Важные вопросы и простые ответы

Это обзорная статья позволяющая за короткий промежуток времени поднять свой личный уровень знания в области разумной эксплуатации электромобилей с «около нулевого» до уровня выше «абсолютного большинства людей кто продает эти самые электромобили, включая многих официальных дилеров к сожалению».

 

Пожалуй однозначно надо начать с самого основного:

Почему есть БЫСТРАЯ и МЕДЛЕННАЯ зарядка? 

Электромобиль для движения использует накопленный в своей батареи постоянный ток (DC). А в наших электросетях используется переменный ток (AC). Собственно для зарядки электромобиля переменный ток должен сначала преобразоваться в постоянный (AC → DC). И тут у нас ровно два варианта.

 

Первый вариант - преобразование происходит в больших по размеру и мощных блоках инверторов в коммерческих зарядных станциях (довольно большого размера «шкафы» которые стоят на трассах и на улицах). В электромобиль подается уже постоянный ток фактически напрямую в его в батарею.

Второй вариант — преобразование происходит в более компактном (а значит и менее мощном) блоке преобразователя непосредственно в вашем электромобиле.

И даже если вы не понимаете понятие постоянного тока или переменного, это не важно. Тут главное понять что электромобилю нужно для принятия заряда сначала «специальным образом преобразовать ток» до нужных ему параметров. Либо он это делаем сам (ограничиваясь небольшими возможностями внутреннего преобразователя), либо электромобилю уже предоставляют уже преобразованный ток используя более мощные блоки инверторов быстрых зарядных станций. Вот и получается зарядка электромобиля от бытовой сети переменного тока более медленная, чем зарядка электромобиля от коммерческой станции постоянным током.

Кстати поэтому в электромобиле, как правило, два зарядных порта или один комбинированный -  для постоянного и переменного тока.

 

 

Отсюда же появляется другой вопрос:

Как заряжать электромобиль дома быстрее?

Вот вы уже купили электромобиль и заряжаете его дома от бытовой сети (предположим зарядкой которая была в комплекте с машиной) и через какое-то время вы понимаете - «надо быстрее». И тут уже перед вами три варианта развития событий.

Первый вариант — вы используете зарядное устройство мощность которого меньше, чем возможности внутреннего блока преобразователя вашего авто (инвертора). Другими словами ваша зарядка дает вашему электромобилю меньше переменного тока, чем он может принять. Вариант оптимистичный — за небольшие деньги вы просто приобретаете нужное (и главное подходящее вам) зарядное устройство и ваш электромобиль начинает заряжаться быстрее (но в пределах возможности своего внутреннего блока преобразователя).

Вариант второй — в котором вы узнаете, что ваше зарядное устройство уже дает вашему автомобилю максимум тока и больше ваш электромобиль не сможет принять от бытовой сети. Вариант печальный, но не такой печальный если бы вы сначала купили более дорогое и мощное зарядное устройство, а потом только узнали, что ваш электромобиль не стал заряжаться быстрее.

Вариант третий — условно фантастический. У вас много свободных денег и самое главное еще больше желаний быстрее заряжаться дома и вы покупаете домой зарядную станцию постоянного тока, в которой происходит преобразование переменного тока в постоянный, и уже постоянный ток подается в электромобиль.

 

 

Что значит однофазный или трехфазный инвертор (блок преобразователя) электромобиля и какая у них максимальная мощность?

На момент написания статьи известны следующие варианты характеристик внутренних блоков инверторов (преобразователей) тока электромобилей:

Первый вариант - в электромобиле используется исключительно однофазный инвертор.

Второй вариант — используется инвертор способный работать как в однофазном режиме, так и трехфазном режиме.

Есть еще вариант три — но это единичный случай, и очень странный случай. Когда в электромобиле инвертор способный работать в однофазном или двухфазном режиме. Мне известен один такой электромобиль (Volkswagen e-Golf) и там действительно так все странно реализовано инженерами, что даже не хочется из-за этого исключения этот вариант описывать тут.

