Электромобили стремительно захватывают рынок, и сегодня всё чаще встает вопрос о том, какие существуют типы зарядных станций и чем они отличаются между собой. Разобраться в этом не так сложно, как кажется на первый взгляд. Знание основ поможет сделать правильный выбор и эффективно использовать возможности современной инфраструктуры. В этом материале мы подробно расскажем про виды ЭЗС (электрозарядных станций), их характеристики, а также рассмотрим, какие типы разъемов применяются сегодня.
Как происходит процесс зарядки электромобиля
Процесс подзарядки, на первый взгляд, сильно отличается от процесса заправки автомобиля бензином или дизельным топливом. Это может вызвать много вопросов у автомобилистов, которые рассматривают возможность перехода на электротранспорт. Процесс зарядки действительно зависит от многих факторов и характеристик как самого автомобиля, так и используемой ЭЗС.
Для того, чтобы разобраться в этом процессе, давайте вспомним базовую информацию из школьного курса физики.
Базовая информация
Батарея электрокара (еще ее называют аккумулятор или тяговая батарея) - система накопления энергии, предназначенная для хранения и последующей передачи электрической энергии, необходимой для питания тягового электродвигателя и вспомогательных систем транспортного средства. Батарея состоит из тысяч отдельных аккумуляторных ячеек, сгруппированных в модули, объединённых в единый пакет с системами охлаждения, нагрева и мониторинга состояния.
Ёмкостью батареи называется количество электроэнергии, которое батарея автомобиля может запасти и затем отдать для питания электродвигателя и других систем машины. Данная характеристика измеряется в киловатт-часах (кВт·ч). Например, самый популярный электрокар в России - Zeekr 001 в стандартной комплектации 2003 года имеет батарею ёмкостью 95 кВт·ч, в 2024 году на российском рынке появилась модель с увеличенной емкостью батареи в 140 кВт·ч.
Мощность измеряют в киловаттах (кВт) и является ключевым показателем, определяющим скорость заряда электромобиля. Она зависит от трёх факторов: возможностей ЭЗС, пропускной способности самого электрокара и характеристик зарядного кабеля. Далее подробно разберём, как это работает на практике.
Зарядка переменным током (AC) - особенности «медленной» зарядки
Самый распространённый способ восполнения заряда - использование переменного тока (AC). Такие станции, часто называемые «медленными», подключаются к бытовой или промышленной электросети и обеспечивают зарядку с мощностью до 22 кВт. Их основными преимуществами являются доступность, сравнительно невысокая стоимость и универсальность применения - как для частных домов, так и для общественных парковок.
Как происходит процесс? ЭЗС передаёт переменный ток по кабелю к автомобилю. Однако батарея авто не может напрямую принимать переменный ток - для этого внутри машины установлено специальное бортовое зарядное устройство (On-Board Charger, OBC). Оно преобразует переменный ток в постоянный, необходимый для зарядки батареи. Важно помнить, что итоговая скорость зарядки будет ограничена именно характеристиками бортового зарядного устройства OBC, а не только возможностями станции или кабеля.
Пример:
- Популярный электромобиль Tesla Model S имеет бортовое зарядное устройство на 11 кВт;
- Водитель подключил электрокар к зарядной станции переменного тока мощностью 22 кВт;
- Кабель при этом также поддерживает 22 кВт.
Результат: мощность заряда ограничивается 11 кВт из-за пропускной способности бортового зарядного устройства.
Зарядка постоянным током (DC) - принцип «быстрой» зарядки
Для быстрого восполнения заряда можно использовать ЭЗС, работающие на постоянным током (DC). Их мощность стартует от 40 кВт и доходит до 800 кВт. Использование DC станций, как правило, позволяет значительно сократить время, требуемое для зарядки, поэтому их часто называют «быстрыми».
