Jakim prądem szybciej naładujesz pojazd elektryczny

Samochód elektryczny przede wszystkim oszczędza Wasz czas i Wasze zdrowie. Nie wymaga tankowania na stacji benzynowej, co oznacza, że kiedy nabiera energii, Wy, własną energię możecie przeznaczyć na inne zajęcia. Zakupy, pracę, posiłek, odpoczynek, czy nawet sen – i nie chodzi tu o krótką drzemkę w samochodzie, ale o całonocny, głęboki sen we własnym domu. To dlatego, że samochód elektryczny jest tak łatwy i przyjazny w obsłudze, jak oswojone już od dawna smartfony, czy laptopy. Zasada ładowania jest zresztą bardzo podobna.

Poza tym, jadąc, samochód elektryczny niemal nie hałasuje, dzięki czemu usłyszycie, co to znaczy „brzmienie ciszy”, nie tylko w wykonaniu duetu Simon&Garfunkel, ale i silnika. Nie emituje też spalin, więc nie zatruwa środowiska. Im więcej takich pojazdów na drodze, tym łatwiej, zamiast oparami spalin, zaciągnąć się czystym, a przynajmniej czystszym, powietrzem. Nic dziwnego, że idealny model auta elektrycznego zajmuje wyobraźnię i myśli producentów samochodów. Efekt -to coraz doskonalsze i wygodniejsze modele aut i stacje, które ładują akumulatory z wciąż rosnącą szybkością.

Oczywiście, żeby podróżować elektrycznym samochodem, nie trzeba wracać do podręczników fizyki.Ponieważ jednak zależy nam na szybkości i wygodzie ładowania, przypomnijmy sobie podstawową wiedzę o elektryczności.

Prąd, który płynie do mieszkań, domów, firm, czy zakładów produkcyjnych to prąd przemienny, oznaczany symbolem AC (alternating current), wygodniejszy w użyciu, wytwarzaniu i przesyłaniu, niż prąd stały. Przemiennym nazywa się dlatego, że cyklicznie zmienia swój kierunek oraz napięcie i natężenie. Dlaczego łatwiej przesyłać prąd przemienny? Każdy przewodnik, czyli także metalowe przewody, którymi płynie prąd,stawiają mu określony opór. Opór ten zamienia się w ciepło. Rozgrzewanie się przewodów powoduje z kolei stratę części przesyłanej energii. Prąd przemienny tę stratę omija, podczas gdy do przesyłania prądu stałego, potrzebne byłyby przewody o ogromnym przekroju, zmniejszające swoją powierzchnią opór.

Prąd stały charakteryzuje się stałym zwrotem i przepływem ładunków elektrycznych. Określany jest symbolem DC (directcurrent). Pozwala też uzyskać wyższą moc, niż prąd przemienny. Dlatego właśnie prąd stały stosuje się w większości układów elektronicznych. Umożliwia, między innymi, zasilanie urządzeń zawierających układy elektroniczne bezpośrednio z przenośnych źródeł energii, na przykład z baterii.

Tak właśnie ładowane są smartfony, czy laptopy. Ładowarka to swojego rodzaju konwerter prądu zmiennego na stały, połączony z różnego rodzaju zabezpieczeniami i sterownikami przepływu prądu.

Podobnie jest w przypadku ładowania samochodu elektrycznego:

• jeśli ładujemy samochód prądem przemiennym, czyli AC, bezpośrednio z sieci, wbudowany w auto prostownik przetwarza go w prąd stały. Konieczność konwertowania prądu, czyli dodatkowy zabieg na pokładzie auta sprawia, że samo ładowanie trwa stosunkowo długo, a to ze względu na stratę mocy. Możemy więc spokojnie korzystać z domowego gniazdka 230 V, pod warunkiem, że nie zależy nam nadmiernie na czasie;
• jeśli ładujemy samochód prądem stałym(DC), czyli już przetworzonym z prądu zmiennego poza samochodem, na przykład w stacji ładowania, tracimy mniej mocy. Ładowanie jest więc szybsze.

Jak stąd wynika, czas ładowania zależy od mocy ładowania. Jeżeli chcemy przejechać około 100 km, musimy naładować samochód energią wartości ok. 20 kWh. Ze zwykłego gniazdka w ścianie uzyskamy około 2,3- 3 kW mocy, a wtedy ładowanie samochodu zajmie więc nam około 17 godzin.

Korzystając z ładowarki tzw. wallbox’a, będziemy czekać krócej, ponieważ zyskamy znacznie większą moc–7,5kW. W ten sposób ładowanie np. Volkswagena e-Craftera od 0 do 100% zajmie nieco ponad 5 godzin. Superszybka ładowarka prądem stałym CCS o mocy 40 kW uzupełnia całkowicie rozładowany akumulator do poziomu 80 procent w czasie 45 minut, a zakładając że zazwyczaj docieramy do ładowarki mając jeszcze pewien zapas energii w akumulatorze, czas ten skrócić można nawet do 30 minut.

Sam proces ładowania nie jest skomplikowany:

• podłączamy wtyczkę,
• ładujemy,
• odblokowujemy system,
• odłączamy wtyczkę

Początkowo standardem były wtyczki na prąd przemienny, czyli AC, jako, że dostęp do niego mamy w każdym budynku. Obecnie jednak każdy samochód elektryczny ma wbudowaną wewnętrzną ładowarkę, która przetwarza prąd przemienny na prąd stały, czyli AC na DC. W najnowszych typach aut ładowarka sama wytwarza prąd stały, kierowany bezpośrednio do baterii. Dzięki temu proces ładowania jest coraz szybszy. Nie znaczy to, że wtyczki AC całkowicie zniknęły z rynku. Są jednak w rzadko stosowanej mniejszości. Najbardziej popularne wtyczki to:

• Mannekes typu 1, czyli wolne ładowanie prądem przemiennym (AC)z mocą od 7 do 11 kW;
• Mannekes typu 2 połączone z Wallboxem, czyli ładowanie z mocą 11 kW;
• Combo 2 czyli CCS (Combined Charging System), umożliwiająca szybkie ładowanie dzięki dodatkowym stykom DC. Jest we wszystkich publicznych stacjach dysponujących mocą ładowania powyżej 22 kW

Combo 2 nie jest jednak szczytowym osiągnięciem w dziedzinie szybkości ładowania. W Berlinie możemy skorzystać ze stacji Porsche, o ile oczywiście nasz elektryczny samochód to wytrzyma. Ultra wydajne ładowarki Porsche osiągają nawet350 kW mocy, przy napięciu ładowania wynoszącym 800 V.

Ładowanie trwa zaledwie kwadrans i w tym kierunku zmierza teraz wielki projekt EUROPE-E, realizowany przez joint venture IONITY, założone przez BMW, Daimlera, Forda oraz Volkswagena, Audi i Porsche. Spółka rozwija europejską sieć ultraszybkiego ładowania EV. Do 2020 r. IONITY chce w całej Europie rozmieścić 400 stacji HPC, o mocy do 350 kW. Koszt całego przedsięwzięcia to 195,5 mln euro, z czego prawie 40 mln pochodzi z funduszy Unii Europejskiej. Jak zatem widać, samochody elektryczne także mogą mknąć z szybkością, o jakiej jeszcze niedawno nikomu się nie śniło. Przyszłość należy do nich.