Gyorstöltő-háború
Elektromosautó-töltők
2014/4. lapszám | Olaszi Bálint | 5925 |
Figylem! Ez a cikk 11 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Napjainkban, az elektromos mobilitás hajnalán, mikor a figyelem az újonnan bemutatott elektromos gépjárművekre terelődik, mint a BMW i3 vagy a Tesla Model S, érdemes odafigyelni a háttérben zajló eseményekre is.
Gyorstöltő szabványok
Az elektromos autóipart és az első töltőállomásokat egy kaliforniai rendelet, a „The Clean Air Act Amendments of 1990” hozta létre 1990-ben, ami előírta, hogy minden autógyártó cégnek, amely Kaliforniában értékesíteni kíván, elektromos gépjárművet is piacra kell vinnie. Így született meg a GM által gyártott EV1, az első, kezdetektől fogva elektromosnak tervezett gépjármű és a hozzá kapcsolódó SAE J1772 csatlakozó, ami 6,6 kW-os „lassú” vonali AC töltést tett lehetővé.
Közel egy évtizeddel később a japán-francia Renault-Nissan autóipari óriás újraálmodta az elektromos autót. Az általuk tervezett autó az eddigi legsikeresebb típus, a Nissan Leaf formájában öltött testet. A Nissan azonban hamar felmérte, hogy a megalkotott autó sohasem lesz sikeres gyorstöltő-hálózat nélkül. Ez az igény hívta életre a belső töltőt megkerülő DC csatlakozást, amely közvetlenül az akkumulátort tölti. A csatlakozást egy a vezető japán autóipari cégek által készített nyílt gyorstöltő-szabvány, a „CHadeMO” alapján valósították meg. A koncepció sikeresnek bizonyult, napjainkban világszerte már több mint 3000 „CHadeMO” gyorstöltő állomás van. Az első szabvány születését követően Európa és Amerika legnagyobb autógyártói egymás után sorban próbálkoztak létrehozni a japán szabvány konkurenciájaként saját szabványukat, orvosolva az eredeti konstrukció tökéletlenségeit (1. ábra).
A legfőbb probléma a „CHadeMO” gyorstöltő-rendszerrel, hogy csak DC gyorstöltésre képes, és egy külön csatlakozó kell az AC „lassú” töltéshez, ami a gyártó számára pluszköltség a fogyasztó számára pedig nem praktikus. A problémát felismerve az amerikai és az európai autógyártók egy kompakt, nagy teljesítményű, esztétikus, egyszerűen használható csatlakozót terveztek, amelyben integrálták a gyorstöltő-adaptert a már meglévő, Amerikában használt J1772 csatlakozóba, illetve az Európában jelen levő Mennekes csatlakozóba. Ezzel párhuzamosan a DC gyorstöltő teljesítményét is CHadeMO 62,5 kW- jával szemben 100 kW-ra a emelték.
Védelmek
A védelmi szempontot szem előtt tartva egyrészt mindegyik gyorstöltőt nagy áramerősségű egyenáramú megszakítóval szerelik fel, másrészt az elektromos járművek esetében az akkumulátortelepben a névleges feszültségig összekötött cellák olvadó biztosítékkal vannak ellátva, ami egyben a cellacsoportot összekötő érintkező is. Az így kialakított konstrukció költséghatékonynak bizonyult. A gépjármű AC csatlakozójának van külön zárlati védelme. Ha a gépjármű egy Combo (AC és DC egyben) csatlakozóval van felszerelve, és a DC töltőállomást kívánja használni, akkor a gyorstöltő állomás csatlakozója által adott jel vezérlésével a Combo csatlakozó utáni (AC/DC) szakaszoló átkapcsol a DC oldalra, így lehetséges egy csatlakozóval két funkciót betölteni.
CHadeMO J1772 SAE Combo Mennekes Európa SAE Combo J1772 USA Szint 3 2 3 3 Max DC U (V) 500 500 500 Max DC I (A) 125 200 200 Max AC U (V) 240 500 240 Max AC I (A) (32)80 3x63 80 Pmax (kW) (50) 62,5 (6,6) 19,2 100 100 Töltő állomások száma több mint 3000 több mint 1000 0 0 Gyorstöltők paraméterei, zárójelben a legelterjedtebb típusok
Új szereplő a láthatáronAz igen összetett, nehezen átlátható gyorstöltők világában egy új gyártó lépett piacra nagyobb teljesítményű, zárt szabványú rendszerével. Ebben a rendszerben az eddigi gyorstöltő-topológiával ellentétben a gyorstöltő állomások nem a nagyvárosokba, a fogyasztói gócokhoz, hanem a nemzetközi, távolsági útvonalakra vannak telepítve. Így a gyorstöltő-hálózatot kizárólagosan a hosszú utazások szolgálatába állítja. Mivel Európában a háromfázisú töltés a legelterjedtebb, ezért a Tesla kénytelen volt egy új csatlakozót kifejleszteni. A létrehozott csatlakozó tulajdonképpen egy megerősített Mennekes-csatlakozó, amely akár – extra DC tüskék nélkül is – 135 kW DC átvitelére is képes (1. táblázat). A Tesla Motors által tervezett gyorstöltő-állomás esetén egy-két központi nagy teljesítményű AC/DC konverter több töltőt ellát, és szétosztja a DC teljesítményt. A töltőnkénti maximális teljesítmény jelenleg 130 kW, amit 400 V feszültség és 325 A-es áramerősség mellett ér el. Figyelemreméltó, hogy a – csak tervezett – európai gyorstöltőhöz képest 62,5%-kal, míg a jelenleg működő CHadeMO töltőhöz képest 260%-kal nagyobb az áramerőssége.
