Проблемы электрических разъемов

Рынок электромобилей довольно динамично развивается. По прогнозам Европейской комиссии к 2020 году количество электрических транспортных средств только в Европе составит несколько миллионов экземпляров. Для их подзарядки нужны крупные сети зарядных станций. Но их созданию препятствует, среди прочих причин, и неопределенность в стандартах. Каждый производитель использует собственные батареи, параметры зарядки и электрические разъемы. Удастся ли договориться?

США: J1772 и Supercharger

Общество автомобильных инженеров США (SAE) еще в 2009 году разработало стандарт пятиштырькового разъема J1772, предназначенный для зарядки от сети переменного тока. Это наиболее универсальный разъем, имеющийся практически в любом электромобиле. С целью дальнейшей унификации в конце 2012 года был представлен обновленный разъем стандарта J1772. Его конструкция предусматривает возможность зарядки аккумуляторов электромобиля переменным, постоянными или обоими видами электрического тока одновременно. Новый разъем представляет собой старый, пятиштырьковый, дополненный штепселем для подключения постоянного тока. Таким образом, электромобили прошлых лет выпусков смогут подключаться к новым зарядным терминалам без дополнительного переоборудования. Обновленный стандарт J1772 так же определяет уровни напряжений, подаваемых на разъем, и требует установки дополнительных средств безопасности, которые позволят подключать и отключать разъем, на контактах которого может присутствовать высокое напряжение, при любых погодных условиях.

Американский производитель суперэлектрокаров Tesla Motors развивает собственную сеть зарядных станций, работающих по технологии Supercharger. Суть ее предельно проста: солнечные батареи преобразуют солнечный свет в электроэнергию, которая хранится в сверхъемком аккумуляторе (500 кВт/ч). Полная зарядка батареи электромобиля занимает не более получаса. Что примечательно, зарядка производится бесплатно. Накопленные же излишки электроэнергии планируется продавать энергетическим компаниям.

Европа: Mennekes Type 2

В январе 2013 года Европейская комиссия обнародовала план развития экологически чистых видов топлива. В нем, в частности, был установлен и общеевропейский тип разъема для зарядных станций и электромобилей. Им стал разработанный немецкой компанией Mennekes разъем Type 2 (согласно международному стандарту IEC 62196-2). Решение комиссии не было волюнтаристским, оно лишь официально утвердило факт: разъем этого типа наиболее широко используется в Европе. Он позволяет коммутировать силовые цепи мощностью до 43,5 кВт и силой тока до 63 А. Используется в однофазных и трехфазных сетях. Некоторые европейские автопроизводители высказывали мнение об утверждении в Европе американского J1772, на что в Еврокомиссии возразили, что разъемы такого типа в Европе не распространены.

Япония: CHAdeMО

CHAdeMО - стандарт быстрой зарядки аккумулятора электромобиля постоянным током через специальный разъем. Название происходит от сокращения французских слов «charge de move», что на русский можно перевести как «зарядись для движения». Ассоциация «CHAdeMO» была основана в 2010 году Токийской энергетической компанией («TEPCO»), автоконцернами «Nissan», «Mitsubishi» и «Subaru», позже к ним присоединилась и «Toyota». Мощность зарядки составляет от 50 кВт до 100 кВт, что позволяет заряжать батарею до 80% емкости за полчаса. Зарядные станции CHAdeMO имеются в Японии, Европе и США. Но последние решения американцев и европейцев по утверждению собственных стандартов явно направлены на вытеснение CHAdeMО с рынка.

Автопроизводители: Combined Charging System

В мае 2012 года восемь крупнейших европейских и американских производителей (Audi, BMW, Chrysler, Daimler, Ford, General Motors, Porsche, Volkswagen) объявили о том, что для всех производимых ими электромобилей будет использоваться единый стандарт Combined Charging System. Разъем этого типа позволяет осуществлять зарядку в любом из четырех предусмотренных международном стандартом IEC 62196-2 режимах: медленная зарядка от бытовой розетки; медленная зарядка от бытовой розетки через кабель со встроенным устройством защиты; медленная или быстрая зарядка через специальный разъем с функцией контроля заряда и защиты; быстрая зарядка от внешнего зарядного устройства. Таким образом, оборудованный разъемом Combined Charging System электромобиль можно подключать к любым сетям и зарядным станциям. Введение этого стандарта намечено на 2017 год, хотя первые модели должны появится уже в 2013.

Better Place: быстрая замена батареи

Этот проект, широко разрекламированный в свое время, сейчас, похоже, не имеет перспективы. Его поддерживают только в двух странах (Израиле и Дании) и всего лишь один автопроизводитель (Renault). Идея заключалась в создании сети станций, где электромобиль бы не подзаряжался, а просто менял разряженную батарею на свежую. Ни в Евросоюзе, ни в США Better Place не получил развития по экономическим причинам. Автопроизводители же не пожелали в нем участвовать из технических соображений: переход на эту систему требует переделки батарей, в чем изготовитель совершенно не заинтересован, а конструкция для быстрой замены аккумулятора приводит к увеличению веса электромобиля. Кроме того, в Better Place используется собственный разъем и другие величины напряжения.

Старый и новый разъемы J1772 Разъем Mennekes Type 2 Разъем Combined Charging System Разъем CHAdeMО

Как заряжают электромобили

Для зарядки аккумуляторных батарей электромобилей используется переменный (однофазный или трехфазный) и постоянный ток. Сеть переменного тока общедоступна, но для подзарядки необходимо его выпрямить и понизить напряжение до напряжения бортовой сети электромобиля. Выпрямительные устройства громоздки, нагреваются при работе, требуя дополнительного охлаждения. Поэтому их мощность приходится ограничивать. Малая мощность таких зарядных устройств существенно увеличивает время зарядки. Зарядка мощным постоянным током позволяет зарядить батареи намного быстрее, но требует создания сети специальных зарядных станций.

Стандарт IEC 62196-2

Этот международный стандарт определяет типы электрических разъемов и режимы зарядки электромобилей. Он предусматривает обязательное наличие механизма, отключающего силовую цепь при несанкционированном начале движения электромобиля с подключенным кабелем. Стандарт поддерживается Международной электротехнической комиссией. Однако IEC 62196-2 не устанавливает физические размеры электрических разъемов. Стандартом определены три типа электрических разъемов и четыре вида режима заряда аккумуляторов электромобиля.

- price4 - www7