Ev Charger Technologies

EV įkrovimo technologijos Kinijoje ir JAV yra iš esmės panašios. Abiejose šalyse laidai ir kištukai yra dominuojanti elektromobilių įkrovimo technologija. (Belaidžio įkrovimo ir baterijų keitimo galimybės yra nežymios.) Dviejų šalių įkrovimo lygiai, įkrovimo standartai ir ryšio protokolai skiriasi. Šie panašumai ir skirtumai aptariami toliau.

A. Įkrovimo lygiai

Jungtinėse Valstijose daug elektromobilių įkraunama esant 120 voltų įtampai, naudojant nepakeistus namų sieninius lizdus. Tai paprastai žinoma kaip 1 lygio arba „sunkiuoju“ įkrovimu. Įkraunant 1 lygį, įprastai 30 kWh baterijai reikia maždaug 12 valandų, kol ji nuo 20 % įkraunama iki beveik visiško įkrovimo. (Kinijoje nėra 120 voltų lizdų.)

Tiek Kinijoje, tiek JAV didžioji dalis EV įkraunama esant 220 voltų (Kinija) arba 240 voltų (JAV) įtampai. Jungtinėse Valstijose tai žinoma kaip 2 lygio įkrovimas.

Toks įkrovimas gali vykti naudojant nemodifikuotus lizdus arba specializuotą EV įkrovimo įrangą ir paprastai sunaudoja apie 6–7 kW galios. Įkraunant 220–240 voltų įtampą, įprastai 30 kWh akumuliatoriaus įkrovimui nuo 20 % iki beveik visiško įkrovimo reikia maždaug 6 valandų.

Galiausiai, tiek Kinijoje, tiek Jungtinėse Valstijose auga nuolatinės srovės greitųjų įkroviklių tinklai, dažniausiai naudojantys 24 kW, 50 kW, 100 kW arba 120 kW galios. Kai kurios stotys gali pasiūlyti 350 kW ar net 400 kW galią. Šie nuolatinės srovės greitieji įkrovikliai gali įkrauti transporto priemonės akumuliatorių nuo 20% iki beveik pilno įkrovimo per maždaug vieną valandą iki 10 minučių.

6 lentelė:Dažniausi įkrovimo lygiai JAV

Šaltinis: JAV energetikos departamentas

B. Apmokestinimo standartai

i. Kinija

Kinija turi vieną visoje šalyje galiojantį EV greitojo įkrovimo standartą. JAV galioja trys EV greitojo įkrovimo standartai.

Kinijos standartas žinomas kaip Kinijos GB/T. (InicialaiGBreiškia nacionalinį standartą.)

Kinija GB/T buvo išleista 2015 m. po kelerių metų plėtros.124 Dabar ji yra privaloma visoms naujoms Kinijoje parduodamoms elektra varomoms transporto priemonėms. Tarptautiniai automobilių gamintojai, įskaitant Tesla, Nissan ir BMW, priėmė GB/T standartą savo Kinijoje parduodamiems elektromobiliams. Šiuo metu GB/T leidžia greitai įkrauti iki 237,5 kW galios (esant 950 V ir 250 amperų), nors daugelis

Kinijos nuolatinės srovės greitieji įkrovikliai siūlo 50 kW įkrovimą. Naujas GB/T bus išleistas 2019 arba 2020 m., Pranešama, kad standartas bus atnaujintas, įtraukiant didesnių komercinių transporto priemonių įkrovimą iki 900 kW. GB/T yra tik Kinijos standartas: keli Kinijoje pagaminti EV, eksportuojami į užsienį, naudoja kitus standartus.125

2018 m. rugpjūčio mėn. Kinijos elektros taryba (CEC) paskelbė supratimo memorandumą su Japonijoje įsikūrusiu CHAdeMO tinklu, siekdama kartu plėtoti itin greitą įkrovimą. Tikslas yra GB/T ir CHAdeMO suderinamumas, kad būtų galima greitai įkrauti. Abi organizacijos bendradarbiaus siekdamos išplėsti standartą į šalis, esančias už Kinijos ir Japonijos ribų.126

ii. Jungtinės Valstijos

Jungtinėse Amerikos Valstijose galioja trys EV įkrovimo standartai, skirti DC greitajam įkrovimui: CHAdeMO, CCS SAE Combo ir Tesla.

