Pokud jste obeznámeni s elektrickými vozidly (EV), pravděpodobně jste slyšeli termíny nabíjení úrovně 1, úrovně 2 a úrovně 3 ve vztahu k rychlosti nabíjení. Nabíjení úrovně 3, známé také jako stejnosměrné rychlé nabíjení, je nejrychlejším způsobem nabíjení elektromobilu, přičemž většinu vozidel dobije během několika minut, nikoli hodin.
Jednoduše řečeno, nabíjení úrovně 3 poskytuje větší výkon a je rychlejší, takže je ideálním typem nabíjení pro místa na cestách, jako jsou čerpací stanice nebo vozové parky. Vzhledem k vysokonapěťovému zdroji potřebnému pro nabíjení úrovně 3 (a vyšší cenové hladině) obvykle neuvidíte stejnosměrné rychlonabíječky instalované v obytných oblastech – jsou mnohem vhodnější pro komerční místa s dostatečným napájením.
Jak rychle je tedy nabíjení úrovně 3 skutečně? A jaké věci ovlivňují rychlost nabíjení? Čtěte dále a dozvíte se vše, co potřebujete vědět o rychlosti nabíječek úrovně 3.
Než se ponoříme do rychlosti nabíjení EV, je důležité získat základní představu o tom, jak nabíjení EV funguje.
Existují dva typy elektrických proudů, které mohou pohánět EV:střídavý proud (AC) a stejnosměrný proud (DC). Všechny baterie – včetně těch v EV – používají k nabíjení stejnosměrný proud. Energie ze sítě je však ze své podstaty střídavá. Aby bylo možné nabíjet EV, musí být střídavý proud ze sítě přeměněn na stejnosměrný pro baterii. To se provádí pomocí AC/DC měniče.
Hlavní rozdíl mezi nabíjením úrovně 3 (DC) a nabíjením úrovně 1 a 2 (AC) je kde ke konverzi dojde. Nabíječky úrovně 3 převádějí střídavý proud na stejnosměrný v nabíjecí stanici – umožňují, aby stejnosměrný proud proudil přímo ze samotné stanice do baterie elektromobilu. Díky většímu prostoru pro umístění větších měničů mohou stejnosměrné nabíječky velmi rychle převádět energii. Výsledkem je, že některé stejnosměrné stanice mohou dodat výkon až 350 kW a plně nabít elektromobil za pouhých 15 minut.
Nabíječky úrovně 1 a 2 na druhé straně dodávají střídavý proud do EV, kde je poté přeměněn na stejnosměrný pomocí malé integrované nabíječky. Vzhledem k omezenému prostoru uvnitř vozidla je velikost nabíječky omezená. Proto je maximální rychlost nabíječky Level 2 (AC) kolem 22 kW - 43 kW.
Nyní tedy rozumíme základům, pojďme se blíže podívat na věci, které ovlivňují rychlost nabíjení.
Rychlost nabíjení může ovlivnit mnoho faktorů, ale záleží především na výkonu, typu vozidla a úrovni nabití baterie.
Jak jsme se dozvěděli dříve, stejnosměrné nabíjecí stanice se nabíjejí rychleji než jejich protějšky se střídavým proudem, protože mají více prostoru pro umístění větších konvertorů. Ne každá DC nabíjecí stanice (nabíječka úrovně 3) je však stejná. Dodávají se v různých tvarech a velikostech a platí stejná logika:čím větší převodník, tím větší výkon může nabíječka úrovně 3 dodat.
Architektura DC nabíjecí stanice může mít také značný vliv na výstupní výkon. Samostatné stanice tvoří jednu jednotku a mohou dodávat výkon zhruba 50 kW až 250 kW. Rozdělit architektura se na druhé straně skládá ze dvou komponent:uživatelské jednotky orientované na zákazníka a zákulisní napájecí jednotky. Díky celé jednotce věnované přeměně a dodávání energie poskytují stanice s dělenou architekturou obecně vyšší výkon – od 175 kW do 350 kW.
Pro představu, jaký je rozdíl, hodinové nabíjení na samostatné nabíjecí stanici o výkonu 50 kW poskytuje dojezd kolem 278 km. Porovnejte to s 15minutovým nabíjením na dělené nabíjecí stanici o výkonu 350 kW, která ujede přibližně 480 km – to je téměř dvojnásobek dojezdu za pouhou čtvrtinu času.
