Elektrické autá sa môžu v zásade nabíjať v ktorejkoľvek štandardizovanej zásuvke – ak sa použije príslušná zástrčka. Začnime s najjednoduchším a najlacnejším riešením – zásuvkou „Schuko“.

Schuko zástrčka

Zásuvka CEE 7/3 je štandardná zásuvka pre domácnosť , známa tiež ako zásuvka „Schuko“. Schuko znamená Schu tz ko ntakt.

Zásuvka Schuko má dva napájacie kontakty – L a N a dva ochranné kontakty PE. N je neutrálny vodič a predstavuje referenčný potenciál pre L. L je prvá (a jediná) fáza tohto spojenia. Skutočný striedavý prúd je prítomný cez tento kontakt (= jednofázový striedavý prúd). PE zase znamená Chránená zem, ktorá je ochranným vodičom (ochranným vodičom).

Jednotlivé vodiče domáceho pripojenia majú typické farby:

• L: čierna alebo hnedá
• N: modrá alebo sivá
• PE: žlté / zelené pruhy

L a N sa prenášajú cez dve zásuvky v strede, tj tu prúdi skutočný prúd. Ochranné kontakty sú navrhnuté ako svorky a sú umiestnené v hornej a spodnej časti zásuvky Schuko.

Pretože existuje iba jedna fáza (L), v zásuvke Schuko je iba jednofázový striedavý prúd, ktorý má napätie 230 voltov a frekvenciu 50 Hz.

Zásuvka Schuko alebo káble v domácej inštalácii, ktoré vedú k zásuvke Schuko, nie sú obvykle navrhnuté pre vysoké nepretržité prúdy, preto by zásuvka Schuko nemala byť trvalo zaťažená viac ako 8 až 10 ampérmi. V opačnom prípade sa môžu kontakty a vedenia prehriať, čo v najlepšom prípade vedie k rýchlejšiemu starnutiu kontaktov, ale v najhoršom prípade dokonca k ohňu. Maximálna kapacita prúdu tiež silne závisí od roku výroby elektrickej inštalácie a dĺžky káblov v budove.

Celkovo možno maximálny (nabíjací) výkon 1,8 kilowattov až 2,3 kilowattov čerpať zo zásuvky Schuko.

Nabíjanie do zásuvky Schuko je vzhľadom na nízku spotrebu veľmi pomalé. Na druhej strane sú zásuvky Schuko mimoriadne lacné a nájdete ich prakticky všade. Takmer každý elektrický automobil má navyše vhodný kábel pre núdzové nabíjanie. Ako núdzová kotva alebo na nabíjanie cez noc alebo v práci by zásuvka Schuko vo väčšine prípadov stačila na to, aby sa elektrickému vozidlu dodalo dostatočné množstvo „šťavy“.

Kempovacia zástrčka – CEE modrá

Priemyselným variantom zásuvky Schuko je „modrá kempingová zástrčka“ podľa normy IEC 60309. Má tiež vodič L1 – teda je tiež jednofázový – a neutrálny vodič N. Okrem toho je ochranný vodič PE navrhnutý ako samostatný kontakt.

Modré zásuvky a zástrčky CEE sú výrazne robustnejšie ako verzie Schuko, majú mechanickú ochranu kontaktov a často majú ochranu proti striekajúcej vode. Jeden alebo druhý môže mať také spojenie vo svojej garáži.

Modrá zásuvka CEE je navrhnutá pre trvalé zaťaženie až 16 ampérov, čo umožňuje nabíjanie až do 3,7 kW. Napokon to zodpovedá jednej a pol až dvojnásobnej nabíjacej kapacite zásuvky Schuko.

Bohužiaľ, zásuvka CEE sa zriedka nájde. Toto sa však môže dodatočne vybaviť relatívne lacno, pretože je potrebná iba jedna fáza. Väčšina garáží, v ktorých je elektrina v akejkoľvek podobe, môže byť vybavená touto zásuvkou s minimálnym úsilím. Napokon, úplne prázdny e-Golf sa môže nabiť za menej ako 10 hodín – namiesto 15 až 19 hodín prostredníctvom Schuko.

Trojfázová zástrčka – CEE červená

Odteraz sa pomaly stáva zaujímavým, pokiaľ ide o nabíjací výkon. Trojfázová zásuvka má v porovnaní s vyššie opísanými variantmi tri fázy namiesto jednej. Tieto fázy sa nazývajú L1 (farba jadra hnedá), L2 (čierna) a L3 (sivá). Tieto tri fázy majú navzájom napätie 400 V. Avšak každá fáza má striedavé napätie 230 V k neutrálnemu vodiču N.

Červená trojfázová zásuvka je k dispozícii v rôznych výkonnostných triedach, ktorých priemer sa zvyšuje so zvyšujúcim sa výkonom. Energetické triedy 11 a 22 kilowattov sú obzvlášť zaujímavé pre elektrické vozidlá.

Výkon pre pripojenie 11 kW sa vypočíta pre trojfázovú zásuvku takto:

Každá jednotlivá fáza má preto výkon 3,7 kW, čo zodpovedá celkovému výkonu 11 kW v troch fázach. Pri pripojení 11 kW je preto každá fáza tavená individuálne s poistkou 16 A, pretože rovnakou hodnotou prúdu prechádza každá fáza. V domácnosti nájdete toto pripojené zaťaženie pri kachliach, ktoré majú zvyčajne aj pripojenie 11 kW (ale nie cez červenú zástrčku CEE).