CHAdeMO buvo pirmasis EV greito įkrovimo standartas, sukurtas 2011 m. Jį sukūrė Tokijas

Electric Power Company ir reiškia „Charge to Move“ (japonų kalbos žodžių žaismas).127 CHAdeMO šiuo metu JAV naudojamas „Nissan Leaf“ ir „Mitsubishi Outlander PHEV“, kurie yra vieni perkamiausių elektrinių transporto priemonių. „Leaf“ sėkmė Jungtinėse Valstijose gali būtiELEKTROS TRANSPORTO PRIEMONIŲ ĮKROVIMAS KINIJA IR JUNGTINĖSE AMERIKOS VALSTIJOS

ENERGYPOLITIKA.COLUMBIA.EDU | 2019 M. VASARIS |

iš dalies dėl ankstyvo Nissan įsipareigojimo diegti CHAdeMO greitojo įkrovimo infrastruktūrą prekybos centruose ir kitose miesto vietose.128 2019 m. sausio mėn. JAV buvo daugiau nei 2 900 CHAdeMO greitųjų įkroviklių (taip pat daugiau nei 7 400 Japonijoje ir 7 900 Europoje).129

2016 m. CHAdeMO paskelbė, kad atnaujins savo standartą nuo pradinio 70 įkrovimo normos.

kW pasiūlys 150 kW.130 2018 m. birželio mėn. CHAdeMO paskelbė apie 400 kW įkrovimo galimybę, naudojant 1 000 V, 400 amperų skysčiu aušinamus kabelius. Didesnis įkrovimas bus prieinamas siekiant patenkinti didelių komercinių transporto priemonių, tokių kaip sunkvežimiai ir autobusai, poreikius.131

Antrasis įkrovimo standartas Jungtinėse Valstijose yra žinomas kaip CCS arba SAE Combo. Jį 2011 metais išleido Europos ir JAV automobilių gamintojų grupė. Žodisderinysrodo, kad kištukas turi ir kintamosios srovės (iki 43 kW), ir nuolatinės srovės įkrovimą.132 colio

Vokietija, Charging Interface Initiative (CharIN) koalicija buvo suformuota siekiant pasisakyti už platų CCS pritaikymą. Skirtingai nei CHAdeMO, CCS kištukas leidžia įkrauti nuolatinę ir kintamąją srovę naudojant vieną prievadą, todėl transporto priemonės kėbule reikia mažiau vietos ir angų. Jaguaras,

CCS palaiko Volkswagen, General Motors, BMW, Daimler, Ford, FCA ir Hyundai. „Tesla“ taip pat prisijungė prie koalicijos ir 2018 m. lapkritį paskelbė, kad jos automobiliai Europoje bus aprūpinti CCS įkrovimo prievadais.133 „Chevrolet Bolt“ ir „BMW i3“ yra vieni iš populiariausių EV, naudojančių CCS įkrovimą JAV. Nors dabartiniai CCS greitieji įkrovikliai siūlo įkrauti maždaug 50 kW galia, „Electrify America“ programa apima greitą 350 kW įkrovimą, kurį naudojant galima beveik visiškai įkrauti vos per 10 minučių.

Trečiąjį įkrovimo standartą Jungtinėse Valstijose valdo „Tesla“, kuri 2012 m. rugsėjį Jungtinėse Valstijose pristatė savo patentuotą „Supercharger“ tinklą.134 „Tesla“

Kompresoriai paprastai veikia esant 480 voltų įtampai ir siūlo įkrauti ne daugiau kaip 120 kW. Kaip

2019 m. sausio mėn. „Tesla“ svetainėje buvo nurodytos 595 „Supercharger“ vietos Jungtinėse Valstijose, o dar 420 vietų „netrukus“.135 2018 m. gegužės mėn. Tesla pasiūlė, kad ateityje jos įkrovikliai galėtų pasiekti net 350 kW galią.136

Atlikdami šios ataskaitos tyrimą, paklausėme JAV pašnekovų, ar, jų nuomone, vieno nacionalinio greitojo nuolatinės srovės įkrovimo standarto nebuvimas yra kliūtis EV pritaikymui. Nedaugelis atsakė teigiamai. Priežastys, dėl kurių keli DC greitojo įkrovimo standartai nelaikomi problema, yra šios:

● Dauguma EV įkraunama namuose ir darbe, naudojant 1 ir 2 lygio įkroviklius.

