Ev Charger Technologies

Технологиите за полнење на ЕВ во Кина и САД се во голема мера слични. Во двете земји, каблите и приклучоците се претежно доминантна технологија за полнење електрични возила. (Безжичното полнење и менувањето батерии имаат најмногу мало присуство.) Има разлики меѓу двете земји во однос на нивоата на полнење, стандардите за полнење и протоколите за комуникација. Овие сличности и разлики се дискутирани подолу.

A. Нивоа на полнење

Во Соединетите Држави, голем дел од полнењето на EV се одвива на 120 волти со помош на немодифицирани домашни ѕидни штекери. Ова е општо познато како Ниво 1 или полнење „проводник“. Со полнење на ниво 1, на типична батерија од 30 kWh и се потребни приближно 12 часа за да се наполни од 20% до речиси целосно полнење. (Нема излези од 120 волти во Кина.)

И во Кина и во Соединетите Американски Држави, голем дел од полнењето на ЕВ се одвива на 220 волти (Кина) или 240 волти (Соединетите Американски Држави). Во Соединетите Држави, ова е познато како полнење на ниво 2.

Таквото полнење може да се случи со немодифицирани приклучоци или специјализирана опрема за полнење EV и обично користи околу 6-7 kW моќ. Кога се полни на 220–240 волти, на типична батерија од 30 kWh и се потребни приближно 6 часа за да се наполни од 20% до речиси целосно полнење.

Конечно, и Кина и Соединетите Американски Држави имаат растечки мрежи на брзи полначи со еднонасочна струја, кои најчесто користат моќност од 24 kW, 50 kW, 100 kW или 120 kW. Некои станици може да понудат моќност од 350 kW или дури 400 kW. Овие DC брзи полначи можат да ја однесат батеријата на возилото од 20% до речиси целосно полнење во периоди кои се движат од приближно еден час до само 10 минути.

Табела 6:Најчестите нивоа на полнење во САД

Извор: Министерството за енергетика на САД

Б. Стандарди за наплата

јас. Кина

Кина има еден национален стандард за брзо полнење на ЕВ. САД имаат три EV стандарди за брзо полнење.

Кинескиот стандард е познат како Кина GB/T. (ИницијалитеGBсе залагаат за национален стандард.)

China GB/T беше објавен во 2015 година по неколку години развој.124 Сега е задолжително за сите нови електрични возила што се продаваат во Кина. Меѓународните производители на автомобили, вклучително и Tesla, Nissan и BMW, го усвоија стандардот GB/T за нивните електрични возила што се продаваат во Кина. GB/T моментално овозможува брзо полнење на максимум 237,5 kW излезна моќност (на 950 V и 250 ампери), иако многу

Кинеските DC брзи полначи нудат полнење од 50 kW. Нов GB/T ќе биде пуштен во продажба во 2019 или 2020 година, кој наводно ќе го надгради стандардот за да вклучи полнење до 900 kW за поголеми комерцијални возила. GB/T е стандард само за Кина: неколкуте кинески ЕВ извезени во странство користат други стандарди.125

Во август 2018 година, Советот за електрична енергија на Кина (CEC) објави меморандум за разбирање со мрежата CHAdeMO, со седиште во Јапонија, за заеднички развој на ултра брзо полнење. Целта е компатибилност помеѓу GB/T и CHAdeMO за брзо полнење. Двете организации ќе бидат партнери за проширување на стандардот во земји надвор од Кина и Јапонија.126

ii. Соединетите Американски Држави

Во Соединетите Американски Држави, постојат три стандарди за полнење EV за брзо полнење DC: CHAdeMO, CCS SAE Combo и Tesla.

