EN
Современные переменного тока зарядные устройства работают вместе с встроенным в электромобиль преобразователем, чтобы изменить переменный ток из электросети на постоянный ток, который может использоваться автомобилем. Скорость зарядки зависит от трёх основных факторов: уровень напряжения, который обычно находится в диапазоне от 120 до 240 вольт, сила тока, протекающего через устройство, обычно от 12 до 80 ампер, и, наконец, общий уровень мощности, выраженный в киловаттах. Последнее число получается умножением напряжения на силу тока. Например, зарядное устройство мощностью 7,4 кВт, работающее при 240 вольтах и силе тока 30 ампер. Оно заряжает аккумулятор примерно в три раза быстрее базового зарядного устройства уровня 1 мощностью 1,4 кВт, которым обычно пользуются в первую очередь, что означает, что водители тратят намного меньше времени на ожидание зарядки своих автомобилей каждый день.
| Особенность | Зарядное устройство Level 1 | Зарядное устройство уровня 2 |
|---|---|---|
| Напряжение | 120В | 208 В–240 В |
| Средняя скорость зарядки | 3–5 миль/час | 15–30 миль/час |
| Установка | Стандартная розетка | Требуется выделенная цепь |
| Лучший выбор для | Экстренное/случайное использование | Ежедневная зарядка дома/на рабочем месте |
Зарядные устройства уровня 2, способные обеспечивать выходную мощность до 19,2 кВт, являются предпочтительным выбором для установки в жилых и рабочих помещениях благодаря более высокой скорости зарядки. В то время как уровень 1 остается подходящим для подключаемых гибридов с небольшими аккумуляторами или для редкого использования, его медленная скорость делает его непрактичным для полностью электрических транспортных средств с более крупными аккумуляторными батареями.
Несколько часто упускаемых из виду переменных влияют на фактическую производительность зарядки:
Эти факторы подчеркивают важность согласования технических характеристик зарядного устройства с возможностями транспортного средства и условиями окружающей среды.
С увеличением емкости аккумуляторов электромобилей с примерно 60 кВт·ч до более чем 150 кВт·ч в наши дни, технология зарядки переменного тока должна была развиваться, чтобы люди могли по-прежнему заряжать свои автомобили в течение ночи дома. Мы наблюдаем увеличение количества трехфазных зарядных устройств переменного тока мощностью 22 кВт в местах, где ограничено пространство, таких как офисные здания и жилые комплексы. Более новые модели теперь оснащены инверторами на основе карбида кремния вместо традиционных IGBT-инверторов, что снижает потери энергии примерно на 40%. Это означает лучший запас хода для водителей и меньшее выделение тепла в системе. И это еще не все, что происходит «под капотом» – зарядка в обратном направлении начинает набирать обороты. Это позволяет электромобилям возвращать энергию обратно в сеть при необходимости, способствуя стабилизации электроснабжения в часы пик, когда все возвращаются домой с работы.
Благодаря встроенной технологии Интернета вещей, переменные токовые зарядные устройства теперь позволяют людям управлять ими с помощью приложений на своих смартфонах. Пользователи могут запускать зарядку, останавливать её в любое время или даже устанавливать конкретные часы, когда они хотят заряжать свои автомобили. Возможность удалённого управления зарядкой становится особенно важной, когда нужно воспользоваться более дешёвой электроэнергией в ночное время, а также помочь снизить нагрузку на электросеть в часы пик. Некоторые из лучших систем также поддерживают так называемое динамическое распределение нагрузки. Это означает, что такие продвинутые зарядные устройства распределяют потребление электроэнергии между несколькими электромобилями или различными участками домашней электропроводки. Это предотвращает ситуации, когда одновременно потребляется слишком много энергии, что может привести к срабатыванию автоматов или возникновению проблем в жилых районах, а также на парковках предприятий, забитых электромобилями, которые хотят заряжаться одновременно весь день.
Умные подключаемые зарядные устройства собирают данные о том, сколько энергии потребляют транспортные средства со временем, а затем сопоставляют эту информацию с тем, сколько местные электрические компании берут за электроэнергию в разное время суток. Эти системы определяют, когда целесообразно производить зарядку, исходя как из ценовых показателей, так и из привычек потребления. Программное обеспечение, управляющее этими устройствами, становится умнее по мере того, как люди используют их чаще, обучаясь на их режимах, чтобы поддерживать здоровье аккумуляторов и сокращать расходы водителей на электроэнергию примерно на четверть по сравнению с зарядкой в любое удобное время. При подключении к городским сетям интеллектуальных электросетей эти зарядные устройства могут синхронизироваться с тем временем, когда чистая энергия наиболее доступна, например, с теми пиковыми показателями солнечной энергии в полдень, которые мы так часто наблюдаем в наши дни. Такая координация не только помогает сократить углеродный след, но и позволяет экономить деньги одновременно.