● Didžioji dalis viešosios ir darbo vietos įkrovimo infrastruktūros iki šiol naudojo 2 lygio įkroviklius.

● Galimi adapteriai, leidžiantys EV savininkams naudoti daugumą nuolatinės srovės greitųjų įkroviklių, net jei EV ir įkroviklis naudoja skirtingus įkrovimo standartus. (Pagrindinė išimtis, Tesla įkrovimo tinklas, yra atviras tik Tesla transporto priemonėms.) Pažymėtina, kad kyla susirūpinimas dėl greito įkrovimo adapterių saugumo.

● Kadangi kištukas ir jungtis sudaro nedidelę greito įkrovimo stoties kainos dalį, stoties savininkams tai yra nedidelis techninis ar finansinis iššūkis ir gali būti lyginamas su skirtingo oktaninio skaičiaus benzino žarnomis degalinėje. Daugelis viešųjų įkrovimo stotelių turi kelis kištukus, prijungtus prie vieno įkrovimo stulpelio, todėl ten galima įkrauti bet kokio tipo elektromobilius. Iš tiesų, daugelis jurisdikcijų to reikalauja arba skatina.ELEKTROS TRANSPORTO PRIEMONIŲ ĮKROVIMAS KINIJA IR JUNGTINĖSE AMERIKOS VALSTIJOS

38 | PASAULINĖS ENERGETIKOS POLITIKOS CENTRAS | KOLUMBIJA SIPA

Kai kurie automobilių gamintojai teigė, kad išskirtinis įkrovimo tinklas yra konkurencinga strategija. Claas Bracklo, BMW elektromobilumo vadovas ir CharIN pirmininkas, 2018 m. pareiškė: „Mes įkūrėme CharIN, kad sukurtume galios poziciją.“137 Daugelis „Tesla“ savininkų ir investuotojų mano, kad patentuotas kompresorių tinklas yra pardavimo taškas, nors „Tesla“ ir toliau teigia. noras leisti kitiems automobilių modeliams naudoti savo tinklą, jei jie įneša proporcingą naudojimui finansavimą.138 Tesla taip pat yra CharIN propagavimo dalis. CCS. 2018 m. lapkritį ji paskelbė, kad Europoje parduodami 3 modelio automobiliai bus aprūpinti CCS prievadais. „Tesla“ savininkai taip pat gali įsigyti adapterių, kad galėtų pasiekti CHAdeMO greituosius įkroviklius.139

C. Įkrovimo ryšio protokolai Įkrovimo ryšio protokolai yra būtini siekiant optimizuoti įkrovimą pagal vartotojo poreikius (įkrovimo būsenai, akumuliatoriaus įtampai ir saugai nustatyti) ir tinklo (įskaitant

paskirstymo tinklo pajėgumas, naudojimo laiko kainodara ir paklausos reagavimo priemonės).140 Kinija GB/T ir CHAdeMO naudoja ryšio protokolą, žinomą kaip CAN, o CCS veikia su PLC protokolu. Atvirieji ryšio protokolai, tokie kaip Open Charge Point Protocol (OCPP), kurį sukūrė Open Charging Alliance, tampa vis populiaresni JAV ir Europoje.

