211service.com
Czy szybkie ładowanie sprawi, że pojazdy elektryczne będą praktyczne?
Naładowanie samochodu elektrycznego może zająć godziny, a nawet dni. To jeden z powodów, dla których GM dodał zapasowy generator zasilany gazem do swojego samochodu elektrycznego, Volta. Inną opcją jest szybka ładowarka DC, która pozwoliłaby samochodom naładować do 80 procent pojemności akumulatora w zaledwie pół godziny.
Pierwsza stacja szybkiego ładowania DC Tesla Motors, w połowie drogi między San Francisco a Los Angeles, pozwoli kierowcom zwiększyć zasięg 150 mil do swoich samochodów elektrycznych w ciągu pół godziny – pod warunkiem, że mają jeden z droższych pakietów akumulatorów. Dodanie tych mil zajęłoby zwykle od kilku godzin do ponad jednego dnia, w zależności od rozmiaru baterii i tego, czy używane jest zwykłe gniazdko, czy o wyższym napięciu.
Jednak wpływ takich stacji ładowania będzie ograniczony ze względu na ich wysoki koszt oraz fakt, że szybkie ładowanie nadal trwa znacznie dłużej niż napełnienie baku. Pojazdy konwencjonalne pozostaną najlepszą opcją dla osób, które regularnie jeżdżą na długich dystansach; a ci, którzy kupują pojazdy elektryczne na dojazdy, nie będą potrzebować szybkich ładowarek — mogą ładować w nocy w domu lub w ciągu dnia w pracy.
Przynajmniej na razie największą barierą dla wprowadzenia pojazdów elektrycznych jest po prostu wysoki koszt samochodów, które mogą kosztować dwa razy więcej niż porównywalne pojazdy napędzane gazem.
Większość pojazdów elektrycznych nie wymaga żadnego specjalnego sprzętu do ładowania. Są wyposażone w wbudowane ładowarki, które konwertują prąd przemienny ze zwykłych gniazdek ściennych na prąd stały potrzebny do akumulatora. Ale ładowanie z konwencjonalnego gniazdka 120 V jest powolne. Naładowanie Nissana Leaf w ten sposób zajmuje prawie cały dzień, a naładowanie wersji Tesli Model S o zasięgu 300 mil zajmuje prawie trzy dni. Właściciele pojazdów elektrycznych często instalują w swoich garażach specjalne złącza 240 V, aby skrócić czas ładowania do kilku godzin – a prawie wszystkie publiczne stacje ładowania ładują się w tym tempie.
Szybkie ładowarki prądu stałego omijają pokładową ładowarkę pojazdu — przekształcają prąd z sieci na prąd stały na zewnątrz samochodu — i dostarczają energię elektryczną bezpośrednio do akumulatora z większą szybkością, niż pozwalałyby na to ładowarki pokładowe. Łącze komunikacyjne wbudowane w przewód ładujący umożliwia systemowi zarządzania akumulatorem samochodu kontrolowanie szybkości ładowania, aby uniknąć uszkodzenia akumulatora. System na przykład spowolni ładowanie, jeśli akumulator się przegrzeje lub zazwyczaj przestanie ładować, gdy osiągnie 80 procent pojemności.
Pojemność ładowania szybkich ładowarek DC jest różna. Niektóre dostarczają tylko 20 kilowatów, ale niektóre eksperymentalne ładowarki dostarczają znacznie ponad 100 kilowatów (dla porównania, większość gniazd 240-woltowych dostarcza 3,3 kilowata). Ładowarka o mocy 50 kilowatów w zupełności wystarczy, aby w ciągu pół godziny naładować Nissana Leaf do 80% pojemności (ma akumulator o pojemności 24 kilowatogodzin i zasięg poniżej 100 mil). Czasy ładowania będą się znacznie różnić w zależności od temperatury na zewnątrz dla Leaf, ale mniej w przypadku innych samochodów, które mają lepsze systemy chłodzenia akumulatorów (patrz Czy akumulatory chłodzone powietrzem szkodzą gamie Nissan Leaf? ). Ale standardy dla szybkich ładowarek DC ewoluują – nie wszystkie pojazdy elektryczne mają gniazda szybkiego ładowania (na przykład Volt GM takiego nie ma), a do tych, które mają, mogą być wymagane adaptery. Do tej pory w Stanach Zjednoczonych zainstalowano zaledwie kilkaset.