CHAdeMO беше првиот стандард за брзо полнење на EV, кој датира од 2011 година. Тој беше развиен од Токио

Electric Power Company и кратенка за „Charge to Move“ (игра на зборови на јапонски).127 CHAdeMO моментално се користи во САД во Nissan Leaf и Mitsubishi Outlander PHEV, кои се меѓу најпродаваните електрични возила. Успехот на Листот во Соединетите Држави може да бидеПОЛНЕЊЕ НА ЕЛЕКТРИЧНИ ВОЗИЛА ВО КИНА И СОЕДИНЕТИТЕ ДРЖАВИ

ENERGYPOLICY.COLUMBIA.EDU | ФЕВРУАРИ 2019 |

делумно поради раната посветеност на Nissan да воведе CHAdeMO инфраструктура за брзо полнење на дилерите и другите урбани локации.128 Од јануари 2019 година, имало над 2.900 CHAdeMO брзи полначи во САД (како и повеќе од 7.400 во Јапонија и 7.900 во Европа).129

Во 2016 година, CHAdeMO објави дека ќе го надгради својот стандард од почетната стапка на полнење од 70

kW ќе понуди 150 kW.130 Во јуни 2018 година, CHAdeMO најави воведување на способност за полнење од 400 kW, користејќи кабли со течно ладење од 1.000 V, 400 ампери. Повисокото полнење ќе биде достапно за да се задоволат потребите на големите комерцијални возила како камиони и автобуси.131

Вториот стандард за полнење во Соединетите Држави е познат како CCS или SAE Combo. Беше објавен во 2011 година од група европски и американски производители на автомобили. Збороткомбинацијапокажува дека приклучокот содржи и полнење со наизменична струја (до 43 kW) и полнење со еднонасочна струја.132

Германија, коалицијата Charging Interface Initiative (CharIN) беше формирана за да се залага за широко распространето усвојување на CCS. За разлика од CHAdeMO, CCS приклучокот овозможува DC и AC полнење со една порта, намалувајќи го просторот и отворите потребни на телото на возилото. Јагуар,

Volkswagen, General Motors, BMW, Daimler, Ford, FCA и Hyundai поддржуваат CCS. Тесла, исто така, се приклучи на коалицијата и во ноември 2018 година објави дека нејзините возила во Европа ќе бидат опремени со приклучоци за полнење CCS.133 Шевролет Болт и БМВ i3 се меѓу популарните електрични возила во Соединетите држави кои користат CCS полнење. Додека сегашните брзи полначи CCS нудат полнење со околу 50 kW, програмата Electrify America вклучува брзо полнење од 350 kW, што може да овозможи речиси целосно полнење за само 10 минути.

Третиот стандард за полнење во Соединетите Држави е управуван од Tesla, кој лансираше своја сопствена мрежа Supercharger во САД во септември 2012 година.134 Tesla

Суперполначите обично работат на 480 волти и нудат полнење на максимум 120 kW. Како

од јануари 2019 година, на веб-страницата на Tesla беа наведени 595 локации за суперполначи во Соединетите држави, со дополнителни 420 локации „наскоро“.

Во нашето истражување за овој извештај, ги прашавме испитаниците од САД дали сметаат дека недостатокот на единствен национален стандард за брзо полнење DC е пречка за усвојување на EV. Малкумина одговориле потврдно. Причините поради кои повеќекратните стандарди за брзо полнење DC не се сметаат за проблем вклучуваат:

● Повеќето полнење на EV се одвива дома и на работа, со полначи од Ниво 1 и 2.

● Голем дел од инфраструктурата за полнење на јавната и на работното место досега користела полначи на ниво 2.

l Достапни се адаптери што им овозможуваат на сопствениците на EV да ги користат повеќето брзи полначи со еднонасочна струја, дури и ако EV и полначот користат различни стандарди за полнење. (Главниот исклучок, мрежата за полнење на Tesla, е отворена само за возилата на Tesla.) Имено, постојат одредени грижи за безбедноста на адаптерите за брзо полнење.

● Бидејќи приклучокот и конекторот претставуваат мал процент од цената на станицата за брзо полнење, ова претставува мал технички или финансиски предизвик за сопствениците на станиците и може да се спореди со цревата за различни октански бензини на станицата за полнење гориво. Многу јавни станици за полнење имаат повеќе приклучоци прикачени на еден столб за полнење, што овозможува секој тип на EV да се полни таму. Навистина, многу јурисдикции го бараат тоа или го поттикнуваат тоа.ПОЛНЕЊЕ НА ЕЛЕКТРИЧНИ ВОЗИЛА ВО КИНА И СОЕДИНЕТИТЕ ДРЖАВИ