Atlikdami šios ataskaitos tyrimą, keli JAV pašnekovai paminėjo perėjimą prie atvirų ryšių protokolų ir programinės įrangos kaip politikos prioritetą. Visų pirma, kai kurie viešieji apmokestinimo projektai, kuriems buvo suteiktas finansavimas pagal Amerikos atkūrimo ir reinvestavimo įstatymą (ARRA), buvo nurodyti kaip pasirinkę pardavėjus su patentuotomis platformomis, kurios vėliau patyrė finansinių sunkumų ir paliko sugedusią įrangą, kurią reikėjo pakeisti.141 Dauguma miestų, komunalinių paslaugų ir apmokestinimo. tinklai, su kuriais buvo susisiekta dėl šio tyrimo, pritarė atviriems ryšio protokolams ir paskatoms, kurios leistų įkrovimo tinklo pagrindiniams kompiuteriams sklandžiai keisti tiekėjus.142

D. Išlaidos

Namų įkrovikliai Kinijoje yra pigesni nei JAV. Kinijoje įprastas 7 kW sieninis namų įkroviklis internetu parduodamas nuo 1 200 RMB iki 1 800,143 RMB Įdiegimas reikalauja papildomų išlaidų. (Dauguma privačių EV pirkinių yra su įkrovikliu ir įdiegimu.) Jungtinėse Valstijose 2 lygio namų įkrovikliai kainuoja nuo 450 iki 600 USD, plius vidutiniškai apie 500 USD už įrengimą.144 DC greitojo įkrovimo įranga yra žymiai brangesnė abi šalys. Išlaidos labai skiriasi. Vienas Kinijos ekspertas, kalbintas šiai ataskaitai, apskaičiavo, kad 50 kW nuolatinės srovės greito įkrovimo stulpelio įrengimas Kinijoje paprastai kainuoja nuo 45 000 RMB iki 60 000 RMB, o pats įkrovimo stulpas sudaro maždaug 25 000 RMB – 35 000 RMB ir kabelių, požeminės infrastruktūros ir darbo apskaita. likusiai daliai.145 ​​Jungtinėse Amerikos Valstijose greitasis nuolatinės srovės įkrovimas gali kainuoti dešimtis tūkstančius dolerių už vieną įrašą. Pagrindiniai kintamieji, turintys įtakos nuolatinės srovės greitojo įkrovimo įrangos įrengimo išlaidoms, yra tranšėjos kasimo, transformatorių atnaujinimo, naujų arba patobulintų grandinių ir elektros skydų bei estetinių atnaujinimų poreikis. Ženklai, leidimai ir prieigos neįgaliesiems yra papildomi aspektai.146

E. Belaidis įkrovimas

Belaidis įkrovimas turi keletą privalumų, įskaitant estetiką, laiko taupymą ir naudojimo paprastumą.

Dešimtajame dešimtmetyje jį buvo galima įsigyti EV1 (ankstyvam elektromobiliui), tačiau šiandien jis yra retas.147 Internete siūlomos belaidės EV įkrovimo sistemos kainuoja nuo 1 260 USD iki maždaug 3 000 USD. apie 85%.149 Dabartiniai belaidžio įkrovimo produktai siūlo 3–22 kW galios perdavimą; Keliems elektromobilių modeliams galima įsigyti belaidžio įkrovimo 3,6 kW arba 7,2 kW galios belaidžio įkroviklio, atitinkančio 2 lygio įkrovimą.150 Nors daugelis elektromobilių naudotojų mano, kad belaidis įkrovimas nevertas papildomų išlaidų151, kai kurie analitikai prognozuoja, kad ši technologija netrukus bus plačiai paplitusi. ir keli automobilių gamintojai paskelbė, kad būsimuose elektromobiliuose siūlys belaidį įkrovimą. Belaidis įkrovimas galėtų būti patrauklus tam tikroms transporto priemonėms su apibrėžtais maršrutais, pavyzdžiui, viešiesiems autobusams, taip pat buvo pasiūlytas ateities elektrinėms greitkelių juostoms, nors didelė kaina, mažas įkrovimo efektyvumas ir mažas įkrovimo greitis būtų trūkumai.152

F. Baterijų keitimas

Naudojant baterijų keitimo technologiją, elektromobiliai galėtų pakeisti išeikvotas baterijas į visiškai įkrautas. Tai labai sutrumpėtų laikas, reikalingas elektromobiliui įkrauti, o tai būtų labai naudinga vairuotojams.

