Jak naładować elektryka? – nie taki diabeł straszny

Skoro wiemy już, że w instalacji elektrycznej płynie prąd zmienny, ale baterie samochodów elektrycznych korzystają z prądu stałego, to możemy wytłumaczyć pojęcie ładowarki. Ładowarka to nic innego jak urządzenie zmieniające prąd zmienny w stały. Dodatkowo ładowarka dopasowuje prąd tak, aby ten był, jak najlepiej przyswajany przez akumulator. Ponieważ drogie i skomplikowane akumulatory motoryzacyjne ładują się szybciej i bezpieczniej przy użyciu ładowarek dostosowanych do konkretnej baterii, to takie konwertery są instalowane bezpośrednio we wszystkich pojazdach. Czym więc jest urządzenie, do którego podłączamy samochód? Tzw. „słupek” albo „wallbox” to nic innego jak ogromny ekwiwalent gniazdka w ścianie. Fachowo określa się je jako Electric Vehicle Service Equipment (EVSE), czyli „urządzenie do obsługi pojazdów elektrycznych”. Takie urządzenie nie tylko przekazuje energię elektryczną. Służy również jako interfejs elektroniczny oraz swego rodzaju bezpiecznik.

Standardy ładowania… i import Tesli

Na świecie istnieją cztery główne typy gniazd ładowania i pochodzą z różnych regionów świata. Najwięcej, bo aż dwa typy, mają korzenie w Ameryce Północnej. Pierwszy z nich o Typ 1 znany również pod “romantyczną” nazwą J1772. Drugi to zaprojektowane przez Teslę gniazdo Supercharger – takie złącze mają wszystkie Tesle sprzedawane w USA, ale już amerykańskie elektryki na rynek europejski mają gniazdo Typ 2. To właśnie taki rodzaj połączenia jest najbardziej popularny na starym kontynencie, gdzie znany jest również jako Mennekes – od nazwy firmy, która je wymyśliła. Inny rodzaj wtyku Tesli to jeden z głównych powodów, dlaczego importowane z USA egzemplarze nie mogą korzystać ze stacji Supercharger po tej stronie oceanu. Czwarty typ to IEC 62196 Typ 4 CHAdeMO. To standard o azjatyckim pochodzeniu – nazwa CHAdeMO ma kilka rozwinięć. Jedno z nich to angielskie„CHArge to MOve”, czyli ładuj, żeby się poruszać. Inne to „O CHA DEMO ikaga desuka”, czyli japońsku „Napijmy się herbaty, gdy się ładuje”.

Typ 1 – J1772

Typ 1 to standard obowiązujący w USA i umożliwia ładowanie mocą do maksymalnie 19,2 kW. Tego typu gniazdo dostarcza wyłącznie prąd zmienny (AC), jedno- lub dwufazowy. Po podniesieniu napięcia, Typ 1 może dostarczać moc wynoszącą nawet 80 kW.

Typ 2 – Mennekes

Typ 2 został w 2013 roku wybrany na oficjalny standard ładowania na terenie UE. Stosują go wszystkie nowe auta sprzedawane na terenie wspólnoty. W zależności od wykorzystania bolcy samochód ładowany z takim gniazdem może być napełniany prądem przemiennym lub stałym, ale jedynym producentem masowo wykorzystującym ładowanie prądem stałym w standardzie Typ 2 jest Tesla w europejskich Superchargerach.

CSS

Żeby sprawę dodatkowo skomplikować Typ 1 i Typ 2 występują w dwóch formach. Standardowej oraz wzbogaconej o dwa dodatkowe bolce. Dlaczego? Odpowiedź ponownie tkwi w dwóch typach prądu. Żeby przyśpieszyć proces ładowania, to samochód można zaopatrywać bezpośrednio w prąd stały z pominięciem konwertera. Ten rodzaj prądu ma większe możliwości przesyłowe, a pominięcie urządzenia na pokładzie samochodu sprawia, że ładowanie jest wydajniejsze. Aby jednak bezpiecznie dostarczyć taki prąd do akumulatora, konieczne jest wzmocnienie przewodu i w tym celu rolę kabla przesyłowego przejmuje dodatkowy  wtyk z dwoma pinami. Taki układ nazywa się CSS Combined Charging System (złożony system ładowania). Obecnie to właśnie Typ 1 CSS i Typ 2 CSS są najpopularniejszymi gniazdami montowanymi w nowych samochodach na świecie.

CHAdeMO

CHAdeMO, jako jeden z niewielu wtyków umożliwia ładowanie jedynie prądem stałym. Za jego popularność odpowiedzialny jest Nissan Leaf. Standard pozwala na przesył prądu o mocy do 62,5 kilowata. Istnieje również ulepszony standard CHAdeMO, który pozwala na dostarczenie prądu stałego o mocy sięgającej 400 kW.

Tesla

Amerykańska firma ma najbardziej eleganckie złącze ładowania ze wszystkich. Jest to opatentowany system wraz z komunikacją danych w smukłej, eleganckiej obudowie. Własne złącze Tesli to rodzaj ładowarki, którego nie znajdziemy w żadnym kablu publicznej ładowarki – firma ma pełną ochronę patentową tego standardu. Nie dotyczy to Europy, gdzie ładowarki mają złącza Typu 2 – jest to wymóg prawny ze względu na regulacje unijne. Niekompatybilność z Sueerchargerami sprawia, że import amerykańskich Tesli jest nieopłacalny. Podobno za pomocą przejściówki Tesla z USA może być ładowana z gniazda CHAdeMO.

Jak naładować elektryka?

Czy to wszystko brzmi skomplikowanie? Na szczęście kupując nowy samochód elektryczny w Polsce zostaniemy wyposażeni w podstawowe przewody oraz informacje o tym, jak z nich korzystać. Ponadto praktycznie każdy producent samochodów elektrycznych ma w swojej ofercie ładowarki do użytku domowego. Takie urządzenia w Europie mają gniazdo Typu 2 i potrafią naładować większość samochodów w ciągu 8-10 godzin. Koszt takiego urządzenia waha się od 2 do 6 tys. zł. plus koszty instalacji.

Przezorny zawsze ubezpieczony

Niestety to co dostarczają producenci nowych aut nie wystarczy do podłączenia się w każdym z liczącym ponad 1200 punktów polskiej sieci ładowarek. Żeby bezpiecznie podróżować po naszym kraju Nissanem Leaf pierwszej generacji redaktor kanału „na prąd po Polsce” korzysta z aż 7 przewodów/przejściówek/ładowarek. Większość samochodów dysponuje bateriami o pojemności od 50 do 100 kWh, a ładowarki prądu DC w naszym kraju potrafią „pompować” 50 kWh energii w ciągu godziny. Oznacza to, że teoretycznie praktycznie każde auto naładujemy w czasie mniej więcej dwóch godzin. W praktyce ogniwa baterii tracą zdolność absorbowania energii w miarę zapełniania się. Właśnie dlatego ładowanie samochodów do poziomu powyżej 80-90% naładowania jest czasochłonne i niezdrowe dla akumulatorów. Magazyny energii w elektrykach źle znoszą też pełne rozładowanie – dlatego można przyjąć, że na co dzień powinniśmy wykorzystywać prąd w zakresie od 20% do 80% naładowania.