Zatímco výkon je rozhodující, pokud jde o diktování doby nabíjení, samotné vozidlo je konečným pánem. Při navrhování elektromobilů dělají výrobci vozidel mnoho možností ohledně velikosti, hmotnosti, výkonu a životnosti baterií, které používají. Podívejme se, jak tato rozhodnutí ovlivňují dobu nabíjení stejnosměrným proudem.
Některé elektromobily podporují více energie než jiné. Špičková Tesla Model 3 má například rychlonabíjecí kapacitu 250 kW, zatímco běžnější Peugeot e-208 podporuje 50 kW. Totéž platí pro různé typy vozidel. Elektromobil může podporovat 50 kW, zatímco nákladní automobil nebo autobus může mít kapacitu 300 kW. Obecně platí, že čím větší baterie, tím rychlejší nabíjení může podporovat.
Cílová skupina vyráběného vozidla může také ovlivnit rychlost nabíjení úrovně 3. Běžné modely mohou ohrozit kvalitu baterie, aby byly náklady dostupnější. Luxusní vozidla na druhou stranu mohou obsahovat silnější baterie, ale mají mnohem vyšší cenovky.
Teplota také hraje zásadní roli při určování rychlosti nabíjení. Bateriové články fungují nejúčinněji mezi 20–25 °C (68-77 °F). A co víc, na teplotu baterie mají vliv povětrnostní podmínky, jízda po dálnici vs. jízda po městě a rychlé nabíjení. Pokud jsou teploty příliš nízké nebo příliš vysoké, systém řízení baterie vozidla (BMS) sníží příkon, aby ochránil baterii – a tím sníží rychlost nabíjení.
Mnoho elektromobilů vyšší třídy je vybaveno vyhřívacím nebo chladicím systémem pro regulaci teploty baterie, zatímco některá vozidla základní třídy nikoli – jasný indikátor toho, proč může mít typ vozidla rozdíl, pokud jde o rychlost nabíjení.
Úroveň nabití baterie ve vztahu k její plné kapacitě také ovlivňuje dobu nabíjení. Aby se prodloužila životnost baterie a zabránilo se přehřátí, nabíjení se výrazně zpomalí, když je baterie téměř plně nabitá. Proto je stejnosměrné rychlé nabíjení nejúčinnější mezi nulou a 80 procenty. Nabití zbývajících 20 procent baterie může trvat přibližně stejnou dobu jako nabití prvních 80 procent, což, pokud platíte za minutu, nemusí být příliš ekonomické.
S různými typy vozidel a baterií, řadou rychlonabíjecích stanic s četnými výkony a několika faktory, které mohou ovlivnit rychlost nabíjení, není možné na tuto otázku přesně odpovědět.
Můžeme vám však poskytnout přesný odhad toho, jak dlouho trvá rychlé nabití vozidel podle typu vozidla (na základě průměrné velikosti baterie) a úrovně výstupního výkonu.
Typ EV Osobní vozidlo Velké EV Lehká reklama Nákladní automobily a autobusy Nákladní automobily a autobusy Průměrná velikost baterie (vpravo)
Průměrná doba nabití baterie z 20 procent na 80 procent stavu nabití (SoC). Pouze pro ilustraci:Nezobrazuje přesné časy nabíjení.
Nabíjení úrovně 3 funguje u většiny elektromobilů. Ale jak jsme se dozvěděli výše, různá vozidla mají různé kapacity baterií a některá mohou přijmout více energie než jiná. A co víc, malá část elektromobilů a plug-in hybridních elektromobilů (PHEV) není vůbec kompatibilní s rychlým nabíjením – jednoduše proto, že jejich baterie jsou příliš malé.
Chcete-li co nejlépe využít nabíjení úrovně 3, je důležité zjistit, zda vozidlo podporuje stejnosměrné nabíjení, a pokud ano, jakou maximální kapacitu podporuje.
Chcete se dozvědět více o nabíjení úrovně 3 a typech rychlých nabíječek? Na našem webu najdete vše, co potřebujete vědět o rychlém nabíjení, včetně mnoha často kladených otázek.
Přečtěte si naši bezplatnou e-knihu, kde získáte úplný přehled o všech možnostech rychlého nabíjení EV, jejich rozdílech a na co si dát pozor, než investujete.