Keli Kinijos miestai ir įmonės šiuo metu eksperimentuoja su baterijų keitimu, daugiausia dėmesio skirdami daug naudojančių elektrinių transporto priemonių, tokių kaip taksi, parkas. Hangdžou miestas įdiegė baterijų keitimą savo taksi parke, kuriame naudojami vietinės gamybos Zotye elektromobiliai.155 Pekinas pastatė keletą baterijų keitimo stočių, kurias remia vietinis automobilių gamintojas BAIC. 2017 m. pabaigoje BAIC paskelbė apie planą iki 2021 m. pastatyti 3 000 keitimo stočių visoje šalyje.156 Kinijos elektromobilių startuolis NIO planuoja pritaikyti baterijų keitimo technologiją kai kurioms savo transporto priemonėms ir paskelbė, kad Kinijoje pastatys 1 100 keitimo stočių.157 Keli Kinijos miestai – įskaitant Hangdžou ir Čingdao – taip pat naudojo akumuliatorių keitimą autobusams.158

Jungtinėse Amerikos Valstijose diskusijos apie akumuliatorių keitimą nublanko po to, kai 2013 m. bankrutavo Izraelio baterijų keitimo startuolis Project Better Place, kuris buvo suplanavęs lengvųjų automobilių keitimo stočių tinklą153. 2015 m. Tesla atsisakė savo keitimo stoties planų, pastačiusi tik vieną. demonstravimo objektas, kaltindamas vartotojų susidomėjimo stoką. Šiuo metu JAV atliekama nedaug eksperimentų, susijusių su baterijų keitimu154. Baterijų kainų mažėjimas ir galbūt mažesniu mastu nuolatinės nuolatinės srovės greitojo įkrovimo infrastruktūros diegimas, greičiausiai, sumažino trauką keisti baterijas. Jungtinės Valstijos.

Nors baterijų keitimas turi keletą privalumų, jis turi ir pastebimų trūkumų. EV akumuliatorius yra sunkus ir paprastai yra transporto priemonės apačioje, sudarydamas neatskiriamą konstrukcijos komponentą su minimaliais inžineriniais derinimo ir elektros jungčių nuokrypiais. Šiuolaikinius akumuliatorius paprastai reikia aušinti, o prijungti ir atjungti aušinimo sistemas yra sunku.159 Atsižvelgiant į jų dydį ir svorį, akumuliatorių sistemos turi puikiai tikti, kad būtų išvengta barškėjimo, sumažintas nusidėvėjimas ir transporto priemonė būtų centre. Šiuolaikiniuose elektromobiliuose įprasta riedlenčių akumuliatoriaus architektūra pagerina saugumą sumažindama transporto priemonės svorio centrą ir pagerindama apsaugą nuo susidūrimo priekyje ir gale. Išimamiems akumuliatoriams, esantiems bagažinėje ar kitur, šio pranašumo pritrūktų. Kadangi dauguma transporto priemonių savininkų apmokestina daugiausia namuose arbaELEKTROS TRANSPORTO PRIEMONIŲ ĮKROVIMAS KINIJA IR JUNGTINĖSE AMERIKOS VALSTIJOSdarbe baterijų keitimas nebūtinai išspręstų įkrovimo infrastruktūros problemas – tai tik padėtų spręsti viešąjį įkrovimą ir atstumą. Kadangi dauguma automobilių gamintojų nenori standartizuoti akumuliatorių blokų ar dizaino – automobiliai suprojektuoti pagal jų akumuliatorius ir variklius, todėl tai yra pagrindinė nuosavybės vertybė160 – norint pakeisti akumuliatorių gali prireikti atskiro keitimo stoties tinklo kiekvienai automobilių kompanijai arba atskiros įrangos keitimo skirtingiems modeliams ir varikliams. transporto priemonių dydžių. Nors buvo pasiūlyti mobilūs sunkvežimiai, keičiantys akumuliatorių161, šis verslo modelis dar neįgyvendintas.