38 | ЦЕНТАР ЗА ГЛОБАЛНА ЕНЕРГЕТСКА ПОЛИТИКА | КОЛУМБИЈА СИПА

Некои производители на автомобили рекоа дека ексклузивната мрежа за полнење претставува конкурентна стратегија. Клас Бракло, шеф на електромобилноста во BMW и претседател на CharIN, изјави во 2018 година: „Го основавме CharIN за да изградиме позиција на моќ“. подготвеност да им дозволи на другите модели на автомобили да ја користат неговата мрежа под услов да придонесуваат со финансиски средства пропорционално на користењето.138 Тесла е исто така дел од CharIN промовирање на CCS. Во ноември 2018 година, објави дека автомобилите Модел 3 што се продаваат во Европа ќе бидат опремени со порти CCS. Сопствениците на Tesla можат да купат и адаптери за пристап до CHAdeMO брзите полначи.139

В. Комуникациски протоколи за полнење Комуникациските протоколи за полнење се неопходни за оптимизирање на полнењето за потребите на корисникот (за да се открие состојбата на полнење, напонот на батеријата и безбедноста) и за мрежата (вклучувајќи

капацитет на дистрибутивната мрежа, цени за време на употреба и мерки за одговор на побарувачката).140 Кина GB/T и CHAdeMO користат протокол за комуникација познат како CAN, додека CCS работи со протоколот PLC. Протоколите за отворена комуникација, како што е протоколот за отворена точка за полнење (OCPP) развиен од Open Charging Alliance, стануваат сè попопуларни во САД и Европа.

Во нашето истражување за овој извештај, неколку американски интервјуирани го наведоа чекорот кон протоколи и софтвер за отворени комуникации како приоритет на политиката. Конкретно, некои проекти за јавни наплати кои добиле финансирање според американскиот Закон за обновување и реинвестирање (ARRA) беа наведени дека избрале продавачи со сопственички платформи кои последователно доживеале финансиски тешкотии, оставајќи скршена опрема која барала замена.141 Повеќето градови, комунални услуги и наплата мрежите контактирани за оваа студија изразија поддршка за протоколи за отворени комуникации и стимулации за да овозможат беспрекорно префрлување на мрежните домаќини за полнење даватели.142

D. Трошоци

Домашните полначи се поевтини во Кина отколку во САД. Во Кина, типичен ѕиден полнач со моќност од 7 kW се продава на интернет за помеѓу 1.200 и 1.800 јени.143 Инсталирањето бара дополнителни трошоци. (Повеќето купувања од приватни ЕВ доаѓаат со вклучен полнач и инсталација.) Во Соединетите Американски Држави, домашните полначи од Ниво 2 чинат во опсег од 450 до 600 долари, плус просечно приближно 500 долари за инсталација.144 Опремата за брзо полнење со еднонасочна струја е значително поскапа во двете земји. Трошоците варираат во голема мера. Еден кинески експерт интервјуиран за овој извештај процени дека инсталирањето на постројка за брзо полнење на еднонасочна струја од 50 kW во Кина обично чини помеѓу 45.000 и 60.000 јени, при што самата полначница изнесува околу 25.000 - 35.000 јени и кабли, подземна инфраструктура и сметководство за работна сила. за остатокот.145 Во Соединетите Американски Држави, DC брзото полнење може чини десетици илјади долари по објава. Главните променливи кои влијаат на трошоците за инсталирање на опремата за брзо полнење со еднонасочна струја ја вклучуваат потребата од ровови, надградби на трансформаторите, нови или надградени кола и електрични панели и естетски надградби. Означувањето, дозволата и пристапот за лицата со посебни потреби се дополнителни размислувања.146

E. Безжично полнење

Безжичното полнење нуди неколку предности, вклучувајќи естетика, заштеда на време и леснотија на користење.

