Очевидно, что «заправка» электромобиля отличается от заправки обычного авто бензином. На первый взгляд, кажется, что заряжать машину гораздо удобнее – вы возвращаетесь домой, тратите 2-3 секунды на подключение, продолжаете заниматься своими привычными делами и тратите 2-3 секунды на отключение, когда вам нужно куда-то ехать. Но если вы побеседуете с любителями экологичного транспорта, то многие скажут вам, что самой большой проблемой, сдерживающей приобретение таких автомобилей в Украине, является отсутствие достаточного количества общественных станций зарядки. В основном зарядка электрокара производится дома. Однако простое использование домашней розетки не зарядит вашу машину быстро.
Существуют стандартные электронные устройства для заряда электромобилей, регулируемые МЭК (Международная электротехническая комиссия). На сегодняшний день IEC 62196 выступает одним из основных международных стандартов. Он определяет главные характеристики, включая виды соединителей (штепсельные вилки, сетевые розетки, входы питания электрокара), режимы подзарядки током, настройки подключения и требования соблюдения норм и правил безопасности.
Mode 1 – это прямое пассивное подключение к электросети переменного тока. Подключение не требует дополнительных управляющих устройств. Простыми словами – это домашняя зарядка от стандартной розетки с простым удлинителем, без каких-либо мер безопасности.
Mode 2 – прямое подключение транспортного средства к сети питания переменным током, т.е. зарядка в домашних условиях от обычной розетки, но используя специальный кабель. Обычно он идет в комплекте с новым электромобилем. Этот кабель обеспечивает заземление, защиту от резкого перепада напряжения, температурную защиту. На сегодняшний день кабели Mode 2 гарантируют средний уровень безопасности и являются минимальной нормой для зарядки авто. Тем не менее, автопроизводители рекомендуют пользоваться кабелем только в редких случаях, например, дома у друзей, и настаивают на использовании режима Mode 3.
Mode 3 - это активное подключение электрокара к проводной зарядной станции переменного тока с заземлением и приборами управления, а также кабелем с дополнительными токопроводящими жилами. Домашнюю зарядную станцию можно обустроить в гараже. Зарядная станция режима Mode 3, как в общественных местах, так и дома дает возможность получать более высокий уровень энергии, чем в режиме Mode 2. Протоколы безопасности идентичны.
Mode 4 – подключение электротранспорта к проводной станции постоянного тока. Оборудование для обслуживания электромобилей является промежуточным звеном между источником питания и зарядным портом транспортного средства и, как правило, устанавливается на стене или специальной напольной подставке. Его роль заключается в том, чтобы подать постоянный ток в автомобиль безопасно и быстро. В зарядных станциях постоянного тока зарядное устройство является частью станции, а не части автомобиля.
Уровень зарядки характеризует показатель мощности зарядных устройств:
В случае, если вы приняли решение самостоятельно обустроить свой гараж станцией зарядки, следует внимательно отнестись классу пылевлагозащиты (IP) оборудования. Рекомендуется применение разъемов и розеток от IP65 и выше.
Лучше всего использовать так называемую «красную розетку» - трехфазную на 380В в сочетании с зарядным типа Mode 3, поскольку скорость зарядки электромобиля от домашней розетки на 220В может быть в несколько раз медленнее, чем от трехфазного разъема.
В настоящее время интернет-магазины изобилуют предложениями готовых комплектов для создания домашних зарядных станций. Такое оборудование обычно поставляются в двух вариантах для установки: устройства, которые крепятся на стену (обычно подвешиваются в гараже или подсобных помещениях) или зарядные, в виде небольшого столба для наземной установки на улице.
В их комплектацию входит, непосредственно зарядка, силовой кабель, подставка (с креплениями), защитный кожух, информационное табло и другие элементы (зависит от производителя). Многие зарядные станции являются универсальными и подходят для разных марок электромобилей. Если в качестве примера взять зарядное устройство GREENFUEL W32A, то его можно использовать и для компактного ситикара Smart, и для , и для гибридного седана Toyota Prius (все опции перечислены в характеристиках оборудования). Зарядные станции подобного типа уже есть в свободной продаже и в офлайн магазинах.
