Sähköautot tarvitsevat virtalähteen akkujensa lataamiseen. Ilman tätä virtalähdettä ne rajoittuisivat tason 1 lataukseen, mikä rasittaisi heidän akkujaan ja samalla heikentäisi niiden polttoainetaloutta ja AER:ää. Onneksi on olemassa off-board-laturi, jolla voidaan muuntaa verkkovirtaa tasavirtalähteeksi. Tämän tyyppistä laturia voidaan käyttää sähköautojen lataamiseen kaikkialla maailmassa, ja se pystyy tarjoamaan erittäin nopean latauksen.
Tason 1 lataus rasittaa PHEV-akkuja
EV-akut kuluvat kohtuullisesti ajan myötä. Useimmat ajoneuvot osoittavat vaatimatonta kapasiteetin menetystä. Joissakin ajoneuvoissa on korkeampi huononemisaste kuin toisissa. Laskunopeus vaihtelee ajoneuvomallin ja latausolosuhteiden mukaan.
Esimerkiksi sähköauto, jonka toimintasäde on 250 mailia, menettää noin neljä mailia joka vuosi. Sähköauto, jonka toimintasäde on 300 mailia, menettää noin kaksi mailia vuodessa. Keskimääräinen akun kulumisaste kaikissa ajoneuvoissa on 2,3 prosenttia vuodessa. Paljon käytettyjen sähköautojen lasku on kuitenkin pienempi.
Useimmissa sähköautoissa on akunhallintajärjestelmä, joka auttaa vähentämään tasavirtapikalatauksen negatiivisia vaikutuksia. Nämä järjestelmät koskevat kuitenkin vain akkuja, jotka eivät ole lähes täynnä.
Toinen tapa vähentää akun heikentymisen vaikutusta on pitää akun SOC 20-80 prosentissa. Joillakin sähköautoilla on mahdollisuus lopettaa lataaminen 100-prosenttisesti tietyksi ajaksi.
Yleensä tason 2 laturi voi ladata sähköauton neljä kertaa nopeammin kuin tason 1 laturi. Tason 2 laturi voi myös tarjota ylimääräisen neljä mailia tunnissa. Tämä laturi vaatii kuitenkin lisälaitteita.
Tyypillisessä kodissa tason 2 laturin pitäisi riittää useimpiin lataustarpeisiin. Jos kuitenkin aiot käyttää ajoneuvoasi pitkän matkan matkoille, sinun on todennäköisesti käytettävä tason 3 latausasemaa. Useimmat tason 3 laturit löytyvät julkisista paikoista, kuten huoltoasemilta tai liikerakennuksista.
Level 3 laturit ovat kuitenkin hieman kalliimpia kuin tason 2 laturit. Monet sähköautojen omistajat käyttävät jatkojohtoja ajoneuvojensa lataamiseen. Vaikka näitä johtoja ei ole suunniteltu sähkökäyttöön, jotkut omistajat tekevät tämän niin sanotussa "kakkaraketjussa".
Myös sähköautojen latausteollisuus kehittyy samaan aikaan. Monet valmistajat kehittävät kaksisuuntaista lataustekniikkaa. Tämä luo todennäköisesti uusia mahdollisuuksia lähitulevaisuudessa.
Lopuksi monet kuljettajat harjoittavat julkista veloitusta. Tämä voi olla kätevä tapa ladata sähköautosi.
Rajoitettu lataus vähentää polttoainetaloutta ja AER:ää
Ajatpa sitten yksittäistä sähköautoa tai kokonaista ajoneuvokantaa, sinun on ladattava ne. Nämä sähköajoneuvot ovat paljon tehokkaampia kuin polttomoottoriautot. Ne voivat vähentää päästöjä ja alentaa polttoainekustannuksia. Sähköauton ansiosta voit ajaa pidemmälle yhdellä latauksella kuin koskaan ennen. Sähköautot voivat myös parantaa ilmanlaatua ja pienentää hiilijalanjälkeäsi. Mutta suurin este sähköautoille on infrastruktuuri. Kun sähköajoneuvot otetaan käyttöön laajemmin, sähkölaitokset kohtaavat enemmän haasteita ja enemmän rasitusta. Jotta verkko toimisi optimaalisella tasolla, sähkölaitosten on otettava käyttöön rajoitettuja latausohjelmia PHEV-autojen latauksen rajoittamiseksi ruuhka-aikoina.
