Wprowadzenie do typów i złączy ładowania pojazdów elektrycznych

Typy systemów EVSE

Istnieje wiele typów systemów EVSE. Dzielą się one na cztery kategorie, które są oznaczone jako systemy trybu 1 do trybu 4. Systemy EVSE trybów 1, 2 i 3 zasilają pojazd prądem przemiennym, natomiast systemy trybu 4 dostarczają do pojazdu prąd stały i służą do szybkiego ładowania z dużą mocą. Systemy EVSE trybu 4 to jedyny typ, w którym „ładowarka” jest częścią systemu EVSE; w przypadku wszystkich pozostałych typów ładowarka znajduje się w pojeździe. Przyjrzyjmy się typom EVSE nieco dokładniej.

Tryb 1

Jest to tryb ładowania prądem przemiennym, który zwykle traktuje się jako rozwiązanie awaryjne. System EVSE składa się wyłącznie z przewodu, który umożliwia podłączenie pojazdu do standardowego gniazda zasilania. Bezpieczne wdrożenie i stosowanie tego trybu zależy od bezpieczeństwa samej instalacji elektrycznej.  W Wielkiej Brytanii maksymalna moc ładowania wynosi 3 kW. Z powodu braku możliwości automatycznego sterowania funkcją ładowania i braku zagwarantowania odpowiedniej ochrony z użyciem wyłącznika różnicowoprądowego, ładowanie w trybie 1 powinno być stosowane tylko wtedy, gdy nie jest dostępna żadna alternatywa. W wielu krajach jest ono po prostu nielegalne. 

Tryb 2

Jest to tryb ładowania prądem przemiennym, w którym używany jest przenośny system EVSE lub specjalny przewód do ładowania oraz dostępne są urządzenia sterujące i ochrona ziemnozwarciowa. Podobnie jak w przypadku systemów trybu 1, urządzenie korzysta ze standardowego gniazda zasilania, co oznacza, że w zastosowaniach domowych możliwe jest ładowanie z maksymalną mocą 3 kW. Jednocześnie pod warunkiem dostępności przemysłowego gniazda zasilania 32 A możliwe jest uzyskanie wyższej mocy — do 7,4 kW. Systemy EVSE trybu 2 zwykle zalicza się do klasy podstawowej, jednak ich zaletą jest fakt, że użytkownicy mogą z nich korzystać tam, gdzie nie są dostępne żadne inne urządzenia do ładowania. 

Tryb 3

Jest to tryb ładowania prądem przemiennym, w którym używany jest stacjonarny system EVSE obejmujący urządzenia sterujące i ochronę ziemnozwarciową. Zawsze wykorzystuje on przeznaczony specjalnie do tego celu obwód i w zależności od rodzaju źródła zasilania może dostarczać do pojazdu prąd jedno- lub trójfazowy. Typowa moc ładowania wynosi 3,7 kW lub 7,4 kW w instalacjach domowych, ale może być znacznie wyższa — nawet 50 kW lub więcej — w zastosowaniach komercyjnych i publicznych, gdzie dostępne jest źródło zasilania o wystarczającej mocy. Obecnie jest to najczęściej spotykany typ systemu EVSE. 

Tryb 4

Jest to tryb ładowania prądem stałym, w którym stosowany jest stacjonarny system EVSE z wbudowanym układem prostownika, a także urządzeniami sterującymi i ochroną ziemnozwarciową. Jest zawsze zasilany ze specjalnego obwodu. Ładowarki trybu 4 są przeznaczone przede wszystkim do szybkiego lub bardzo szybkiego ładowania i często spotyka się je w miejscach publicznych, takich jak strefy obsługi przy autostradach. Maksymalna moc ładowania może wynosić 100 kW lub więcej. 

Złącza

Do połączenia pojazdów elektrycznych z systemem EVSE stosuje się kilka typów złączy. Jednym z najczęstszych w Europie jest złącze EN 62196-2 typu 1, które jest odpowiednikiem północnoamerykańskiego i japońskiego typu J1772. Jest ono używane z systemami EVSE trybu 2 i 3, a jego maksymalna moc znamionowa wynosi 7,4 kW przy jednej fazie. W Europie powszechnie stosowane jest również złącze EN 62196-2 typu 2 (Mennekes), które obsługuje maksymalną moc znamionową 16,1 kW przy jednej fazie lub 43,7 kW przy trzech fazach.  

W przypadku systemów EVSE, które dostarczają do pojazdu prąd stały, dostępne jest złącze CHAdeMO o maksymalnej mocy znamionowej 100 kW oraz złącze CCS o maksymalnej mocy znamionowej 170 kW. W Europie pojazdy Tesla korzystają ze złącza CCS, ale na innych rynkach marka ta korzysta z własnego złącza.

Zgodnie z trendem branżowym w Europie i Wielkiej Brytanii dąży się do wdrożenia jako jedynego dostępnego standardu złączy typu 2 (Mennekes) i CCS1, podczas gdy w USA będzie to NACS (północnoamerykański standard ładowania, który jest odpowiednikiem złącza Tesla).