В какой-то момент покупка электромобиля может показаться для вас пугающим решением, учитывая особенности ее зарядки. Вот несколько способов избежать распространенных ошибок:
√
Разберитесь в мотивах покупки машины. Возможно, это фактор сокращения расходов на топливо и техническое обслуживание;√ Убедитесь в готовности электрической системы в том месте, где вы собираетесь установить зарядную станцию. Сила тока на этом участке должна соответствовать стандартам;
√ Узнайте, есть ли общественные зарядные станции вблизи вашей работы, учебы и местах, где вы больше всего проводите свое время;
√ Поинтересуйтесь, где находятся бесплатные зарядные устройства. В некоторых случаях автосалоны позволяют своим клиентам заряжать авто бесплатно;
√ Обратите внимание на удобное скоростное зарядное оборудование. Если такие станции расположены рядом с вашим домом, это может однажды пригодиться;
√ Узнайте, есть ли у вашего поставщика коммунальных услуг какие-либо программы для водителей электрокаров, снижающие плату за электроэнергию.
Разберем этот вопрос на основе Tesla Model S. В первую очередь, определяемся, где наш электромобиль будет находиться без движения самое продолжительное время. В основном, это ночью возле дома: вы спите – машина заряжается. И днем возле работы: пока вы занимаетесь делами.
Model S можно заряжать, не ожидая полной разрядки батареи до нуля, в любой момент автомобиль можно подключить к розетке для зарядки или дозарядки. Производитель рекомендует оставлять батарею подключенной для зарядки все время, пока вы не ездите. Поскольку она не имеет эффекта памяти, то не будет излишка зарядки, если вы оставите ее подключенной на длительное время. Оставлять батарею на зарядке важно зимой на лютом морозе. Тогда будет возможность включить климат-контроль и прогреть салон и батарею автомобиля от сети, не растрачивая на это энергию самой батареи.
Словом, у нас есть два места, где удобно заряжать батарею. Можно ли “протянуть переноску” из квартиры? Теоретически – да. Практически – нет. Во-первых, это опасно при плохой погоде в дождь или снег, во-вторых, зарядка от обычной розетки идет очень медленно. Чтобы нормально заряжать батарею электромобиля, нужно будет установить трехфазную “красную” розетку на месте парковки рядом с домом или работой – это первоочередная задача, об этом стоит позаботиться еще до покупки электромобиля.
Вольты, амперы и киловатты
Для начала – немного базовой информации про электрический ток. Емкость батареи электромобиля измеряется в киловатт-часах. В нашем случае емкость батареи составляет 85 кВтч. Теоретически она может отдать мощность в 85 кВт в течение одного часа или 85 часов отдавать мощность в 1 кВт. Для зарядки батареи нужно провести обратный процесс – подавать на нее 85 кВт в течение часа или 85 часов подавать 1 кВт. В реальности из-за потерь зарядка не всегда идет с одинаковой скоростью и показателями, но общий принцип такой.
Для быстрой зарядки нам понадобится мощное зарядное устройство с высокой пропускной способностью.
В обычной бытовой розетке номинальное напряжение 220 В и максимальная сила тока не больше 16 А. Умножаем напряжение на силу тока и получаем максимальную мощность потребления в 3,5 кВт.
Второй вариант розеток – трехфазные розетки с межфазным напряжением 380 В и напряжением каждой фазы 220 В. Такая розетка имеет те же 16 А тока, что с учетом трех фаз дает нам 220 В х 16 А х 3 = 10,5 кВт.
Чтобы установить трехфазную розетку в доме, вам необходимо будет сделать проект, согласование, проложить кабели, установить розетки. В каждом отдельном случае будет варьироваться срок, стоимость, доступность электрической мощности. Потому, прежде чем задуматься о покупке электромобиля, вам обязательно нужно понять для себя, как вы решите вопрос с зарядкой.
Для зарядки батареи электромобиля переменный ток сети превратится в постоянный при помощи зарядного оборудования, установленного внутри автомобиля. Базово в Tesla Model S установлено одно зарядное устройство мощностью 11 кВт, а дополнительно можно установить второе и получить мощность зарядки в 22 кВт.
В комплекте с машиной поставляется Mobile Connector – умный соединительный кабель. Для европейского рынка в комплекте есть два адаптера: один для обычной розетки и второй – для трехфазной.
В автомобиле располагается разъем зарядки Mennekes Type 2, главным преимуществом которого является возможность работать как с постоянным, так и с переменным током, в одно- или трехфазной сети. Также он существенно безопаснее обычных разъемов, поскольку процесс зарядки начинается лишь после того, как автомобиль с кабелем “договорятся” между собой про тип электрического тока и мощность зарядки.
Первая зарядка.
Когда мы разобрались с розетками и кабелями, можно приступать к зарядке. Открываем багажник, достаем Mobile Connector, вставляем в розетку. Индикатор загорается зеленым – все готов к зарядке. С противоположной стороны кабеля находится ручка с кнопкой и разъемом Type 2. Нажимаем кнопку на ручке, в задней фаре с водительской стороны открывается лючок, вставляем в него разъем, в фаре начинают мигать зеленым три светодиода – идет зарядка!