А теперь подробнее опишем варианты один и два. Если у вашего электромобиля исключительно однофазный инвертор он будет работать от переменной сети напряжения 230 вольт и принимать ток мощностью от 16 или до 32А в зависимости от того как спроектировали и сделали этот блок, что соответственно даст вам в таком режиме либо 3,7 кВт либо 7,4 кВт максимум заряда в час. 

 

Если ваш электромобиль способен принимать переменный ток и по трем фазам тоже то при напряжении 380 вольт это будет так же до 16А или до 32А, что даст либо до 11 кВт, либо до 22 кВт заряда соответственно.

 

Как узнать какой инвертор используется в моем электромобиле ?

Со 100% уверенностью об этом знают инженеры и производитель вашего автомобиля. Но по какой-то загадочной причине маркетологи решили, что это не важная информация. Возможно в бедующем ситуация изменится, но пока такую информацию весьма трудно или часто невозможно найти на официальном сайте. Более того, официальные дилеры продавая электромобиль тоже не горят желанием разбираться с такими "мелочами". И поэтому в лучшем случае продавцы электричек ничего не говорят покупателем, а в худшем вводят их в заблуждение. Вот и приходится владельцам авто и нам вместе с ними разбираться в этом вопросе.

И как мы это делаем?  Вариант первый - проанализировать зарядный порт электромобиля. Нас интересует зарядный порт переменного тока.

Пример, если перед нами зарядный порти ТИП1, то в этом электромобиле точно однофазный инвертор - так как физически этот порт имеет в своем конструктиве контакты лишь для однофазного присоединения:

И вот если в вашем электромобиле такой порт, или же комбинированный порт CCS1 (что в обсуждаемом вопросе одно и тоже) вы можете сразу забыть о мыслях купить трехфазную зарядку и заряжаться быстрее. У вас тут два варианта, это либо однофазная зарядка до 16А либо до 32А , т.е. либо будет зарядка до 3,7 кВт либо до 7,4 кВт.

 

Так же исключительно в однофазном режиме могут заряжаться электромобили Tesla с рынка США:

А вот с зарядными электромобилями использующие порты европейского типа или же китайского типа все не так просто. Ведь эти порты могут работать как в однофазном, так и в трехфазном варианте. Правда есть простые исключения, когда можно узнать сразу что в данном электромобиле исключительно однофазный режим - это вариант когда в разъеме не выведены контакты фазы2 и фазы3.

Великолепно информативное фото:

Это разъем европейского типа (TYPE2)  в котором отсутствуют контакты  L2 и L3 (фаза 2 и 3).. Если владелец этого электромобиля купит трехфазное зарядное устройство, то электромобиль даже не заметит этого, так как не будет физического соединения оставшихся двух фаз, но заряжать ваш автомобиль оно все же будет, хоть и по одной фазе.

 

А вот ниже пример китайского зарядного порта GB/T:

Китайский порт и европейский похожи, и суть тут одна - два нижних контакта это фаза 2 и фаза 3. И если в зарядном порту нет этих двух контактов, то и нет наличия трехфазного инвертора под капотом. И нам крайне печально, когда продавцы машин (будем думать из-за низкой грамотности в данном вопросе) уверяют покупателей что будет зарядка от трех фаз. Потому что владельца ждет жесткое разочарование, возможно с потерей денег ввиду переплаты за ненужное ему трехфазное зарядное устройство.

 

На этом простая часть определения типа инвертора электромобиля закончена. Потому что если в вашем электромобиле зарядный порт европейского или китайского стандарта и все контакты у вас на месте, тут уже могут быть варианты.