Главное отличие от медленной зарядки состоит в том, что преобразование переменного тока в постоянный осуществляется внутри самой зарядной станции. Это позволяет подавать постоянный ток непосредственно в батарею электромобиля, обходя бортовое зарядное устройство.
Пример:
- Тот же автомобиль Tesla Model S оснащён батареей ёмкостью 100 кВт·ч;
- Быстрая ЭЗС выдаёт мощность до 200 кВт;
- Кабель рассчитан на работу с мощностями до 200 кВт.
Итог: заряд будет ограничена 100 кВт, поскольку скорость ограничивается не станцией или кабелем, а максимальной мощностью батареи.
Преимущества зарядки постоянным током
- Существенное сокращение времени подзарядки по сравнению с зарядкой переменным током;
- Возможность быстро восполнить заряд в пути без долгих остановок;
- Совместимость с большим количеством современных моделей электрокаров.
Типы зарядных разъемов
Разъемы переменного тока (AC):
Type 1 / Yazaki (SAE J1772, IEC 62196-1)
Этот разъём наиболее распространен в США и Японии. Его применяют для переменного тока мощностью до 7,4 кВт.
Type 2 / Mennekes (IEC 62196-2)
Стандартный разъём в Европе, поддерживающий как однофазную, так и трёхфазную зарядку. Наиболее востребованный разъем на российском рынке на текущий момент.
GB/T AC
Китайский стандарт разъёма, который стремительно набирает популярность в России.
Разъемы постоянного тока (DC):
CHAdeMO
В основном используется азиатскими производителями.
Combined Charging System (CCS Combo 1 и CCS Combo 2)
CCS Combo объединяет возможность зарядки как переменным, так и постоянным током через один разъём. CCS 1 активно развивается в США, CCS 2 - в Европе.
GB/T DC
Китайский стандарт разъёма.
Tesla
Проприетарный разъем автопроизводителя Tesla. Используется для зарядки как переменным, так и постоянным током.
Однофазная и трехфазная зарядка электромобилей: какие нюансы необходимо знать
При выборе зарядной станции стоит учитывать количество фаз в электропитании на месте установки (количество проводников, то есть проводов под напряжением). Если в месте подключения доступна трёхфазная сеть, целесообразно выбирать трёхфазную ЭЗС --- она позволит заряжать электромобиль быстрее и с меньшими токовыми нагрузками. В случае, когда имеется только однофазная линия, оптимальным решением будет установка однофазной ЭЗС. Многие трёхфазные зарядные устройства поддерживают подключение к однофазной сети, но покупать такое устройство стоит лишь при планах модернизации инфраструктуры в будущем, иначе его потенциал будет использоваться не полностью.
Примеры электромобилей по поддерживаемой мощности зарядки:
7 кВт (однофазная зарядка):
- LiXiang
- Aion
- SAIC
- Weltmeister
- Roewe
- BAIC
- Geely
- Tesla
- BYD
- Mercedes
- NIO
- Volkswagen
11 кВт (трехфазная зарядка):
- Tesla Model 3
- Zeekr 001
- BMW iX3
- Tesla Model Y
- Polestar
- Porsche Taycan
- Tesla Model X
- Xpeng P7
- Hongqi E-HS9
- Tesla Model S
- Audi e-tron
- Ford Mustang Mach-E
- Voyah Free
Кроме количества фаз, важную роль играет сила тока, измеряемая в амперах (А). Если посмотреть на цепочку --- зарядная станция, кабель и электромобиль --- то мощность зарядки будет определяться самым слабым ее звеном. Например, если электромобиль и кабель рассчитаны на 32 А, а станция --- на 16 А, подзарядка будет происходить на мощности, ограниченной 16 амперами.