При выборе подключаемых систем зарядки безопасность играет важную роль. Качественные зарядные устройства используют шифрование TLS 1.3 вместе с многофакторными методами аутентификации, чтобы защитить пользовательские данные от посторонних глаз и предотвратить несанкционированный доступ. Не менее важна и своевременная обнова программного обеспечения. Согласно недавнему исследованию NIST прошлого года, примерно две трети всех проблем кибербезопасности в оборудовании для зарядки электромобилей возникают из-за неправильного обновления программного обеспечения. Для обычных пользователей, желающих заряжать свои автомобили, также разумно выбрать систему с тонкими настройками конфиденциальности. Эти настройки помогают ограничить объем передаваемой личной информации, особенно такой, как точное место зарядки автомобиля и данные о частоте использования зарядного устройства в течение недели.
Современные переменные зарядные устройства отслеживают уровни напряжения, поток тока и состояние заземления в режиме реального времени, чтобы выявлять такие проблемы, как короткие замыкания, неисправности заземления или утечки электричества. В случае возникновения неполадок эти интеллектуальные системы отключают питание почти мгновенно — примерно на 20% быстрее, чем более старые модели, что помогает снизить риск возгорания и защищает автомобили и зарядные станции от повреждений. Быстрая реакция таких функций имеет решающее значение для людей, которым необходимо заряжать свои транспортные средства без постоянного присмотра.
Эффективное термическое управление обеспечивает стабильную производительность при длительном использовании. Высококачественные зарядные устройства используют корпуса из экструдированного алюминия и внутренние компоненты с керамическим покрытием, способные выдерживать температуры до 158°F (70°C). Встроенные тепловые датчики отслеживают уровень внутреннего тепла и динамически регулируют скорости зарядки, чтобы предотвратить перегрев, снижая количество термических неисправностей на 34% по сравнению с нерегулируемыми устройствами.
Сегодня производители действительно уделяют внимание тому, как устройства выглядят и сколько места занимают. При производстве зарядных устройств они все чаще используют такие материалы, как алюминий с порошковым покрытием и полимеры с матовой отделкой, которые значительно уменьшились по сравнению с моделями 2020 года. По некоторым оценкам, современные устройства стали примерно на 40% меньше. Интересно, что несмотря на значительное уменьшение размеров, новые модели по-прежнему обеспечивают ту же мощность — 7,4 кВт. Сочетание привлекательного внешнего вида и надежной производительности оказывается выгодным решением для всех участников процесса. Недавнее исследование Национальной лаборатории возобновляемой энергии в 2024 году выявило еще один интересный факт: домашние пользователи, как правило, более удовлетворены зарядными станциями, которые визуально ненавязчивы и занимают меньше места на подъездных дорожках или в гаражах.
Современные зарядные станции созданы для того, чтобы выдерживать любые погодные условия. Они оснащены пластиковыми корпусами с рейтингом NEMA 4, которые обеспечивают защиту, а также медными соединениями, которые не ржавеют даже при воздействии соленого воздуха или песчаных бурь. Эти устройства работают без перебоев как при сильном морозе (-22 градуса по Фаренгейту), так и в жарких условиях около 122 градусов. Испытания по стандарту UL 2594 показали, что после нахождения под постоянным солнечным светом почти 3000 часов подряд эти материалы сохраняют около 98% своей первоначальной прочности. Такая надежность имеет смысл для мест с суровыми условиями, например, для установок на берегу моря или посреди пустынь, где мало что может просуществовать долго.
Современные зарядные станции становятся умнее в обращении с технологическими изменениями. Многие флагманские модели оснащаются модульными компонентами для передачи энергии и управляющими платами, которые можно обновлять с помощью программного обеспечения. Что это означает для обычных пользователей? Они смогут соответствовать новым стандартам, таким как появившиеся на рынке вскоре домашние зарядные устройства на 19,2 кВт, не приобретая полностью новое зарядное устройство. Модульный подход дает преимущества двояко. Во-первых, оборудование служит дольше и требует замены реже. Во-вторых, исследования показывают, что такая конструкция сокращает объем электронных отходов примерно на треть по сравнению с традиционными моделями. Для бизнеса и домовладельцев это означает рациональное использование средств и в то же время положительный вклад в работу свалок и центров переработки по всей стране.