Слева комбинированный европейский порт CCS2, справа китайский GB/T как видно контакты нижние на месте. Оба электромобиля имеют на борту трехфазный инвертор, но это я пишу на основании того, что знаю от каких авто эти порты и знаю характеристики этих авто. Но к сожалению, наличие нижних контактов не дает 100% уверенности. Если мы говорим о европейском порте тут, как правило, все просто и понятно - есть контакты, значит есть три фазы. Но в случае китайского стандарта (и китайского рынка производства) иногда производителю проще установить одни и теже порты для упрощения производства, не обращая внимания на соответствие нижних контактов и количества поддерживаемых фаз в инверторе электромобиля.

 

А теперь минутка юмора, чтобы мозги немного отдохнули. Выше я уже писал, как правило, в электромобиле либо одно фазный инвертор, либо трехфазный с возможностью работы так же в однофазном режиме. Но есть и необъяснимый вариант:

Это зарядный порт электромобиля e-Golf. Зелеными стрелками показаны контакты фазы 1 и 2, а красной стрелкой отсутствующий контакт фазы 3. Какой-то непонятный двухфазный режим. И ведь самое удивительное то, что данный электромобиль одинаково заряжается как от одной фазы так и от двух, зачем так сделали? Непонятно. Ведь обычно электромобили в однофазном режиме принимают до 7 квт грубо говоря и в трехфазном 11 квт и даже больше. (Единственное возможное объяснение что это наверное сделано для разгрузки одной фазы и распределение мощности на две)

 

У моего электромобиля однофазный порт, но сеть не справляется с нагрузкой на одну фазу - тогда я куплю трехфазную зарядку и все станет хорошо, верно? (в мыслях представляем что зарядка сложит ток с трех фаз в одну)

Это весьма распространенное заблуждение и очень хорошо когда в момент подбора зарядного устройства мы узнаем о таких планах покупателя. Распространенный вариант к примеру - меем частный дом и подведенные три фазы на 15 квт, на каждой фазе автомат 25А и с каждой фазы можем получить примерно 5.5 кВт. И предположим у вас электромобиль с однофазным портом которому надо 32А  те 7 квт. И в голове рождается вроде бы логический вывод - так как общая выделенная мощность по трем фазам 15 квт, надо просто купить трехфазное зарядное устройство которое каким то образом сложит мощность по трем фазам в одну и даст без проблем эти 7 из 15 квт. Нет не даст. Ни одно зарядное устройство работающее от сети переменного тока так сделать не сможет. Как устроено и как разботает зарядное устройство такого типа можно прочитать в нашей статье тут. Если вы приобрете трехфазное зарядное устройство и подключите его к однофазному зарядному порту электромобиля, то он получит ток только по одной фазе. Без какого либо сложения, увы.

Но решение есть. Не очень дешевое, но есть. Вот например такой стабилизатор известной фирмы 3 в 1. Автору текста ничего не известно о каких либо наюансах и надежности этого вариант, но сама фирма внушает доверие и давно занимается такого рода оборудованием. Если этот вариант вам подходит по бюджету, рекомендуем при преобретении связаться с производителем и все уточнить.

 

Теперь о действительно важном и страшном.

Как ярко горят электромобили если к ним подключить более мощную зарядку переменного тока? 

Вопрос был для привлечения внимания, но примерно вот такое думают многие покупатели электромобилей. Ответ - более мощное зарядное устройство переменного тока не может навредить вашему электромобилю. И это прекрасно. Инженеры тут все весьма хорошо придумали. Ведь зарядка переменного тока это грубо говоря "умная переноска или умный удлинитель", т.е. некий посредник между вашим электромобилем и вашей розеткой (сетью).

Это упрощенное представление, но весьма близкое. Зарядное устройство переменного тока при соединении с электромобилем обменивается с ним информацией по определенному "протоколу". В этот момент происходит проверка безопасности соединения, а также зарядное устройство передает вашему электромобилю информацию о максимально возможной силе тока, которую может выдержать ваша сеть или ваша розетка.