Беше достапен во 1990-тите за EV1 (ран електричен автомобил), но денес е реткост.147 Безжични системи за полнење ЕВ понудени онлајн се движат по цена од 1.260 до околу 3.000 долари. околу 85%.149 Тековните производи за безжично полнење нудат пренос на енергија на 3–22 kW; безжични полначи достапни за неколку модели на EV од полнење без приклучок со 3,6 kW или 7,2 kW, што е еквивалентно на полнење на ниво 2.150 Додека многу корисници на ЕВ сметаат дека безжичното полнење не вреди дополнителни трошоци,151 некои аналитичари прогнозираат дека технологијата наскоро ќе биде широко распространета. и неколку производители на автомобили најавија дека ќе понудат безжично полнење како опција за идните електрични возила. Безжичното полнење може да биде привлечно за одредени возила со дефинирани рути, како што се јавните автобуси, а исто така е предложено и за идните електрични автопатски ленти, иако високата цена, малата ефикасност на полнење и бавните брзини на полнење би биле недостатоци.152

F. Замена на батерии

Со технологијата за замена на батерии, електричните возила би можеле да ги заменат своите истрошени батерии за други кои се целосно наполнети. Ова драматично ќе го скрати времето потребно за полнење на EV, со значителни потенцијални придобивки за возачите.

Неколку кинески градови и компании моментално експериментираат со замена на батерии, со фокус на високо-искористените ЕВ флота, како што се такси. Градот Хангжу распореди замена на батерии за својата такси флота, која користи локално произведени Zotye EV.155 Пекинг изгради неколку станици за замена на батерии во обид поддржан од локалниот производител на автомобили BAIC. Кон крајот на 2017 година, BAIC објави план за изградба на 3.000 станици за размена на национално ниво до 2021 година.156 Кинескиот стартап за електрични возила NIO планира да примени технологија за замена на батерии за некои од своите возила и најави дека ќе изгради 1.100 станици за замена во Кина.157 Неколку градови во Кина — вклучувајќи ги Хангжу и Кингдао - исто така користеле батерија замена за автобуси.158

Во Соединетите Држави, дискусијата за замена на батерии избледе по банкротот во 2013 година на израелскиот стартап за замена на батерии Project Better Place, кој планираше мрежа на станици за замена за патнички автомобили.153 Во 2015 година, Тесла ги напушти плановите за замена на станицата откако изгради само една демонстративен објект, обвинувајќи го недостатокот на интерес на потрошувачите. Во Соединетите Држави денес се во тек неколку или воопшто некои експерименти во однос на замена на батерии.154 Падот на трошоците за батерии, а можеби и во помала мера распоредувањето на инфраструктурата за брзо полнење со еднонасочна струја, веројатно ја намали привлечноста на замена на батерии во Соединетите Американски Држави.

Додека менувањето на батериите нуди неколку предности, има и забележителни недостатоци. Батеријата EV е тешка и обично се наоѓа на дното на возилото, формирајќи интегрална структурна компонента со минимални инженерски толеранции за усогласување и електрични приклучоци. Денешните батерии обично бараат ладење, а поврзувањето и исклучувањето на системите за ладење е тешко.159 Со оглед на нивната големина и тежина, системите на батерии мора да се вклопуваат совршено за да се избегне штракање, да се намали абењето и да се задржи возилото во центарот. Архитектурата на батериите на скејтбордот вообичаена кај денешните ЕВ ја подобрува безбедноста со намалување на центарот на тежината на возилото и подобрување на заштитата од судир напред и назад. На отстранливите батерии сместени во багажникот или на друго место би им недостасувала оваа предност. Бидејќи повеќето сопственици на возила наплаќаат главно дома илиПОЛНЕЊЕ НА ЕЛЕКТРИЧНИ ВОЗИЛА ВО КИНА И СОЕДИНЕТИТЕ ДРЖАВИна работа, замената на батериите не мора да ги реши проблемите со инфраструктурата за полнење - тоа само ќе помогне во решавањето на јавното полнење и опсегот. И бидејќи повеќето производители на автомобили не се подготвени да ги стандардизираат батериските пакети или дизајни - автомобилите се дизајнирани околу нивните батерии и мотори, што го прави ова клучна сопствена вредност160 - замена на батерии може да бара посебна мрежа за замена на станица за секоја автомобилска компанија или посебна опрема за замена за различни модели и големини на возила. Иако се предложени мобилни камиони за замена на батерии,161 овој деловен модел допрва треба да се имплементира.