Koszt technologii może okazać się główną przeszkodą. Sprzęt może kosztować dziesiątki tysięcy dolarów, a koszty instalacji mogą być trzykrotnie wyższe niż koszty sprzętu, co w niektórych przypadkach daje sumę ponad 100 000 USD. Ecototality, który zainstalował 7000 konwencjonalnych, nieszybkich stacji ładowania, współpracuje z Departamentem Energii USA, aby zbadać, czy kierowcy będą używać stacji szybkiego ładowania na tyle, aby właściciele stacji mogli odzyskać koszty kapitałowe.
Innym wyzwaniem jest fakt, że przedsiębiorstwa użyteczności publicznej często pobierają wysoką opłatę miesięcznie z powodu dużego obciążenia, jakie te ładowarki mogą wprowadzać do sieci, mówi Arindam Maitra, starszy kierownik projektu w Instytut Badawczy Energetyki . Właściciele szybkich ładowarek będą musieli uiścić tę opłatę, nawet jeśli nikt ze stacji nie będzie korzystał. Co najmniej jeden system szybkiego ładowania prądem stałym kosztuje 7 USD za ładowanie, co jest droższe niż zakup benzyny o takim samym zasięgu w konwencjonalnym samochodzie.
Istnieją również powody, aby wątpić, że właściciele pojazdów elektrycznych będą regularnie korzystać z szybkich ładowarek. Większość kierowców w USA przejeżdża mniej niż 100 mil dziennie, a ci, którzy muszą podróżować dalej, mogą uważać pojazdy elektryczne za niewygodne, nawet przy szybkim ładowaniu. Większość pojazdów elektrycznych dostępnych obecnie na rynku i pojawiających się w ciągu najbliższych kilku miesięcy pokonuje na jednym ładowaniu mniej niż 100 mil. A samochody o większym zasięgu, takie jak Tesla Model S – który kosztuje 88 000 dolarów za 300-milową wersję – są poza przedziałem cenowym większości kierowców (patrz Czy Tesla przetrwa?).
Jeśli koszty baterii znacznie spadną, a 300-milowe pojazdy elektryczne staną się normą, szybkie ładowarki zlokalizowane między miastami takimi jak Los Angeles i San Francisco oraz Bostonem i Nowym Jorkiem mogą być atrakcyjne. Pasquale Romano, dyrektor generalny Chargepoint, który zainstalował sieć około 10 000 konwencjonalnych stacji ładowania i zaczyna dodawać szybkie ładowarki, mówi: Szybkie ładowanie prądem stałym jest bardzo ważne przy ładowaniu długodystansowym i okazjonalnym ładowaniu awaryjnym. Jeździłbyś kilka godzin, a podczas ładowania zatrzymał się i zjadł lunch. Są potrzebne, aby ekosystem działał.
Ale Romano nie widzi, żeby tak szybkie ładowarki stały się powszechne. Nie będzie to świat, w którym wszędzie jest prąd stały, a ty wymieniłeś stacje benzynowe, mówi, dodając, że większość ładowania będzie odbywać się w domu lub na 240-woltowych stacjach ładowania w mieście.
Szefowa rozwoju infrastruktury pojazdów elektrycznych w GM, Britta Gross, uważa, że 30 minut to nadal zbyt długo, aby czekać na podróż. Amerykanie są bardzo wrażliwi na czas, mówi. GM Volt nie wymaga szybkiego ładowania podczas długich podróży — po prostu wykorzystuje pokładowy generator benzynowy, aby zwiększyć zasięg o około 300 mil (patrz Teardown ujawnia niezwykłą złożoność Chevroleta Volt). Jednak nadchodzący Spark EV GM nie będzie miał generatora benzynowego, który poszerzyłby jego zasięg.
Jeśli chodzi o przyjęcie tych pojazdów, mówi Gross, priorytetem jest posiadanie niedrogich 240-woltowych stacji ładujących w domach, a następnie podobnych stacji w miejscach pracy dla osób, które nie mają garaży w domu, z których obie pozwalają na elektryczność. pojazdy do gry na siłę — krótkie dojazdy. Uważa, że szybkie ładowarki prądu stałego mogą stanowić niszę rynkową dla tych, którzy mieszkają w miastach i nie mogą ładować w domu lub w pracy. Mogli korzystać z samochodów do dojazdów, ładując się co kilka dni podczas lunchu.
Garrett Beauregard, starszy wiceprezes ds. inżynierii w Ecotality, martwi się innym problemem: zbyt szybkim budowaniem zbyt wielu stacji ładowania, konwencjonalnych lub innych. Przeludnienie jest złe. Niektórzy sprzeciwiają się zachętom, które umożliwiły instalowanie ładowarek, mówi. Nie chcemy, aby ludzie wskazywali i mówili, ile te rzeczy kosztują, a nie były używane od sześciu miesięcy?