontaktdon läggs till i botten av typ 1 eller typ 2 fordonsintag och laddningspluggar för att leverera likström. Dessa är allmänt kända som Combo 1 eller Combo 2 -kontakter. Valet av typintag är normalt standardiserat per land så att offentliga laddare inte behöver montera kablar med båda varianterna. I allmänhet använder Nordamerika Combo 1 -stil fordonsintag, medan de flesta av resten av världen använder Combo 2.

Den CHAdeMO standard gynnas av Nissan , Mitsubishi och Toyota , medan SAE J1772 Combo standard backas upp av GM , Ford , Volkswagen , BMW , och Hyundai . Båda systemen laddas till 80% på cirka 20 minuter, men de två systemen är helt inkompatibla. Richard Martin, redaktionschef för ren teknikmarknadsföring och konsultföretaget Navigant Research, uttalade:

Den bredare konflikten mellan CHAdeMO- och SAE -kombinationsanslutningarna ser vi som ett hinder för marknaden under de kommande åren som måste utarbetas.

Historiska kontakter

Offentliga laddstationer på en parkeringsplats nära Los Angeles internationella flygplats . Visas två föråldrade 6  kW växelladdningsstationer (vänster: induktiv Magne-charge gen2 SPI ("liten paddel"), höger: ledande EVII ICS-200 AVCON).

I USA föredrog många av elbilarna första gången i slutet av 1990-talet och början av 2000-talet, såsom GM EV1 , Ford Ranger EV och Chevrolet S-10 EV, föredrog att använda nivå 2 (enfas AC) EVSE, enligt definitionen enligt NEC-1999, för att bibehålla acceptabel laddningshastighet. Dessa EVSE var utrustade med antingen en induktiv kontakt ( Magne Charge ) eller en ledande kontakt (i allmänhet Avcon ). Förespråkare för det induktiva systemet var GM, Nissan och Toyota; DaimlerChrysler, Ford och Honda stödde det ledande systemet.

Magne Charge-paddlar fanns i två olika storlekar: en äldre, större paddel (används för EV1 och S-10 EV) och en nyare, mindre paddel (används för den första generationens Toyota RAV4 EV , men bakåtkompatibel med stor-paddel) fordon via en adapter). Den större paddeln (introducerad 1994) krävdes för att rymma en vätskekyld fordonsinloppsport; den mindre paddeln (introducerad 2000) kopplade istället till ett luftkyldt inlopp. SAE J1773, som beskrev de tekniska kraven för induktiv paddelkoppling, utfärdades första gången i januari 1995, med en annan översyn i november 1999.

Den inflytelserika California Air Resources Board antog den konduktiva kontakten som standard den 28 juni 2001, baserat på lägre kostnader och hållbarhet, och Magne Charge -paddeln avbröts i mars följande månad. Tre ledande kontakter fanns vid den tiden, namngivna enligt deras tillverkare: Avcon (aka butt-and-pin, som används av Ford, Solectria och Honda); Yazaki (aka pin-and-sleeve, på RAV4 EV); och ODU (används av DaimlerChrysler). Avcon-kontakten stödde nivå 2 och nivå 3 (DC) laddning och beskrevs i bilagan till den första versionen (1996) av SAE J1772 rekommenderad praxis; 2001 -versionen flyttade kopplingsbeskrivningen till praktiken, vilket gjorde den till de facto -standarden för USA. IWC rekommenderade Avcon -kontakten för Nordamerika, baserat på miljö- och hållbarhetstester. Som implementerat använde Avcon -kontakten fyra kontakter för nivå 2 (L1, L2, Pilot, Ground) och lade till ytterligare fem (tre för seriekommunikation och två för likström) för nivå 3 (L1, L2, Pilot, Com1, Com2 , Ground, Clean Data ground, DC+, DC-). År 2009 hade J1772 istället antagit den runda stift- och hylsanslutningen (Yazaki) som standardimplementering, och den rektangulära Avcon-stötkontakten gjordes föråldrad.

Laddningstid

BYD e6 . Laddning på 15 minuter till 80 procent
Solaris Urbino 12 elektrisk, batteri elektrisk buss , induktiv laddstation

Laddningstiden beror i grunden på batteriets kapacitet, effekttäthet och laddningseffekt. Ju större kapacitet, desto mer laddning kan batteriet hålla (analogt med bränsletankens storlek). Högre effekttäthet gör att batteriet kan acceptera mer laddning/enhetstid (storleken på tanköppningen). Högre laddningseffekt ger mer energi per tidsenhet (analogt med pumpens flödeshastighet). En viktig nackdel med laddning vid höga hastigheter är att det också betonar elnätet mer.

