Одним из первых и наиболее важных решений, с которыми сталкивается каждый при планировании инфраструктуры зарядки электромобилей, является выбор между зарядными устройствами уровня 2 и быстрыми зарядными устройствами постоянного тока. Эти два типа зарядных устройств служат принципиально разным целям, имеют совершенно разные затраты и требования к установке и подходят для разных случаев использования. Правильный выбор имеет важное значение для получения максимальной отдачи от инвестиций в зарядку.
Независимо от того, являетесь ли вы управляющим недвижимостью, владельцем бизнеса, директором объекта или менеджером автопарка, это руководство предоставит вам информацию, необходимую для принятия обоснованного решения по одному из наиболее важных аспектов вашего проекта зарядки электромобиля.
Как работают устройства быстрой зарядки уровня 2 и постоянного тока
Зарядка переменного тока уровня 2
Для зарядки уровня 2 используется переменный ток (AC) большей мощности, чем в стандартных бытовых розетках. В большинстве стран мира зарядка уровня 2 работает при однофазном напряжении 240 В или трехфазном напряжении 400 В, при этом уровни мощности обычно варьируются от 3,7 до 22 кВт на разъем.
В отношении зарядки уровня 2 важно понимать, что фактическое преобразование переменного тока в постоянный (что и требуется аккумулятору) происходит внутри автомобиля с использованием бортового зарядного устройства автомобиля (OBC). Зарядное устройство на стене, часто называемое оборудованием для электромобилей (EVSE), по сути, обеспечивает безопасное переключение источника питания переменного тока для автомобиля, а также функции связи и безопасности. Сам по себе он не выполняет никакого преобразования энергии.
Зарядные устройства уровня 2 выпускаются во многих форм-факторах: от компактных настенных устройств до двойных зарядных станций, монтируемых на подставке. Большинство коммерческих зарядных устройств уровня 2 представляют собой интеллектуальные зарядные устройства, подключаемые к сети, с такими функциями, как управление нагрузкой, контроль доступа, выставление счетов и удаленный мониторинг.
Быстрая зарядка постоянного тока
Быстрая зарядка постоянным током работает по-другому. Вместо подачи переменного тока на бортовое зарядное устройство автомобиля устройства быстрой зарядки постоянного тока преобразуют переменный ток в постоянный ток непосредственно внутри зарядного устройства и подают его непосредственно в аккумулятор автомобиля, минуя бортовое зарядное устройство.
Сравнение скорости зарядки
Миль за час зарядки
Полезным способом сравнения скорости зарядки является добавление миль пробега за час зарядки. Этот показатель учитывает как мощность зарядного устройства, так и эффективность автомобиля.
Для типичного электромобиля, расходующего примерно 3-4 мили на кВтч:
- Уровень 2 при 7 кВт: дальность полета ~ 21–28 миль в час.
- Уровень 2 при 11 кВт: дальность полета ~33–44 миль в час.
- Уровень 2 при 22 кВт: запас хода ~66–88 миль в час (если автомобиль поддерживает зарядку 22 кВт)
- Быстрый постоянный ток при 150 кВт: дальность действия ~ 450–600 миль в час (при максимальной скорости зарядки)
- Быстрый постоянный ток при 350 кВт: дальность ~ 1050–1400 миль в час (на пике, для транспортных средств, которые могут принять эту мощность)
Для большинства электромобилей зарядка уровня 2 может значительно увеличить запас хода — 20–40+ миль в час достаточно, чтобы восполнить обычный дневной пробег за несколько часов. Но для быстрого увеличения запаса хода на сотни миль во время остановки в дороге необходима быстрая зарядка постоянным током.
Типичная продолжительность сеанса зарядки
Еще один способ сравнить уровень 2 с быстрым зарядным устройством постоянного тока — оценить типичную продолжительность сеанса для различных вариантов использования:
- Ночная домашняя зарядка (8–10 часов): Уровень 2 при мощности 7–11 кВт более чем достаточен для полной зарядки любого электромобиля за ночь. В этом случае быстрая зарядка постоянным током не является необходимой (и неоправданно дорогой).
- Зарядка на рабочем месте (6–8 часов): Уровень 2 при мощности 7–11 кВт достаточен для ежедневной зарядки большинства сотрудников, поскольку большинство людей не используют весь запас заряда батареи за день в пути.
- Розничная торговля/остановка на 30–60 минут: Уровень 2 добавляет запас хода на 10–45 миль за остановку на 30–60 минут, что может быть полезно для пополнения запасов, но недостаточно для полной зарядки. Быстрая зарядка постоянным током может увеличить пробег на 100–250+ миль за то же время.
Сравнение затрат
Первоначальная стоимость оборудования
Самая существенная разница между устройствами быстрой зарядки уровня 2 и устройствами быстрой зарядки постоянного тока — это стоимость. Зарядные устройства уровня 2 относительно недороги, тогда как быстрые зарядные устройства постоянного тока требуют значительных капиталовложений.
