Разберем этот вопрос на основе Tesla Model S. В первую очередь определяемся, где наш электромобиль будет находиться без движения наиболее длительное время. В основном это ночью возле дома: вы спите — машина заряжается и днем возле работы, пока вы занимаетесь делом.
Model S можно заряжать, не дожидаясь полной разрядки батареи до нуля, в любой момент автомобиль можно подключить к розетке для зарядки или дозаряджання. Производитель рекомендует оставлять батарею подключенной зарядки все время, пока вы не ездите. Поскольку она не имеет эффекта памяти, то не будет переизбытка зарядки, если вы оставите ее подключенной на длительное время. Оставлять батарею на зарядке важно зимой при морозе. Тогда будет возможность включить климат-контроль и прогреть салон и батарею автомобиля от сети, не затрачивая на это энергию самой батареи.
Итак, у нас есть два места где удобно заряжать батарею. Можно «протянуть удлинитель» 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
Сначала немного базовой информации про электрический ток. Емкость батареи электромобиля измеряется в киловатт-часах, в нашем случае в емкость батареи 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 на нее 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 максимальная сила тока не более 16 А. Умножаем напряжение на силу тока и получаем максимальную мощность в 3,5 кВт.
Второй вариант розеток — трехфазные розетки, с міжфазною напряжением 380 В и напряжением каждой фазы в 220 В. Такая розетка имеет те же максимальные 16 А тока, что с учетом трех фаз дает нам 220 В × 16 × 3 = 10,5 кВт.
Чтобы установить трехфазную розетку в доме, вам необходимо будет сделать проект, согласования, проложить кабели, установить розетки. В каждом отдельном случае будут варьироваться сроки, стоимость, доступность электрической мощности. Поэтому, прежде чем задуматься о покупке электромобиля, вам обязательно надо понять для себя, как вы будете решать вопрос с зарядкой.
Для зарядки батареи электромобиля переменный ток электросети преобразуется в постоянный с помощью зарядного устройства установленного внутри автомобиля. Базово в Model S установлен однозарядный устройство мощностью 11 кВт, дополнительно можно поставить второй 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,другой для трехфазной розетки.
В автомобиле располагается разъем зарядки MennekesType 2, главным преимуществом которого является возможность работать как с постоянным, так и переменным током, в одно — или трехфазной сети. Также он существенно безопаснее обычные разъемы, поскольку процесс зарядки начинается только после того, как автомобиль с кабелем «договорятся»между собой о 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 готово 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 моргать три светодиода зеленым — идет зарядка!
В салоне Tesla на экране показывается напряжение сети, тип и сила тока. В процессе зарядки ток постепенно увеличивается, при этом идет контроль напряжения. Если будет обнаружено падение напряжения при увеличении мощности или его колебания, 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 займет около 8 часов.
Скорость зарядки от обычной розетки будет в четыре раза медленнее, чем в трехфазной розетки, поскольку максимальная мощность в данном случае всего 3 кВт. А полная зарядка займет больше чем 33 часа! Кроме того, обычная розетка обязательно должна иметь заземление, иначе Mobile Connector моргнет четыре раза красным диодом, сигнализируя об отсутствии заземления, без которого процесс зарядки не начнется. Очень часто при монтажных работах или в старых электросетях можно встретить незаземленные или «занулены» розетки.
Так что, наличие розетки в стене еще не гарантирует возможность от нее зарядиться.
Если хотите заряжаться дома быстрее, чем это позволяет трехфазная розетка, необходимо установить дополнительное зарядное устройство High Power Wall Connector(HPWC). Или дополнительно установить в автомобиль второй зарядное устройство к уже установленному ранее, в этом случае максимальная мощность зарядки будет 22 кВт, что позволит зарядить автомобиль полностью за 4 часа.
Однако наибольшая проблема с зарядкой на 22 кВт — это выделение соответствующей мощности. Если нет возможности получить в месте зарядки автомобиля 22 кВт, дополнительное зарядное устройство HPWC в машину не стоит и заказывать. Чаще всего, в дороге зарядка батареи от обычной розетки ( и обязательно что бы она была с заземлением) или трехфазной розетки. Даже если вдруг найдете розетку с мощностью 22 кВт, то 4 часа — для подзарядки днем слишком большое время, а при зарядке ночью разница в 4 или 8 часов не имеет большого значения.
Как не странно, но в городе электрозаправки для владельца электромобиля не нужны. Запас хода составляет 300 — 350км. Зимой в худшем случае он опускается до 200 км. Если 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 выйти, особенно зимой. Поэтому лучше електрозаправка — 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 на зарядку свой электромобиль, долго ждать завершения зарядки, протирать кабель от пыли и грязи, прежде чем положить обратно в багажник.
Какие расходы?
Расход энергии в электромобилях измеряется в ватт-часах на километр. С учетом того, что зарядное устройство не имеет 100 КПД, а батарея в нормальном режиме, чтобы продлить срок службы и иметь возможность пользоваться рекуперативным торможением, заряжается только до 90% то полная зарядка батареи 85 кВт-ч потребует около 100 кВт-час. Если взять реальный, пессимистический запас хода в 300 км, то на каждые 100 км пробега тратится около 30 кВт-ч.
В пересчете на деньги по тарифу на электроэнергию для физических лиц, каждые 100 км обойдутся примерно в 18,90 грн
Вещи, о которых надо помнить :
— зарядка от обычной розетки требует настоящего заземления и длится более суток;
— для нормальной эксплуатации требуется трехфазная розетка в гараже или на стоянке, которая позволяет зарядиться полностью за ночь (8 часов);
— второй зарядное устройство в автомобиле и HPWC особого смысла не имеют, разумнее выбрать второй Mobile Connector и использовать его как стационарный;
— без постоянного места с электророзеткой пользоваться электромобилем очень неудобно;
— без быстрых электрозаправок мощностью от 50 кВт и выше на трассах дальние поездки проблематичны.