California Air Resources Board specificerade ett mål för att kvalificera sig som ett nollutsläppsfordon : lägg till 300 kilometer på mindre än 15 minuter. Avsikten var att matcha tankningsförväntningarna hos förare av förbränningsmotorer .

Laddningstiden kan beräknas som:

Den effektiva laddningseffekten kan vara lägre än den maximala laddningseffekten på grund av begränsningar i batteriet eller batterihanteringssystemet , laddningsförluster (som kan vara så höga som 25%) och variera över tiden på grund av laddningsgränser som tillämpas av en laddningsregulator .

Batterikapacitet

Den användbara batterikapaciteten för ett första generationens elfordon, till exempel den ursprungliga Nissan Leaf, var cirka 20  kWh, vilket ger en räckvidd på cirka 160 km. Tesla var det första företaget som introducerade fordon med längre räckvidd och släppte inledningsvis sin Model S med batterikapacitet på 40  kWh, 60  kWh och 85  kWh, varav den senare varade i cirka 480 km. Plug-in hybridbilar har vanligtvis en kapacitet på ungefär 3 till 20  kWh, som håller i 20 till 80 kilometer (12 till 50 miles).

AC till DC konvertering

Batterier laddas med likström. För att ladda från växelström från elnätet har elbilar en liten AC-till-DC-omvandlare inbyggd i fordonet. Laddningskabeln levererar växelström från väggen, och fordonet omvandlar denna ström till DC internt och laddar batteriet. De inbyggda omvandlarna på de flesta elbilar stöder vanligtvis laddhastigheter upp till 6–7  kW, tillräckligt för nattladdning. Detta kallas "AC -laddning". För att underlätta snabb laddning av elbilar krävs mycket högre effekt (50–100  kW+). Detta kräver en mycket större AC-till-DC-omvandlare som inte är praktisk att integrera i fordonet. Istället utförs AC-till-DC-omvandlingen av laddstationen, och DC-ström levereras direkt till fordonet, förbi den inbyggda omvandlaren. Detta kallas "DC -snabbladdning".

Laddningstid för 100  km räckvidd på en Tesla Model S Long Range per EPA (111  MGPe / 188  Wh / km)
Konfiguration Spänning Nuvarande Kraft Laddningstid Kommentar
Enfas AC 120  V 12  A 1,44  kW 13  timmar Detta är den maximala kontinuerliga effekten som finns tillgänglig från en standard US/Canadian 120  V 15  A krets
Enfas AC 230  V 12  A 2,76  kW 6,8  timmar Detta är den maximala kontinuerliga effekten som finns tillgänglig från ett CEE 7/3 ("Schuko") -uttag på en 16  A -märkt krets
Enfas AC 240  V 30  A 7,20  kW 2,6  timmar Gemensam maxgräns för allmänna AC -laddstationer som används i Nordamerika, till exempel en ChargePoint CT4000
Trefas AC 400  V 16  A 11,0  kW 1,7  timmar Maxgräns för en europeisk 16  A trefas AC laddningsstation
Trefas AC 400  V 32  A 22,1  kW 51  minuter Maxgräns för en europeisk 32  A trefas AC laddningsstation
DC 400  V 125  A 50  kW 22  minuter Typisk DC-laddningsstation med mellaneffekt
DC 400  V 300  A 120  kW 9  minuter Typisk effekt från en Tesla V2 Tesla Supercharger

Säkerhet

En Sunwin elektrisk buss i Shanghai vid en laddstation
Ett batteri elektrisk buss laddstationen i Geneve , Schweiz

Laddningsstationer är vanligtvis tillgängliga för flera elfordon och är utrustade med ström- eller anslutningsavkänningsmekanismer för att koppla bort strömmen när EV inte laddas.

De två huvudtyperna av säkerhetssensor:

  • Nuvarande sensorer övervakar strömförbrukning och upprätthåller anslutningen endast medan efterfrågan ligger inom ett förutbestämt intervall.
  • Sensortrådar ger en återkopplingssignal som specificeras av SAE J1772 och IEC 62196- scheman som kräver speciella (flerstiftade) pluggkopplingar.

Sensortrådar reagerar snabbare, har färre delar att misslyckas och är möjligen billigare att konstruera och implementera. Nuvarande sensorer kan dock använda standardkontakter och kan tillåta leverantörer att övervaka eller ta betalt för den el som faktiskt förbrukas.