Быстрые зарядные устройства постоянного тока значительно дороже: обычно от 15 000 до 150 000 и более долларов за единицу в зависимости от номинальной мощности и конфигурации. Быстрое зарядное устройство постоянного тока на 50 кВт может стоить 15 000–30 000 долларов, устройство на 150 кВт может стоить 30 000–80 000 долларов, а зарядное устройство высокой мощности на 350 кВт может стоить 80 000–150 000 долларов или больше. Модульная силовая электроника, системы охлаждения, прочный корпус и сложные элементы управления увеличивают стоимость.
Это примерно 10-50-кратная разница в стоимости оборудования между уровнем 2 и быстрой зарядкой постоянным током — единственный наиболее важный фактор при принятии большинства инвестиционных решений по зарядке.
Стоимость установки
Затраты на установку также существенно различаются, хотя разрыв меньше, чем на оборудование, поскольку большое влияние оказывают факторы, специфичные для конкретного объекта (расстояние до электросети, условия на объекте и т. д.).
Установка быстрого зарядного устройства постоянного тока обходится намного дороже, часто от 20 000 до 100 000 долларов и более за единицу (иногда превышая стоимость самого оборудования). Электрические требования существенно выше — один DCFC мощностью 150 кВт потребляет более 200 ампер при трехфазном напряжении 480 В, и многие установки состоят из нескольких блоков. Установка часто требует модернизации обслуживания, модернизации трансформаторов, нового распределительного оборудования и значительных электромонтажных работ. Структурные работы (фундаменты, столбы, опоры навеса) также увеличивают стоимость.
Требования к установке и инфраструктуре
Электрическая мощность
Требования к электрической мощности являются основным фактором при выборе типа зарядного устройства для электромобилей. У устройств быстрой зарядки уровня 2 и постоянного тока совершенно разные электрические требования.
Одно зарядное устройство уровня 2 обычно потребляет ток 16–80 А при напряжении 208–240 В (однофазное или трехфазное). Многие коммерческие здания имеют достаточную запасную электрическую мощность для нескольких зарядных устройств уровня 2 без серьезной модернизации. Благодаря управлению нагрузкой к одной электросети можно подключить еще больше зарядных устройств.
Требования к физическому пространству и месту размещения
Зарядные устройства уровня 2 компактны — большинство из них монтируются на стене или на небольших подставках, которые занимают очень мало места. Их можно устанавливать на существующих стенах, колоннах или небольших столбиках на парковках. Никаких специальных фундаментных или структурных работ обычно не требуется, кроме монтажа оборудования.
Для концентраторов быстрой зарядки постоянного тока с несколькими устройствами требования к пространству еще более значительны. Шкафы питания, диспенсеры, системы охлаждения и электрическая инфраструктура занимают много места. Планирование надлежащего доступа и движения транспортных средств также важно.
Сеть и подключение
Устройства быстрой зарядки уровня 2 и постоянного тока в коммерческих условиях обычно представляют собой интеллектуальные зарядные устройства, подключаемые к сети. Требования к подключению аналогичны — подключение к сети зарядки по Wi-Fi, сотовой сети или Ethernet.
Быстрые зарядные устройства постоянного тока могут иметь несколько более строгие требования к подключению, поскольку они обрабатывают больше данных и более сложное управление сеансами зарядки. Но на практике оба типа зарядных устройств используют схожие технологии связи и имеют схожие потребности в подключении.
Варианты использования: какой тип зарядного устройства подходит
Жилые и многоквартирные дома
Для многоквартирных домов, кондоминиумов и других многоквартирных жилых домов ситуация более сложная. Зарядные устройства уровня 2 являются основным решением для общей парковки, поскольку они доступны по цене и подходят для зарядки в течение ночи или в течение всего дня. В некоторых более крупных проектах также может быть установлено несколько быстрых зарядных устройств постоянного тока для удобства посетителей и быстрого пополнения баланса, но уровень 2 остается основным решением для зарядки на месте. Если вы посмотрите на полную картину при сравнении быстрых зарядных устройств уровня 2 и постоянного тока, правильный выбор будет зависеть от того, как будут использоваться зарядные устройства, кто будет их использовать, а также от вашего бюджета и сроков.
Зарядка на рабочем месте
На некоторых рабочих местах добавляют небольшое количество быстрых зарядных устройств постоянного тока для посетителей, сотрудников, которым необходимо пораньше уйти на выездные встречи, или для транспортных средств. Но основным решением для зарядки на рабочем месте является уровень 2.
Розничная торговля, гостиничный бизнес и взимание платы за пункты назначения
Для торговых центров, ресторанов, отелей и других мест, где водители паркуются на срок от 30 минут до нескольких часов, выбор более сложен и зависит от времени ожидания.
Многие пункты назначения лучше всего обслуживаются сочетанием: большее количество зарядных устройств уровня 2 для посетителей, останавливающихся на длительный срок, плюс несколько быстрых зарядных устройств постоянного тока для быстрой подзарядки и тех, кому нужен больший запас хода быстрее.