Действительно - откуда еще электромобиль может узнать сколько ему можно максимум взять тока, чтобы не навредить вашей сети? Слабые зарядные устройства имеют евро вилку - и передают элекмтромобилю что больше 16А брать нельзя, это предел для обычной евро розекти. Более продвинутые зарядные устройства имеют регулировку, и силу тока можно сделать меньше максимально возможной для этой зарядки. А еще зарядное устройство заботится о вашей безопасности и о безопасности электромобиля (защита от высокого и низкого напряжения, защита от утечки тока, защита от перегрева и тд). Хотя откровенно говоря, он сам о себе способен хорошо позаботится и со стороны электромобиля есть все те же уровни защиты, что и со стороны зарядки. Но в этих простых отношениях зарядки и электромобиля, главный всегда электромобиль. А что же происходит если к электромобилю, который может например принять максимум 16А от одной фазы, подключить зарядку на 32А? Зарядка в момент подключения передает информацию элекмтромобилю "ты можешь максимум взять 32А, иначе что то задымиться тут или даже загорится" - электромобиль реагирует - "круто, я за вас рад, но я могу лишь 16А поэтому больше не возьму". Вот и все риски, а точнее полное их отсутвие. Именно поэтому если вы купили зарядное устроство более мощное, чем внутренний блок инвертора вашего электромобиля - ничего не произойдет (если не считать ваше разочарования и обрушенные надежды на более быструю зарядку дома) .

 

Какие бывают переходники? И еще раз о зарядных портах.

Инженеры и мировое сообщество пробует договориться о едином стандарте зарядного порта, но реальность такова что уже созданно несколько вариантов и от них никуда уже не деться. Например компания Tesla отдала в открытый доступ чертежи и спецификации своего зарядного порта, а так же разрешила на своих станциях зарядных заряжать другие электромобили. Они по "скромногому" назвали свой вариант зарядного пистолета и порта "американский стандарт". Что будет в будущем мне не известно, давайте разбираться с тем что есть уже сейчас. 

И снова начнем с простого, ниже будут представлены зарядные порты которые работают в однофазном режиме и принимают переменный ток от обычной сети:

 

Type I (Япония и США)	Type II (Европа)	GB/T (Китай)	Tesla  (США)

И не смотря на все это разнообразие все эти порты работают по одинаковому простому протоколу передачи данных, а значит легко изготовить переходник с одно порта на другой - нужно всего лишь "перенаправить" контакты. И это очень хорошая новость. Ниже пример переходника с TYPE1 на Tesla:

 

Переходник может быть выполнен и в виде кабеля, но суть ведь таже:

 

А вот к быстрыми портами постоянного тока все намного сложнее - а причина простая, у кадого стандарта свой весьма сложны протокол обмена данными.

Итак ,быстрые зарядные порты постоянного тока:

 

ChaDemo (Япония)	GB/T (Китай)	CCS1 (Европа)	CCS2 (Европа)	Tesla (США)

Порты CCS1 и CCS2 являбтся комбинированными, те один порт объединят два порта - порт медленный переменного тока (верхняя часть порта) и порт быстрый постоянного тока (весь порт целиком, но силовые контакты нижние). Как видно порт Tesla используется и для зарядки переменным током и постоянным. А японский и китайский порт быстрой зарядки отличается от порта медленной зарядки, поэтому как правило на электромобиле два порта размещают. Вот так к примеру выглдите переходник на быстрый зарядный порт:

Его используют если на зарядной станции пистолет японского стандарта ChaDemo а в электромобиле порт китайский GBT. И стоят такого рода переходники весьма дорого. Причины две - первая по мимо перенаправления контактов в этом переходнике должна быть еще плата, назовем ее "переводчик" с одного стандарта на другой. Ведь машина не должна заметить ни какой разницы, иначе будет ошибка и машина не станет заряжаться. По сути там находится микроконтроллер который осуществляет подмену данных в обе стороны передачи согласнтно двум стандартам. Вторая причина - небольшой спрос, а значит по законам рынка это означает небольшое количество товара производимого и более высокая цена. 

 

***статья продолжится когда автор отдохнет и зарядится вдохновением***