В салоне Tesla Model S на экране показывается напряжение сети, тип и сила тока. В процессе зарядки ток постепенно увеличивается, при этом идет контроль напряжения. Как только будет выявлено падение напряжения при увеличении мощности или его колебании, сила тока будет ограничена. Сработает защита от перегрузки сети. При зарядке от трехфазной розетки, на максимальных для этого типа розетки 16 А, зарядка будет идти на мощности 11 кВт. Полная зарядка от такой розетки будет длиться около 8 часов.
Скорость зарядки от обычной розетки будет в четыре раза медленнее, чем у трехфазной розетки, поскольку максимальная мощность в данном случае всего 3 кВт. А полная зарядка займет больше 33 часов. Кроме того, обычная розетка обязательно должна иметь заземление, иначе Mobile Connector моргнет четыре раза красным диодом, сигнализируя про отсутствие заземления, без которого процесс зарядки не начнется. Очень часто при монтажных работах или в старых электросетях можно встретить незаземленные или “зануленные” розетки.
Так что наличие розетки в стене еще не гарантирует возможность от нее зарядиться.
Если хотите заряжаться дома быстрее, чем это позволяет трехфазная розетка, нужно установить дополнительное зарядное оборудование High Power Wall Connector(HPWC). Или дополнительно установить в автомобиль второе зарядное устройство, к уже установленному ранее. В этом случае максимальная мощность зарядки будет 22 кВт, что позволить зарядить автомобиль полностью за 4 часа.
Впрочем, самая большая проблема с зарядкой на 22 кВт – это выделение соответствующей мощности. Если нет возможности получить в месте зарядки 22 кВт, дополнительное зарядное устройство в машину не будет смысла и заказывать. Чаще всего в дороге зарядка будет от обычной розетки (обязательное условие – наличие заземления) или трехфазной розетки. Даже если вдруг найдете розетку с мощностью 22 кВт, то 4 часа – для зарядки днем слишком много, а при зарядке ночью разница в 4 или 8 часов не будет иметь значения.
Как это ни странно, но в городе электрозаправки владельцу электромобиля не нужны. Запас хода составляет 300-350 км. Зимой в худшем случае он опускается до 200 км. Если у вас есть трехфазная розетка или HPWC, вечером вы ставите автомобиль на зарядку, а утром у вас всегда будет “полный бак”. В случае с обычной розеткой полной зарядки может и не получиться. Особенно зимой. Потому лучшая электрозаправка – это трехфазная розетка у вас дома.
Можно ли нормально эксплуатировать электромобиль, если у вас нет гаража или места на парковке? Без особых проблем, за исключением трех моментов – нужно найти и договориться, где ставить свой электромобиль на зарядку, долго ждать завершения зарядки, протирать кабель от пыли и грязи, прежде чем положить его назад в багажник.
Какие расходы
Расход энергии в электромобилях измеряется в ватт-часах на километр. С учетом того, что зарядное устройство не имеет КПД 100, а батарея в нормальном режиме, чтобы продолжить срок службы и иметь возможность пользоваться рекуперативным торможением, заряжается только до 90%, то полная зарядка батареи на 85 кВтч потребует около 100 кВтч. Если взять реальный, пессимистический запас хода в 300 км, то на каждые 100 км пробега расходуется около 30 кВтч.
В пересчете на деньги по тарифу на электроэнергию для физлиц, каждые 100 км обойдутся примерно в 18,90 грн.
О чем нужно помнить
Денис Цыпулев, заместитель директора департамента стандартизации бизнес-процессов компании МОЭСК
Подошел к вопросу системно: пришел в свое ТСЖ и сказал, что хочу заряжать свой электромобиль на нашем подземном паркинге. Но бюрократы так просто сдаваться не собирались. Завязалась официальная переписка. Их первый ответ был: «Заряжать нельзя - это опасно, потому что машина может взорваться». Я парировал: «Взрываться в ней нечему, в отличие от обычных машин, в баках которых по 60–80 л взрывоопасного бензина». Тогда ТСЖ выдвинуло другую версию: «В процессе зарядки электромобиль будет выделять серную кислоту - это тоже опасно». На что я ответил: «Испарения серной кислоты происходят при зарядке свинцовых аккумуляторов, которые, кстати, есть в любой машине, а вот в электромобилях литий-ионные аккумуляторы - они герметичны, и там нет никаких испарений, вот и сертификат соответствия безопасности на машину могу приложить». Тут крыть уже было нечем, но началась эпопея с самой розеткой.