Nämä ohjelmat edellyttävät sähkölaitosten investoimista erilaisiin uuteen infrastruktuuriin. Yksinkertaisin tapa hallita latauskäyttäytymistä on käyttöajan määrittäminen. Tämä voidaan tehdä asentamalla sähkömittari. Nämä hinnat voidaan sitten välittää PHEV-omistajille hintasuunnitelmien kautta. Lisäksi kannustimilla voidaan houkutella sähköajoneuvojen omistajia latautumaan ruuhka-ajan ulkopuolella. Mitä yhtenäisempi päivittäinen kuormitusprofiili on, sitä halvempaa se on sähkölaitokselle.
On olemassa useita erilaisia rajoitettuja veloitusstrategioita, mukaan lukien reaaliaikainen hinnoittelu, ajoneuvosta verkkoon (V2G) ja kysyntävastaus. Jokaisella strategialla on omat täytäntöönpanovaatimukset. Esimerkiksi V2G vaatii sähköistä kaksisuuntaista viestintää PHEV:n ja verkko-operaattorin välillä. Reaaliaikainen hinnoittelu edellyttää, että PHEV pystyy käsittelemään sähkön signaaleja. Tämä voi olla vaikeaa tavalliselle sähköauton kuljettajalle.
Rajoitetun latauksen suurin vaikutus tulee PHEV-omistajan ja sähkölaitoksen välisistä viestintävaatimuksista. Viestinnän haasteiden lisäksi tämäntyyppinen strategia asettaa rajoitteita sähköverkolle. Esimerkiksi PHEV-autojen, jotka eivät pysty lataamaan täyteen sisäistä energiavarastojärjestelmäänsä (ESS), on toimittava CS-tilassa useammin. Tämä vähentää niiden akun tehokkuutta ja EAER:ää.
Rajoitetut latausohjelmat voivat myös auttaa sähkölaitoksia säätelemään järjestelmää paremmin. Tämä saavutetaan rajoittamalla tuntien määrää, jonka PHEV voi ladata. Tämä vähentää sähkön huipputarvetta. Lisäksi PHEV:n latausajan rajoittaminen lisää apuohjelman kykyä käsitellä sähköautojen suurempaa virtaa.
Ulkopuoliset laturit muuntavat verkkovirran verkkovirrasta tasavirtalähteeksi
Ajoneuvojen sähköistys on nopeasti kasvava segmentti. Viime vuosina sähkökäyttöiset henkilöautot ovat saavuttaneet laajan hyväksynnän monissa kehittyneissä maissa. Kun nämä ajoneuvot yleistyvät, sisäänrakennettujen laturien tarpeen odotetaan kasvavan. Tämä artikkeli tarjoaa yleiskatsauksen olemassa olevista latausliitännöistä ja lataustopologioista.
Perinteisessä kaksisuuntaisessa latausprosessissa virtaa syötetään kahdessa vaiheessa. Ensimmäinen vaihe on tasasuuntainen DC/DC-muunnin, joka muuntaa suuritehoisen vaihtovirtasyötön tasavirtalähteeksi. Toinen vaihe on ohjausyksikkö, joka säätää jännitettä, virtaa ja tehokerrointa. Laturi on myös varustettu EMI-suodattimella. Laturin on eristettävä sähköverkko korkeajännitteisestä tasavirtaväylästä. On tärkeää, että laturi on varustettu tehokertoimen korjauspiirillä, joka tuottaa virran aaltomuodon, joka on lähellä perussiniaaltoa.
Kaksisuuntainen laturi voi toimia myös energian varastointijärjestelmänä. Se voi tukea jopa 40-100 kW tehotasoa.
Toisin kuin sisäiset laturit, ulkoiset laturit voivat toimittaa virtaa ajoneuvoon myös ajoneuvon ollessa liikkeessä. Tämä mahdollistaa ajoneuvosta verkkoon (V2G) -toiminnan. Lisäksi off-board-laturit eivät ole ajoneuvon koon ja painon rajoitusten alaisia. Ne on myös suunniteltu tukemaan monenlaisia sähköautojen akkujännitteitä.
