E-mobilnost: Električne polnilnice
E-mobilnost je v strmem vzponu; poleg električnih skirojev in koles opazimo tudi vse več električnih avtomobilov. Teh je na trgu več vrst: hibridna električna vozila (angl. Hybrid Electrical Vehicles – HEVs), priključna električna hibridna vozila (angl. Plug-in Hybrid Vehicles – PHEVs) in baterijska električna vozila (angl. Battery Electric Vehicles – BEVs).
 | Aleksander Cilenšek Produktni vodja |
Za priključna hibridna vozila in baterijska električna vozila potrebujemo električno polnilnico (angl. Electric Vehicle Supply equipment – EVSE). ETI ima vse več kupcev, tj. izdelovalcev električnih polnilnic, v katere vgrajujejo tudi naše izdelke. V to skupino izdelkov spadajo diferenčna stikala EFI (predvsem tipa B in EV), kombinirana zaščitna stikala (KZS), inštalacijski odklopniki (ETIMAT), inštalacijski kontaktorji (R in RD), prenapetostna zaščita (ETITEC), modularni števci energije (ETIMETER) itd. Tudi samih polnilnic je več vrst, odvisno od načina in hitrosti polnjenja ter namembnosti. Lastnosti in zahteve, ki se morajo upoštevati pri izdelavi polnilnic, so zelo dobro opisane v standardu IEC 61851-1: Sistem za napajanje električnih vozil prek kabla – 1. del: Splošne zahteve.
Standard pozna naslednje načine polnjenja:
Način 1
pomeni priključitev vozila neposredno na standardno električno vtičnico. To je najosnovnejši način polnjenja, kjer ni nikakršne komunikacije in dodatne zaščite med vozilom in električno vtičnico. Ta način je v mnogih državah zaradi morebitnih nevarnosti celo prepovedan. Način 1 se predvsem uporablja za polnjenje lahkih električnih vozil in ne avtomobilov.
Način 2
je nadgradnja načina 1, kjer je med vozilom in električno vtičnico dodan vmesnik, ki komunicira z vozilom in ima vgrajeno zaščito pred električnim udarom. Običajno takšen vmesnik dobimo že pri nakupu električnega avtomobila. Ta način se bolj uporablja kot začasen način polnjenja in na mestih, kjer ni na voljo naprednejšega načina polnjenja.
Način 3
je najbolj razširjen način polnjenja AC (izmenični tok) in vključuje pomembne zaščitne in pametne funkcije, kot je komunikacijska povezava med električnim vozilom in polnilno opremo; tako je med polnjenjem mogoče nadzorovati moč polnjenja. Kabel z vtikačem tipa 2 je standarden za Evropo in se uporablja za tako enofazni kot trifazni način polnjenja AC. Primer B na sliki je namenjen za javne polnilnice AC, kjer ima lastnik vozila svoj polnilni kabel z vtikačem tipa 2 na obeh straneh, sama polnilnica ima v tem primeru vtičnico tipa 2 z zaklepom. Primer C, kjer je kabel z vtikačem fiksno vezan na samo polnilnico, se uporablja za individualne hišne polnilnice, t. i. Wallbox.
Način 4
je najhitrejši in kot edini deluje v načinu DC (enosmerni tok). V Evropi obstajajo različni standardi vtikačev in vtičnic, predvsem japonski CHAdeMO in evropski Combo 2 ali CCS, ki je bil izbran kot standard za uporabo na javnih polnilnih postajah v Evropski uniji. Novejše polnilnice DC dosegajo priključne moči nekaj 100 kW in marsikje že tudi samo električno omrežje ni dovolj zmogljivo.
Moč, s katero deluje polnilnica, je omejena tako s priključno močjo (obračunske varovalke) in ostalimi istočasno priključenimi porabniki kot tudi z največjo polnilno močjo, ki jo lahko sprejme električno vozilo. Pri načinu polnjenja AC je pri večini vozil največja moč polnjenja 11 kW, le redki zmorejo 22 kW, medtem ko so pri načinu DC te moči veliko večje – nekatera vozila zmorejo celo do 250 kW –, vendar je precej odvisno od temperature baterije in trenutne napolnjenosti. Hladna baterija se pri velikem toku lahko poškoduje, zato imajo nekatere baterije vgrajen tudi ogrevalni sistem za uporabo pozimi. Prav tako se ne sme s polno močjo polniti v celoti izpraznjena ali že skoraj polna baterija.
Za primerjavo časov polnjenja poglejmo primer električnega avtomobila, ki ima kapaciteto baterije 75 kWh ob predpostavki, da polnimo povsem prazno baterijo ves čas z enako hitrostjo polnjenja. Najhitrejši je seveda način DC s 150 kW moči polnjenja, medtem ko je prenosni polnilec (način 2) najpočasnejši od navedenih načinov.
Tabela 1: Primerjava časov pri različnih načinih polnjenja na primeru električnega vozila s kapaciteto 75 kWh
Če si zamislimo, da ta električni avtomobil uporabljamo v vsakdanjem življenju, npr. za prevoz na malce bolj oddaljeno delovno mesto, je način 2 uporaben bolj kot izjema, saj je polnjenje prepočasno. Medtem pa način 3 (hišna polnilnica) z močjo 11 kW povsem zadostuje za polnjenje že tudi samo v času poceni tarife od 22. do 6. ure. Tudi stanovanjske hiše v Sloveniji imajo večinoma trifazni priključek z obračunskimi varovalkami 3 x 20 A ali več, zato 11-kilovatna domača polnilnica povsem zadostuje, da ne preobremenimo sistema. Seveda pa je mogoče v načinu 3 tok polnjenja omejiti tudi na nižje vrednosti, odvisno od ostalih električnih porabnikov v hiši in istočasnega delovanja, npr. toplotne črpalke.
V naslednjem blogu vam predstavimo, kako je zgrajena osnovna hišna polnilnica (Wallbox, način 3) za domačo uporabo, kakšno funkcijo imajo posamezni sestavni deli, kako se sporazumeva z električnim vozilom ter kako izgledata vtičnica in vtikač tipa 2.
Vir (slike):
https://www.allaboutcircuits.com/technical-articles/four-ev-charging-mo-des-iec61851-standard/