Быстрая зарядка на шоссе и в общественных местах
Станции быстрой зарядки на шоссе обычно представляют собой устройства быстрой зарядки постоянного тока мощностью 50–350 кВт с несколькими заправочными станциями в каждом месте. Это основа междугородной сети зарядки, которая делает возможными поездки на электромобилях на дальние расстояния.
Зарядка флота и депо
Для эксплуатации автопарка правильный тип зарядного устройства зависит от рабочего цикла автопарка:
- Автопарки, возвращающиеся на базу с длительным временем простоя (фургоны для доставки, автобусы, которые возвращаются в депо ночью): зарядка уровня 2 обычно является наиболее экономически эффективным решением. Транспортные средства заряжаются в течение ночи, когда затраты на электроэнергию низкие, и более низкая скорость не имеет значения, когда автомобиль будет припаркован более 8 часов.
- Автопарки с требованиями быстрого обслуживания (такси, такси, транспортные средства доставки, работающие в несколько смен): быстрая зарядка постоянным током необходима для быстрой зарядки аккумуляторов между сменами или в течение рабочего дня.
- Смешанные рабочие циклы. Многие автопарки используют комбинацию — уровень 2 для зарядки в ночное время плюс несколько устройств быстрой зарядки постоянного тока для возможности подзарядки в течение дня.
Зарядка автопарка — это одна из областей, где для принятия правильного выбора необходим подробный анализ рабочих циклов и эксплуатационных требований. Зарядное устройство, которое работает быстрее, чем необходимо, приводит к потере денег, а слишком медленное влияет на работу.
Надежность и обслуживание
Уровень надежности зарядного устройства 2
Общие проблемы уровня 2 включают в себя:
- Износ разъема и кабеля в результате частого использования
- Отключения при замыкании на землю
- Проблемы с подключением/сетью
- Реле или контактор со временем изнашиваются. Прежде чем совершать покупку, стоит проконсультироваться с руководством по покупке коммерческого зарядного устройства для электромобилей или напрямую сотрудничать с опытным поставщиком, таким как Sennan Electric, чтобы убедиться, что вы выбрали правильное оборудование для ваших конкретных потребностей.
Срок службы большинства зарядных устройств уровня 2 составляет 7–10+ лет при правильном обслуживании. Ежегодные затраты на техническое обслуживание обычно составляют небольшую часть первоначальной покупной цены.
Надежность быстрого зарядного устройства постоянного тока
Устройства быстрой зарядки постоянного тока более сложны и, следовательно, имеют больше потенциальных точек отказа. Отраслевые данные неизменно показывают, что устройства быстрой зарядки постоянного тока имеют более низкий уровень безотказной работы, чем зарядные устройства уровня 2, хотя этот показатель значительно зависит от производителя, возраста и качества обслуживания.
Правильное техническое обслуживание для устройств быстрой зарядки постоянного тока даже более важно, чем для устройств Уровня 2. Регулярное профилактическое обслуживание — замена фильтров, обслуживание системы охлаждения, электрические проверки, обновления программного обеспечения — оказывает существенное влияние на время безотказной работы и срок службы.
Принятие решения: основа
Шаг 1. Определите свои цели и пользователей
Начните с четкого понимания того, почему вы устанавливаете зарядку и для кого она предназначена. Просить:
- Кто будет использовать зарядные устройства? (Сотрудники, клиенты, посетители, транспортные средства, широкая общественность?)
- Какую проблему вы решаете? (Награды для сотрудников, привлечение клиентов, эксплуатация автопарка, соблюдение требований, доход?)
- Каков ожидаемый объем использования? (Сколько машин в день, как долго они будут стоять?)
Шаг 2: Оцените время задержки
Шаг 3: Оцените бюджет и электрическую мощность
Если бюджет или электрическая мощность ограничены, обычно правильным подходом является начало зарядки уровня 2 и планирование добавления быстрой зарядки постоянным током позже. Уровень 2 теперь дает вам работающее решение для зарядки по более низкой цене, и вы можете расширяться по мере роста спроса и появления свободных мощностей.
Шаг 4: Рассмотрите будущий рост
По возможности планируйте будущее расширение. Установите дополнительный кабелепровод, зарезервируйте емкость панели и рассмотрите возможность управления нагрузкой для поддержки большего количества зарядных устройств в существующей электросети. Гораздо дешевле подготовиться к расширению сейчас, чем проводить модернизацию позже.
Шаг 5. Если вы не уверены, начните с пилотного проекта
Если вы все еще не уверены, начните с малого. Установите несколько зарядных устройств (уровня 2 или смеси уровня 2 и быстрого постоянного тока) и посмотрите, как они будут использоваться. Соберите данные об использовании, отзывах пользователей и влиянии на эксплуатацию. Используйте то, что вы узнаете, для более крупных инвестиций позже.