Offentliga laddstationer

Skyltar för offentlig laddstation
Amerikansk trafikskylt
Offentligt internationellt tecken

Längre enheter kräver ett nätverk av offentliga laddstationer. Dessutom är de viktiga för fordon som saknar tillgång till en laddstation för hemmet, vilket är vanligt i flerfamiljshus. Kostnaderna varierar kraftigt beroende på land, kraftleverantör och strömkälla. Vissa tjänster tar betalt per minut, medan andra tar betalt med mängden energi som tas emot (mätt i kilowattimmar ).

Laddningsstationer behöver kanske inte mycket ny infrastruktur i utvecklade länder, mindre än att leverera ett nytt bränsle över ett nytt nät. Stationerna kan utnyttja det befintliga allestädes närvarande elnätet .

Laddningsstationer erbjuds av offentliga myndigheter, kommersiella företag och några större arbetsgivare för att hantera intervallhinder. Alternativen inkluderar enkla laddstolpar för användning vid vägkanten, laddningsskåp för täckta parkeringsplatser och helautomatiska laddstationer integrerade med kraftdistributionsutrustning.

I december 2012 distribuerades cirka 50 000 laddplatser för icke-bostäder i USA, Europa, Japan och Kina. I augusti 2014 distribuerades cirka 3 869 CHAdeMO snabbladdare, 1 978 i Japan, 1 181 i Europa och 686 i USA och 24 i andra länder.

Asien/Stillahavsområdet

I december 2012 hade Japan 1 381 offentliga DC-snabbladdningsstationer, den största distributionen av snabbladdare i världen, men bara cirka 300 AC-laddare. I december 2012 hade Kina cirka 800 offentliga långsamma laddningsställen och inga snabbladdningsstationer.

I september 2013 fanns de största offentliga laddnätverken i Australien i huvudstäderna Perth och Melbourne , med cirka 30 stationer (7  kW AC) etablerade i båda städerna - mindre nätverk finns i andra huvudstäder.

Europa

I december 2013 var Estland det enda landet som hade slutfört utbyggnaden av ett EV -laddnät med rikstäckande täckning, med 165 snabbladdare tillgängliga längs motorvägar på ett maximalt avstånd mellan 40–60 km (25–37 mi), och en högre täthet i stadsområden.

I november 2012 hade cirka 15 000 laddstationer installerats i Europa.

I mars 2013 hade Norge 4 029 laddpunkter och 127 DC-snabbladdningsstationer. Som en del av sitt åtagande för miljömässig hållbarhet initierade den nederländska regeringen en plan för att etablera över 200 snabbstationer ( DC ) över hela landet senast 2015. Utbyggnaden kommer att genomföras av ABB och den nederländska uppstarten Fastned , i syfte att tillhandahålla minst en station var 50 km (31 mi) för Nederländernas 16 miljoner invånare. Utöver det har E-laad-stiftelsen installerat cirka 3000 offentliga (långsamma) laddpunkter sedan 2009.

Jämfört med andra marknader, som Kina, har den europeiska elbilsmarknaden utvecklats långsamt. Detta, tillsammans med bristen på laddstationer, har minskat antalet elektriska modeller som finns i Europa. Under 2018 och 2019 tecknade Europeiska investeringsbanken (EIB) flera projekt med företag som Allego, Greenway, BeCharge och Enel X. EIB -lånen kommer att stödja utbyggnaden av laddstationsinfrastrukturen med totalt 200 miljoner euro.

Nordamerika

I augusti 2018 opererade 800 000 elfordon och 18 000 laddstationer i USA, jämfört med 5 678 offentliga laddstationer och 16 256 offentliga laddplatser 2013. I juli 2020 hade Tesla installerat 1 971 stationer (17 467 pluggar).

I augusti 2019 finns det i USA 2 140 CHAdeMO -laddstationer (3010 kontakter), 1 888 SAE CCS1 -laddstationer (3 525 pluggar) och 678 Tesla Supercharger -stationer (6 340 pluggar), enligt US Department of Energy's Alternative Fuels Data. Centrum.

Kallare områden som Finland, vissa norra delstater i USA och Kanada har viss infrastruktur för allmänna eluttag som främst används för blockvärmare . Även om deras strömbrytare förhindrar stora strömdragningar för andra ändamål, kan de användas för att ladda elektriska fordon, om än långsamt. I offentliga partier är vissa sådana uttag endast påslagna när temperaturen sjunker under -20  ° C, vilket ytterligare begränsar deras värde.

År 2017 gav Tesla ägarna till sina Model S- och Model X -bilar 400  kWh Supercharger -kredit, även om detta varierade över tiden. Priset varierar från 0,06–0,26 dollar/kWh i USA. Tesla Superchargers kan endast användas av Tesla -fordon.