Toisaalta ulkopuolisia latureita ei ole suunniteltu ladattavaksi tavallisissa pistorasiassa. Sisäänrakennetun laturin läsnäolon odotetaan myös nostavan ajoneuvon kustannuksia. Latausinfrastruktuurilla odotetaan olevan keskeinen rooli akkusähköbussien toteuttamisessa kaupungeissa.
Akkuteknologian kehityksen ja tiukkojen saastelainsäädäntöjen odotetaan ohjaavan autojen sisäisten laturien markkinoita. Näiden markkinoiden odotetaan saavuttavan 30 prosentin CAGR:n vuosina 2020–2025. Joillekin käyttäjille järjestelmä saattaa kuitenkin tuntua hankalalta. Lisäksi akkusähköbussien ajomatka on rajoitettu.
Edellä mainittujen lisäksi muuntajajärjestelmien tehotiheyden tulee olla korkea nopean latauksen ja purkamisen mahdollistamiseksi. Nämä laturit vaativat kuitenkin myös galvaanisen eristyksen tehopiikin estämiseksi.
SparkCharge kehittää kannettavaa ja erittäin nopeaa latausyksikköä
Joshua Avivin Syracusassa New Yorkissa perustama SparkCharge on cleantech-startup, joka kehittää kannettavaa ja ultranopeaa latausyksikköä sähköajoneuvoihin. Heidän tehtävänsä on parantaa sähköajoneuvojen omistajuuskokemusta ja poistaa esteitä, jotka estävät sähköajoneuvojen omistajia ottamasta tekniikkaa käyttöön.
Tällä hetkellä SparkChargen latausyksikkö voi täydentää ajoneuvon kantamaa jopa 60 sekunnissa. Tämä järjestelmä on 14 kertaa nopeampi kuin levelone-lataus ja kuusi kertaa nopeampi kuin tason kaksi lataus. Lisäksi yhtiö aikoo skaalata tuotantoaan vastatakseen tuotteidensa kasvavaan kysyntään.
SparkCharge on vuonna 2017 käynnistämisensä jälkeen kerännyt sijoittajilta 5 miljoonaa dollaria rahoitusta. Tämä auttaa heitä jatkamaan tuotteensa kehittämistä ja vastaamaan tuotteidensa kasvavaan kysyntään.
Yritys tekee nyt yhteistyötä useiden kumppaneiden kanssa, mukaan lukien Spiffy, Allstate, Urgently ja DoorDash. He ovat myös voineet laajentaa palvelualuettaan Los Angelesiin ja San Franciscon lahden alueelle. He tekevät myös yhteistyötä useiden autonvalmistajien ja vakuutusyhtiöiden kanssa.
SparkCharge-yksikkö on kannettava, modulaarinen, akkusähköinen latausyksikkö. Se on suunniteltu sopimaan minkä tahansa ajoneuvon tavaratilaan. Yksikkö on kannettava ja voi ladata sähköajoneuvoja jopa yhden mailin minuutissa. Se on myös yhteensopiva tason 3 latausasemien kanssa. Laturi painaa yhdeksän kiloa, kun taas akkumoduuli painaa kaksikymmentäkaksi kiloa. Laturin teho on 20 kilowattituntia.
SparkChargen kannettava latausyksikkö voi ladata sähköauton vain 10–20 minuutissa. Laturi on myös kannettava, joten käyttäjä voi pitää sitä autossa hätätilanteessa.
SparkCharge on myös kehittänyt sovellusta, joka auttaa kuljettajia paikantamaan latausasemat. Sovellus näyttää latauskeskukset yhden mailin säteellä ajoneuvon sijainnista. Sen avulla käyttäjät voivat myös ajoittaa erittäin nopean latauksen toimituksen.
Tällä hetkellä SparkCharge on saatavilla San Franciscon lahden alueella, Dallasissa, Chicagossa, San Josessa ja Los Angelesissa. Yhtiö laajentaa toimintaansa myös 11 uuteen Kalifornian kaupunkiin.