Таблица зависимости мощности от количества фаз и силы тока:
| Сила тока | 1 фаза | 3 фазы |
|---|---|---|
| 16 А | 3,7 кВт | 11 кВт |
| 32 А | 7,4 кВт | 22 кВт |
Интересной особенностью некоторых моделей электрических автомобилей, таких как VW E-Golf и Skoda, является поддержка зарядки через две фазы. Несмотря на такую возможность автомобиля, зарядных станций, предназначенных специально для двух фаз, не существует. Поэтому для максимально эффективной подзарядки этих моделей требуется полноценная трёхфазная ЭЗС. При этом третья фаза в системе остаётся незадействованной, но именно трёхфазная инфраструктура позволяет использовать две активные фазы для ускоренной зарядки.
Режимы зарядки
MODE 1
Режим 1 представляет собой самый простой способ подзарядки электромобиля через стандартную розетку переменного тока без использования каких-либо защитных устройств. Максимальная выходная мощность ограничивается примерно 2 кВт при токе около 8 ампер. Этот метод крайне медленный --- полная зарядка аккумулятора может занять от 40 до 60 часов. Кроме того, он считается наиболее рискованным из-за отсутствия встроенных систем защиты от перегрева или короткого замыкания.
Требования для зарядки в режиме MODE 1:
- Бытовая розетка переменного тока;
- Стандартный силовой кабель без дополнительных средств защиты.
MODE 2
Режим 2 отличается от первого тем, что в кабель встроен контроллер EVSE (Electric Vehicle Supply Equipment). Это устройство выполняет функции защиты от перегрева, перегрузок и утечек тока, обеспечивая базовый уровень безопасности при использовании от обычной бытовой розетки. Зарядная мощность в этом режиме составляет до 3,7 кВт через розетку 16 ампер. Для полного восстановления заряда аккумулятора требуется от 14 до 16 часов.
Требования для зарядки в режиме MODE 2:
- Розетка переменного тока;
- Зарядный кабель с встроенным контроллером EVSE.
MODE 3
Режим 3 считается современным стандартом для стационарной зарядки электромобилей. В этом режиме заряд осуществляется через специально установленные устройства --- зарядные станции переменного тока. Они подключаются к сети напрямую и обеспечивают подачу трёхфазного переменного тока с возможностью развивать мощность до 22--43 кВт. Для эффективной работы требуется трёхфазная сеть с силой тока от 16 до 80 ампер.
Требования для зарядки в режиме MODE 3:
- Однофазная или трёхфазная сеть переменного тока;
- Установленная ЭЗС переменного тока;
- Соответствующий кабель и предохранительная арматура;
- Бортовое зарядное устройство, поддерживающее необходимые характеристики.
MODE 4
Режим 4 используется для быстрой зарядки электромобилей постоянным током, минуя преобразование внутри автомобиля. Современные «быстрые» станции могут достигать мощности до 800 кВт. Подзарядка до 80% обычно занимает от 20 до 60 минут, после чего электроника автомобиля снижает скорость зарядки для защиты аккумулятора.
Требования для зарядки в режиме MODE 4:
- ЭЗС постоянного тока;
- Совместимый разъём (CCS Combo, CHAdeMO, GB/T, Tesla Supercharger);
- Электромобиль с поддержкой быстрого режима заряда.
Более подробно о режимах зарядки читайте в нашей статье «Разъемы для зарядки электромобилей: все, что нужно знать»
Главное отличие домашней станции от коммерческой
Основной вид различий между домашней и коммерческой зарядной станцией заключается в мощности и уровне автоматизации. Домашние устройства рассчитаны на использование в условиях ограниченной электросети, обеспечивая подзаряд от 3,7 до 22 кВт. Коммерческие ЭЗС работают с высокой мощностью, поддерживают несколько одновременных подключений и интегрированы в системы управления и мониторинга.
Заключение
Если у вас остались вопросы или вы хотите получить помощь в подборе оборудования, специалисты компании VOLT с 2018 года работают на рынке электромобильности и обладают уникальной экспертизой. Мы поможем подобрать оптимальное решение, учитывая ваши задачи и технические требования.