Andra laddningsnät är tillgängliga för alla elfordon. Blink-nätverket har både AC- och DC-laddstationer och tar ut separata priser för medlemmar och icke-medlemmar. Deras priser varierar från $ 0,39–0,69/kWh för medlemmar och $ 0,49–0,79/kWh för icke-medlemmar, beroende på plats. Den ChargePoint nätverket har gratis laddare och betalda laddare som förarna aktiverar med ett gratis medlemskap kort. Priserna är baserade på lokala priser. Andra nätverk kan ta emot kontanter eller ett kreditkort.

Sydamerika

I april 2017 rapporterade YPF , det statliga oljebolaget i Argentina , att det kommer att installera 220 snabblaststationer för elfordon i 110 av sina bensinstationer på nationellt territorium.

Projekt

Detalj av den trådlösa induktiva laddarenheten

Elbiltillverkare, leverantörer av laddinfrastruktur och regionala regeringar har ingått avtal och satsningar för att marknadsföra och tillhandahålla elfordonsnät för offentliga laddstationer.

Den EV Plug Alliance är en sammanslutning av 21 europeiska tillverkare som föreslog en IEC norm och en europeisk standard för uttag och pluggar. Medlemmar ( Schneider Electric , Legrand, Scame, Nexans, etc.) hävdade att systemet var säkrare eftersom de använder fönsterluckor. Tidigare samförstånd var att standarden IEC 62196 och IEC 61851-1 redan har fastställt säkerheten genom att göra delar icke-spänningsförande vid beröring.

Byt batteri

En batteribyte (eller byta) station gör att fordon kan byta ut ett urladdat batteri mot ett laddat, vilket eliminerar laddningsintervallet. Batteribyte är vanligt i elektriska gaffeltruckar .

Historia

Konceptet med en utbytbar batteritjänst föreslogs redan 1896. Det erbjöds först mellan 1910 och 1924, av Hartford Electric Light Company , genom GeVeCo -batteritjänsten, som betjänade elbilar. Fordonsägaren köpte bilen utan batteri från General Vehicle Company (GeVeCo), delägt av General Electric . Strömmen köptes från Hartford Electric i form av ett utbytbart batteri. Både fordon och batterier var utformade för att underlätta ett snabbt byte. Ägaren betalade en rörlig kilometeravgift och en månatlig serviceavgift för att täcka underhåll och lagring av lastbilar. Dessa fordon körde mer än 6 miljoner mil.

Från och med 1917 opererade en liknande tjänst i Chicago för ägare av Milburn Electric -bilar. Ett snabbt batteribyte system implementerades för att serva 50 elektriska bussar vid sommar -OS 2008 .

SunRay och Caballito på väg till Mikronesien för en konferens om global uppvärmning.

1993 utvecklade Suntera ett tvåsitsigt 3-hjuligt elfordon som heter SUNRAY, som kom med en batteripatron som bytte ut på några minuter vid en batteribyte-station. 1995 lade Suntera till en skoter. Företaget döptes senare till Personal Electric Transports (PET). Efter 2000 utvecklade företaget en elektrisk buss. År 2004 vann företagets 3-hjuliga stand-up EV 1: a plats vid den fem dagar långa amerikanska Tour De Sol-elbilen innan den stängdes 2006.

Better Place , Tesla och Mitsubishi Heavy Industries övervägde att byta batteri. En komplicerande faktor var att tillvägagångssättet kräver modifieringar av fordonsdesign.

År 2013 meddelade Tesla en egen laddstation. Ett nätverk av Tesla Supercharger -stationer var tänkt att stödja både byte av batterier och snabb laddning . Tesla fokuserade senare uteslutande på snabbladdningsstationer.

Fördelar

Följande fördelar hävdades för batteribyte:

  • "Tankning" på under fem minuter.
  • Automation: Föraren kan stanna kvar i bilen medan batteriet byts.
  • Bytföretagssubventioner kan sänka priserna utan att involvera fordonsägare.
  • Reservbatterier kan delta i fordon till elnätstjänster .

Leverantörer

Den Better Place nätverket var den första moderna försök till batteriomkopplings modell. Den Renault Fluence ZE var den första bilen möjlighet att vidta tillvägagångssättet och erbjöds i Israel och Danmark.

Better Place lanserade sin första batteribyte-station i Israel, i Kiryat Ekron , nära Rehovot i mars 2011. Utbytesprocessen tog fem minuter. Better Place begärde konkurs i Israel i maj 2013.

