Целью данной работы является анализ существующих режимов зарядки для электромобилей и электротранспорта. Рассмотрены основные режимы зарядки, которые отличаются между собой как по электрическим, так и по временным показателям. Так же рассмотрен основной функционал, входящий в состав каждого режима зарядки.
Ключевые слова : зарядное устройство, режим зарядки, постоянный ток, переменный ток.
Электромобиль — автомобиль, приводимый в движение одним или несколькими электродвигателями с питанием от независимого источника электроэнергии (аккумуляторов, топливных элементов, конденсаторов и т. п.), а не двигателем внутреннего сгорания [1].
В связи с расширением применения электромобилей, возникает вопрос в необходимости обеспечения данного вида транспорта электроэнергией. Осознавая, что электромобиль, в первую очередь, является средством передвижения, перед энергетиками стоит задача в обеспечении комфортных и практичных режимов подачи электроэнергии.
Основная часть
Расширение модельного ряда, разнообразие функционала и предназначения электромобилей и электротранспорта, привели к необходимости обеспечения их определенными режимами зарядки. В следствии чего, согласно ГОСТ IEC 62196, реализованы следующие режимы зарядки: Mode 1, Mode 2, Mode 3, Mode 4 [2].
Режим 1. Режим работы, в первую очередь, можно отнести к домашнему режиму работы. Это связано с тем, что зарядка в данном режиме осуществляется при помощи удлинителя от стандартной бытовой розетки. Данный способ зарядки применим предпочтительно для маломощных электромобилей и электротранспорта. Это связано во многом с малыми показателями зарядного переменного тока, максимальные значения которого достигают лишь 16 ампер. Так же одним из недостатков данного режима зарядки является отсутствие информационной связи с автомобилем и систем безопасности, что может привести к не диагностируемому ударному току. Необходимо отметить, что основной причиной, по которой данный режим не эксплуатируется для обеспечения полного заряда электротранспорта, является высокое значение времени заряда. При данном режиме процесс полной зарядки достигается по истечении 40–60 часов, что является не практичным показателем, для повседневного вида транспорта [3].
Режим 2. Данный режим работы так же предполагает собой процесс зарядки электромобиля от бытовой розетки, но в данном случае, в состав зарядного кабеля встроено защитное устройство, предназначенное для предотвращения от ударов переменного и постоянного тока. Данный кабель поставляется в комплекте с электрифицированным транспортным средством. Данный режим является самым распространенным режимом подзарядки на сегодняшний день. Защитное устройство у данного кабеля имеет функции регулирования мощности и контроля параметров безопасности. Потребительская востребованность в данном режиме зарядки, по сравнении с предыдущим режимом, обусловлена в улучшенных токовых характеристиках. Ток зарядки в данном режиме достигает значений до 32 ампер, что тем самым уменьшает время зарядки в 2 раза.
Режим 3. Зарядка при данном режиме предполагает использование в качестве источника тока специализированную не габаритную зарядную станцию напольного, либо настенного вида. Питание в данном режиме может обеспечиваться как 1-фазным, так и 3-фазным током. В состав кабеля при данном режиме заряда включен тот же защитный функционал, что и в режиме Mode 2, но входит он уже в состав самой зарядной станции. Так же, отличительной особенностью является функция «контролируемой» зарядки. Заряд поступает на электромобиль только тогда, когда контролирующая аппаратура определит оптимальное значение тока заряда. Так же данная функция обеспечивает контроль за основными показателями на всем протяжении процесса заряда. Зарядная станция в данном режиме работы может обеспечивать процесс зарядки трехфазным током до 63 ампер, что в свою очередь уменьшает время на обеспечение полной зарядки в 2 раза и достигает значений 4–8 часов. В связи с подобными показателями, данный режим уже имеет место для использования в транспортных средствах постоянной эксплуатации.
Режим 4. Данный режим зарядки является самым усовершенствованным из всех, ранее рассмотренных режимов. Это связано с тем, что режим работы производится при помощи постоянного тока. Благодаря постоянному току, данная зарядка получила название «быстрая». Особенность данного режима, так же, является то, что преобразование тока идет на стороне самой зарядной станции, а не автомобиля, как на предыдущих режимах. Тем самым на борт электромобиля поступает преобразованный постоянный ток, в несколько раз большим номиналом, чем у предыдущего режима. Зарядка аккумуляторной батареи до 80 процентов, при данном режиме, осуществляется за полчаса, что является очень комфортным условие, для непрерывной эксплуатации автомобиля в городских условиях. Данный режим имеет самые высокие токовые характеристики, в сравнении с предыдущими режимами работы. Но в связи с большим количеством аппаратуры, входящий в состав зарядной станции, данный режим является самым дорогим. К сожалению, именно данный фактор, является препятствующим в развитии данного режим в промышленных и социальных масштабах.
Заключение
С учетом широкого разнообразия электромобилей и электротранспорта все режимы зарядки имеют свои области применения.
Первые два режима в большей степени подходят для эксплуатации в качестве подзарядки. Основными потребителями при этом будут являться маломощные электромобили и электрифицированная техника. Они не требуют больших токовых характеристик и быстрого времени заряда.
Третий и четвертый режим работы уже предназначены для более широко специализированной техники, главным параметрами для которой являются долгий запас хода и мощность батареи. Четвертый режим так же особо актуален в сфере транспортных перевозок. Он способен решить проблему простоя электромобилей и увеличить транспортную нагрузку на автопарк.
Литература:
- Электромобиль. — Текст: электронный // fandom: [сайт]. — URL: https://future.fandom.com/ru/wiki/ %D0 %AD %D0 %BB %D0 %B5 %D0 %BA %D1 %82 %D1 %80 %D0 %BE %D0 %BC %D0 %BE %D0 %B1 %D0 %B8 %D0 %BB %D1 %8C (дата обращения: 03.06.2024).
- Международный стандарт. — Текст: электронный // docs.cntd: [сайт]. — URL: https://docs.cntd.ru/document/1200192236?ysclid=lx1g7lhvca935288637 (дата обращения: 05.06.2024).
- Режимы зарядки электромобиля. — Текст: электронный // mida: [сайт]. — URL: https://www.midaevse.com/ru/ev-guide-1/ (дата обращения: 03.06.2024).
