Как работают станции зарядки электромобилей?

Зарядные станции для электромобилей (ЭМ) работают по принципу подачи электроэнергии для подзарядки аккумуляторов электромобилей. Эта концепция восходит к технологиям XIX века. За последние несколько лет ваша местная заправочная станция, возможно, претерпела изменения, поскольку зарядные станции для электромобилей появляются по всему миру, поддерживая растущую волну электромобилей, выходящих на автомагистрали к 2030 году и далее. Но как то же электричество, которое питает вашу электрическую зубную щётку, может бесшумно разогнать двухтонный автомобиль до скорости 0–60 миль в час? Вот подробный обзор того, как Зарядные станции для электромобилей функция —и как такие компании, как Anari, помогают предприятиям адаптироваться к этому электрифицированному будущему.

1. Исторические корни: структура власти

Технология электромобилей не нова. В XIX веке первые электромобили использовали стойки с перезаряжаемыми топливными элементами. —по сути батареи —крутить колёса и двигаться вперёд. Эти пионеры могли подключаться к тем же розеткам, что и лампы и бытовые приборы в домах начала века. В те времена, когда на дорогах господствовали конные экипажи, изобретатели экспериментировали со всеми видами движителей: педалями, паром, аккумуляторами и жидким топливом. Казалось, электромобили обречены на успех. —Не требовались громоздкие резервуары для воды или шумные, выбрасывающие выхлопные газы двигатели. Однако последовала «столетняя стоянка». Открытие обширных нефтяных месторождений (например, в Техасе) сделало бензин дешёвым и общедоступным, а улучшение автомагистралей способствовало более длительным поездкам. Заправки появлялись повсюду, но электричество за пределами городов оставалось дефицитом, что привело к тому, что бензин стал клетчатым флагом, поскольку электромобили исчезали на протяжении большей части XX века.

Сегодня принцип не сильно изменился: вилка подключается к зарядному порту автомобиля, получая энергию от электросети. Однако современные достижения сделали этот процесс быстрее, безопаснее и гораздо эффективнее.

2. Компоненты зарядной станции

• Источник питания : Большинство станций подключены к местной электросети, хотя некоторые используют возобновляемые источники энергии, например, солнечную. Электроэнергия от сети —когда-то редкость за пределами городских территорий —теперь поддерживает растущую «Электрическую аллею» зарядной инфраструктуры.
• Зарядный кабель и разъем : Кабель обеспечивает подачу питания с разъемами (например, Тип 1, Тип 2, CHAdeMO, CCS), подходящими для типа транспортного средства и станции.
• Система управления : обеспечивает безопасную передачу энергии, взаимодействуя с электромобилем, контролируя состояние аккумулятора и предотвращая такие проблемы, как перезарядка.
• Пользовательский интерфейс : Отображает ход зарядки, стоимость или оставшееся время. Многие требуют аутентификации через приложения, RFID-карты или платёжные системы.

3. Типы зарядных станций: Быстрые как молния

Зарядные станции различаются по выходной мощности и скорости и делятся на три основных типа:

• Уровень 1 (медленная зарядка) :
  • Использует стандартные розетки на 120 В (такие, как в домах или гаражах).
  • Увеличивает запас хода на 2–5 миль в час —Идеально подходит для тех, кто заряжает аккумулятор ночью после короткой поездки.
  • Портативные зарядные устройства, входящие в комплект большинства электромобилей, позволяют использовать этот вариант по принципу «подключи и работай».
• Уровень 2 (Средняя зарядка) :
  • Требуются бытовые розетки напряжением 240 В или коммерческие розетки напряжением 208 В (например, для сушилок или офисных помещений).
  • Обеспечивает запас хода 10–60 миль в час (на практике часто говорят о запасе хода до 20 миль).
  • Распространено дома, на работе и в общественных местах, хотя для большей производительности требуется дополнительное оборудование.
• Быстрая зарядка постоянным током (Уровень 3) :
  • Использует высоковольтные входы переменного тока напряжением 480 В, преобразуемые в постоянный ток для прямой зарядки аккумулятора.
  • Может увеличить запас хода на 80–200 и более миль за 20–40 минут (для современных электромобилей это часто 80 миль за 20 минут).
  • Эти станции, расположенные вдоль крупных трасс, таких как межштатная автомагистраль I-5 в Калифорнии, используют передовые технологии как в зарядном устройстве, так и в транспортном средстве.