I juni 2013 meddelade Tesla sin plan att erbjuda batteribyte. Tesla visade att en batteribyte med Model S tog drygt 90 sekunder. Elon Musk sa att tjänsten skulle erbjudas till cirka 60 till 80 dollar i juni 2013 -priser. Fordonsköpet inkluderade ett batteripaket. Efter en byte kunde ägaren senare återvända och få sitt batteri fulladdat. Ett andra alternativ skulle vara att behålla bytt batteri och ta emot/betala skillnaden i värde mellan originalet och ersättaren. Priset meddelades inte. 2015 övergav företaget tanken på grund av bristande kundintresse.

Andra leverantörer av batteribyte inkluderar Gogoro , Delta Electronics , BattSwap och Voltia. NIO har 131 bytesstationer i Kina. Ett batteribyte system med ett 2  MWh batteri i varje 20-fots transportcontainer som driver en konverterad kanalpråm började fungera i Nederländerna 2021.

Kritik

Batteribyte -lösningar kritiserades som egna. Genom att skapa ett monopol på ägandet av batterierna och den patentskyddade tekniken delar företagen upp marknaden och minskar chanserna för en större användning av batteribyte.

Sajter

En Ather Grid EV -laddare i en park i Bangalore , Indien

Laddningsstationer kan placeras överallt där el och tillräcklig parkering finns. Från och med 2017 hade laddstationer kritiserats som otillgängliga, svåra att hitta, ur funktion och långsamma; vilket bromsar EV -antagandet. Från och med 2018 erbjöd några bensinstationer EV -laddstationer. Från och med 2021, utöver hemstationer, hade offentliga stationer placerats längs motorvägar, i köpcentrum, hotell, myndigheter och på arbetsplatser. Från och med 2021 var bostäder den överlägset vanligaste laddningsplatsen. Hemladdningsstationer saknar vanligtvis användarautentisering och separat mätning och kan kräva en särskild krets. Vissa bärbara laddningskablar (EVSE) kan väggmonteras.

Offentliga laddstationer kan ta ut en avgift eller erbjuda gratis service baserat på statliga eller företagskampanjer. Avgifterna varierar från bostadspriser för el till många gånger högre, premien är vanligtvis för bekvämligheten av snabbare laddning. Fordon kan vanligtvis debiteras utan att ägaren är närvarande, så att ägaren kan delta i andra aktiviteter. Webbplatser inkluderar köpcentra, motorvägsstopp, transitstationer, regeringskontor, etc. Typiskt används AC Type1 / Type2 -kontakter . Mobil laddning innebär ett annat fordon som tar laddstationen till elfordonet, strömmen försörjs via en bränslegenerator (vanligtvis bensin eller diesel) eller ett stort batteri. Trådlös laddning använder induktiva laddningsmattor som laddas utan kabelanslutning och kan bäddas in i parkeringsbås eller till och med på vägar.

Relaterad teknik

Smarta elnät

Ett smart nät är ett nät som kan anpassa sig till förändrade förhållanden genom att begränsa tjänsten eller justera priserna. Vissa laddstationer kan kommunicera med nätet och aktivera laddning när förhållandena är optimala, till exempel när priserna är relativt låga. Vissa fordon tillåter föraren att styra laddning. Fordon-till-nät- scenarier gör att fordonsbatteriet kan leverera nätet under perioder med hög efterfrågan. Detta kräver kommunikation mellan nätet, laddstationen och fordonet. SAE International utvecklar relaterade standarder. Dessa inkluderar SAE J2847/1. ISO och IEC utvecklar liknande standarder som kallas ISO/IEC 15118.

Förnybar energi

Laddningsstationer är vanligtvis anslutna till nätet, som i de flesta jurisdiktioner är beroende av fossila kraftverk . Men förnybar energi kan användas för att minska användningen av grid energi. Nidec Industrial Solutions har ett system som kan drivas av antingen elnätet eller förnybara energikällor som PV. Under 2009 marknadsförde SolarCity sina solenergisystem för laddningsanläggningar. Företaget tillkännagav en enda demonstrationsstation i samarbete med RabobankHighway 101 mellan San Francisco och Los Angeles.

Flera Chevrolet Volts vid en laddstation som delvis drivs med solpaneler i Frankfort, Illinois .

E-Move laddningsstation är utrustad med åtta monokristallina solpaneler som kan leverera 1,76  kW solenergi.

År 2012 introducerade Urban Green Energy världens första vinddrivna laddningsstation för elbilar, Sanya SkyPump. Designen har ett  vindkraftverk med en vertikal axel på 4 kW i kombination med en GE WattStation.

År 2021 introducerade Nova Innovation världens första direktladdningsstation för tidvattenkraft. Världens första tidvattenenergidrivna EV -laddare lanserades på Shetland

Se även

Referenser

externa länkar