Я попросил разрешения поставить мне счетчик, чтобы платить за потребленную электроэнергию, ТСЖ несколько месяцев придумывало технические условия и наконец выдало результат: «Вы ставите счетчик, но прокладываете к этому счетчику кабель от вводного распределительного устройства по стене. А поскольку кабель будет висеть на нашей стене - платите за аренду каждого метра».
Насчитали аж 15 тыс. руб. в месяц. На этом переговоры прервались, поскольку для меня потерялся смысл в обладании электромобилем: ведь одно из его преимуществ - это значительная экономия на топливе.
Выбора не оставалось: в подземном паркинге есть технические розетки, от такой я и начал заряжаться. В результате все-таки договорились следующим образом. Поскольку счетчик мне поставить не дали, то единственное, что можно посчитать, - километры. Машина проехала столько-то, в паспорте написано, что расход - 150 Вт/км. Заряжаюсь я на работе и дома пополам. В итоге за 2 года я заплатил 2400 руб.
Но есть и другой выход, я им в конце концов и воспользовался. Протянул от квартиры кабель (уже после моего квартирного счетчика) в паркинг по общедомовому стояку, обойдя аренду стены при помощи стандартного провода для бытовой проводки. Это электроэнергия от моей квартиры, за которую я плачу по счетчику. Все законно. И главное - никакой дополнительной мощности дому для этого не требуется.
Однако не всегда есть возможность протянуть кабель из квартиры. Иногда в подземном паркинге нет кабель-каналов в стояках, а иногда нет и самого подземного паркинга, а только стоянка на улице. Это заставило меня задуматься над более универсальным решением.
Так мой опыт положил начало разработке типового проектного решения подключения зарядных станций для многоквартирных домов.
Как известно, мощность на дом выделяется в расчете на максимальное потребление, плюс еще закладывается резерв в 10–20%. То есть даже в моменты пикового потребления вся выделенная мощность не используется на 100%. Эта система позволяет подключать сколько угодно станций для зарядки электромобилей или обычных розеток. Подключают не к конкретной квартире, а к вводному распределительному устройству, уже после общедомового счетчика. Само присоединение осуществляется отдельной линией, выделенной только на нужды зарядки с отдельным счетчиком на каждую зарядку. Подключение производится через промежуточное устройство, которое называется «приоритезатор нагрузки». Его функция - измерять ток в сети дома. Если протекающий ток превышает максимальное значение (которое задается примерно на 10% меньше максимальной мощности, выделенной на дом), устройство автоматически производит отключение питания зарядных станций или розеток. Как только значение тока падает до нижней заданной границы, то есть дом начинает потреблять меньше электроэнергии, устройство автоматически подключает обратно питание зарядных станций и зарядка продолжается. Таким образом, если в доме есть излишек энергии, его пускают на зарядку электромобилей, если мощности не хватает, то на период перегрузки зарядка приостанавливается.
Итак, может ли обычный житель многоквартирного дома обеспечить себе розетку для электромобиля? Да, может.
Для этого нужно произвести три действия.
Первое: написать заявление в управляющую компанию или ТСЖ с просьбой организовать вам технический учет на месте вашей стоянки.
Второе: вы можете предложить вашей УК типовое проектное решение, разработанное и согласованное компанией МОЭСК, по подключению зарядной инфраструктуры к сетям многоквартирного жилого дома. Техническое решение предусматривает возможность без увеличения мощности (и следовательно без дополнительных затрат) обеспечить зарядку в те моменты, когда полная мощность дома не востребована - как правило, это 99,9% времени.
Третье: техническую часть реализует ТСЖ или же любая компания, имеющая лицензию на проведение таких работ. Абсолютно очевидно, что владельцу электромобиля придется побороться - и с бюрократическим аппаратом ТСЖ, и с консерватизмом главных инженеров управляющих компаний.
Все эти действия стоят того, ведь и в электромобили на российских дорогах мало кто верил, однако на улицах их становится все больше.
Емкость батареи любого электромобиля измеряется в киловатт-часах (кВт·ч) . Например, у Tesla Model X P100D соответствующий показатель равен 100 кВт·ч. То есть ее батарея способна выдавать мощность в 100 кВт в течение одного часа или 1 кВт в течение ста часов.
Если электромобиль заряжается на общественных станциях, стоимость зависит от тарифов конкретной зарядки. Как правило, цена за один киловатт выше «домашней» зарядки на 2-3 рубля.