Elektromos autópálya
Látható, hogy a Tesla teljesen más szemszögből közelíti meg az elektromos mobilitás kérdését, mint a többi gyártó, hiszen a Tesla Motors nem egy kis méretű, alacsony hatótávolságú, „olcsó” autóval jött a piacra, hanem egy nagy hatótávú, nagy testű autóval, ami az Audi A7-es BMW 6 Gran Coupé ellen hivatott versenyezni. Ez a kategória egy teljesen más vásárlóközönséget is jelent, más elvárásokkal, így nyilvánvalóvá vált, hogy a hosszú távú utazást is valóságos alternatíva ezért le kellett rövidíteni a töltési időt.
Jelenleg valós körülmények között 130- 140 km/h utazósebesség mellett egy Nissan Leaf-nek 30 percenként kell megállni gyorstölteni 30 percig, míg a Model S-nek másfél óránként kell megállót beiktatnia, légkondicionáló használata mellett. (Számításomban 1,6-szoros hatványszorzót vettem alapul a hatótáv és a sebesség függvényében.)
Láthatjuk, hogy a még a 3-as vezetési/töltési idő arányszám is nagyon alacsony, hiszen eddig az autós társadalom a körülbelül 10-es arányhoz szokott hozzá, vagyis 5 órányi vezetés után 30 percnyi pihenőidő van.
A következő generációs elektromos járművek esetén 2017-2020-ban már a vezetési/ töltési arányszám elérheti, esetleg meg is haladhatja a 6-ot is a Teslák esetén, ami már nagy tömegek számára is sokkal elfogadhatóbb érték. A többi autógyártó sokkal kisebb hangsúlyt fektet a tisztán elektromos, hosszú távú utazás fejlesztésére, és a közeljövőben nem is tervezik jelentős távolság megtételére alkalmas, tisztán elektromos gépjárművek és infrastruktúra fejlesztését.
Töltési idők aránya
| Nissan Leaf | Tesla Model S | |
| 20 percnyi gyorstöltés (kWh) | 16,66 | 43,33 |
| Gyorstöltéssel megtehető hatótáv 130 km/h-nál (km) | kb. 65 | kb. 180 |
| Vezetési idő (h) | 0,5 | 1 |
| Vezetési idő /töltési idő | 1,5 | 4 |
Konklúzió
Ha a színfalak mögé pillantunk, láthatjuk, hogy az EU Parlament mostani álláspontja szerint 2019-től a CHadeMO szabvány betiltását tervezi, annak ellenére, hogy a SAE Combo gyorstöltővel felszerelt elektromos gépjárművek még csak 2014-ben kerültek forgalomba. Érezhetjük, hogy az EU tervezett rendelete ebből kifolyólag teret ad az öszszeesküvés-elméleteknek.
Egyelőre egyetlen nagy gyártó számára sem kifizetődő ez a kutatási terület, így az autóipari cégek nem is fordítottak nagyobb összegeket erre a területre. Ebből kifolyólag az európai gyártók – a BMW kivételével – teljesen le vannak maradva az elektromos járművek fejlesztését illetően. Kizárólag a Nissan kockáztatott a 2010-ben piacra dobott Leaf-fel, ami a világviszonylatban legelterjedtebb tisztán elektromos gépjármű. Ennek ellenére a fejlesztési költségét még valószínűsíthetően nem hozta vissza, mivel a Nissan vezérigazgatója, Carlos Ghosn részéről a Leaf megalkotását gazdaságilag a leginkább elhibázott döntésnek tartják. Ezzel együtt elvitathatatlan, hogy egy közeli vagy távolabbi jövőben bekövetkező áttörés előkészítésében elévülhetetlen érdemeket szereztek.
E-mobilitásE-töltőElektromos autóTechnológia
Kapcsolódó