4. Как происходит процесс зарядки: аккумуляторы в комплекте

• Связь : Водитель подключает кабель к порту электромобиля. В случае быстрых зарядных устройств постоянного тока станция обходит бортовое зарядное устройство, подавая постоянный ток непосредственно на аккумулятор.
• Коммуникация : Станция и транспортное средство «общаются» (по протоколам, таким как OCPP или шина CAN) для оценки заряда аккумулятора, потребности в энергии и пределов безопасности.
• Подача энергии : Электричество поступает из сети —или другой источник —Через станцию. В случае зарядных устройств переменного тока (уровни 1 и 2) бортовое зарядное устройство автомобиля преобразует переменный ток в постоянный. Затем электродвигатель использует накопленную энергию для вращения колёс, напоминая электромобили Викторианской эпохи.
• Мониторинг : Система регулирует напряжение и ток для защиты аккумулятора, замедляя его по мере приближения к полной емкости, чтобы продлить срок службы.
• Завершение : Зарядка останавливается, когда аккумулятор полностью заряжен или сеанс завершен, а кабель отсоединен.

Размер батареи имеет значение: больше ячеек означает больший запас хода, но увеличивает вес и требует больше энергии для передвижения; меньше ячеек облегчает нагрузку, но ограничивает расстояние и скорость перезарядки.

5. Практические детали

• Расходы : Варьируется —бесплатно на некоторых общественных заправках, в других местах с оплатой за кВт·ч или поминутно.
• Совместимость : Стандарты разъемов различаются (например, фирменная вилка Tesla и CCS), хотя адаптеры устраняют некоторые пробелы.
• Диапазон : Современные электромобили с улучшенной эффективностью аккумуляторов могут проезжать сотни миль на одной зарядке благодаря растущей сети станций.

6. Путь вперед: инфраструктура и управление электроэнергией

Спустя более 100 лет после своего появления электромобили снова набирают популярность. Прогнозируется, что к 2030 году количество электромобилей превысит 18 миллионов, включая более 350 моделей, а зарядные станции расширяются в самых разных местах. Автозаправочные станции, торговые центры и государственные учреждения вкладывают значительные средства, превращая старые заправки в центры электромобилей. Но этот бум требует грамотного управления. Перед компаниями стоит непростая задача: всего за несколько лет совместить количество зарядных устройств, производителей и потребительский спрос.

Именно здесь такие компании, как Анари Блеск. Они предлагают комплексные решения. —Планирование, развертывание, тестирование, управление и обслуживание зарядных станций. Anari предоставляет инструменты и круглосуточную поддержку для поддержания бесперебойной работы зарядных станций, будь то квартиры для жильцов, масштабирование автопарков для такси или обслуживание клиентов в торговых центрах. Их программное обеспечение помогает компаниям оставаться на передовых позициях, обеспечивая удовлетворение спроса зарядными станциями, не оставляя никого «на задворках».

7. Пример из реального мира

Представьте, как вы заезжаете на Tesla Model 3 в Зарядная станция Вы подключаетесь, система проходит аутентификацию, и поступает до 250 кВт мощности, что увеличивает запас хода на 200 миль за 15–30 минут. —Плата автоматически выставляется на ваш счёт. Или, дома, зарядное устройство уровня 1 медленно заряжает ваш электромобиль в течение ночи. От викторианских аккумуляторов до современных высокотехнологичных станций — всё дело в использовании электроэнергии для нашего движения вперёд.