Pre pripojenie 22 kW je prúd dvakrát vyšší, t. J. 32 A. To je tiež zvyčajné maximum, ktoré môže byť inštalované doma. Pri väčších prúdoch už nie je dostatočné zaťaženie domu dostatočné, najmä ak už je elektrická inštalácia už trochu stará.

Ak chcete nabíjať svoje elektrické vozidlo primeranou rýchlosťou, nedá sa vyhnúť trojfázovému pripojeniu. Na tento účel však musí byť k dispozícii samostatný trojfázový kábel (5-žilový kábel), a preto je oveľa nákladnejšie a nákladnejšie na dodatočné vybavenie ako jednofázové zásuvky (Schuko alebo CEE modrá). Dokonca aj model Tesla S 100D sa môže úplne nabiť za menej ako 10 hodín – približne cez noc. S mojím inteligentným strihom trvá úplné nabitie pri pripojení s výkonom 11 kW menej ako dve hodiny.

Konektor typu 2

Teraz prichádzame k prvému štandardu zástrčky, ktorý bol špeciálne vyvinutý pre nabíjanie elektrických vozidiel: zástrčka typu 2 alebo nabíjacia zásuvka typu 2.

Táto zásuvka je teraz európskym štandardným pripojením. V europe musí mať toto pripojenie každá novovybudovaná verejná nabíjacia stanica. Konektor typu 2 je založený na návrhu od výrobcu konektora Mennekes , a preto sa tento konektor často nazýva. Na rozdiel od vyššie uvedených zásuvných pripojení má pripojenie typu 2 dva komunikačné kolíky (CP – Contact Pilot a PP – Proximity Pilot), prostredníctvom ktorých si môžu elektrické auto a nabíjací bod vymieňať informácie o procese nabíjania. Stav nabíjania sa prenáša prostredníctvom CP a maximálny povolený prúd je definovaný pomocou PP.

To umožňuje presnejšie nastavenie nabíjacieho výkonu ako pri „hlúpom“ trojfázovom pripojení. Tu si môžete vymieňať informácie o fakturácii a bezpečnosti. To je ďalší dôvod, prečo majú spoplatňované nabíjacie miesta vždy pripojenie typu 2.

Spojenie typu 2 má navyše zámok, čo znamená, že zástrčku nie je možné počas nabíjania vybrať. To zvyšuje bezpečnosť, pretože zástrčku je možné odpojiť od vozidla iba vtedy, keď na kontaktoch nie je napätie. S ostatnými nezablokovanými zásuvkami môže byť zástrčka tiež odpojená od zásuvky pod záťažou, čo môže spôsobiť iskrenie, ktoré vedie k starnutiu kontaktov.

Vo väčšine prípadov sa pripojenie typu 2 môže nabíjať s výkonom 11 kW (16 A) alebo 22 kW (32 A). Niektoré nabíjacie stanice majú tiež pripojené zaťaženie 43 kW (63 A), čo sú vodiči Renault Zoe obzvlášť radi, pretože tu môžu naplno využiť maximálny nabíjací výkon svojej nabíjačky Chameleon. Z vonkajšej strany tieto zásuvky vždy vyzerajú rovnako, čo znamená, že nemôžete vidieť, aká je skutočne nabíjacia sila.

Tu opísaný nabíjací výkon je vždy trojfázový (alebo trojfázový striedavý prúd) – t.j. striedavý prúd (AC).

 

Nie sú však elektricky kompatibilné s vozidlami iných ako Tesla.

Konektor typu 2 sa však môže použiť aj na jednosmerný prúd – t.j. jednosmerný prúd (DC). Je to praktické, pretože umožňuje, aby sa nabíjací prúd privádzal priamo do batérie a žiadna palubná nabíjačka nemusí prevádzať striedavý prúd na jednosmerný prúd. Napokon, batériu je možné nabíjať a vybíjať iba pomocou jednosmerného prúdu. Tesla preto používa konektor typu 2 (doteraz jediný) na nabíjanie vozidiel na kompresoroch Tesla jednosmerným prúdom. Nabíjací výkon je tu omnoho vyšší – pri nabíjačke až 145 kW. Vodiči, ktorí nepochádzajú z Tesly, však na Supercharger idú s prázdnymi rukami, pretože Tesla používa patentovaný komunikačný protokol na odomknutie nabíjacej sily.

Vodiči, ktorí nie sú členmi spoločnosti Tesla, sa stále môžu tešiť, že uvidia zásuvku typu 2, pretože zvyčajne majú vysokú kapacitu nabíjania.

Zástrčka typu 2 je absolútne štandardnou zástrčkou pre elektrické vozidlá v Európe. Väčšina elektrických vozidiel a takmer každá nabíjacia stanica má toto spojenie. Vzhľadom na komunikačné možnosti, ktoré toto spojenie so sebou prináša, je možné vymieňať si informácie, čo nie je možné s „bežnou“ priemyselnou alebo domácou zásuvkou. Pripojovací kábel typu 2 je nevyhnutnosťou v každom elektrickom aute.

Konektor typu 1

Konektor typu 1 je v podstate konektor Mennekes z USA. Tento konektor bol špeciálne vyvinutý na nabíjanie elektrických automobilov, a preto má dva komunikačné kontakty. Je to bežné najmä v amerických, kórejských a japonských elektrických vozidlách. V Nemecku je tiež niekoľko nabíjacích staníc, ktoré majú nabíjacie zásuvky typu 1.

Konektor typu 1 je primárne určený pre jednofázový striedavý prúd. V USA a Japonsku neexistuje trojfázové pripojenie k domom, a preto nie je potrebný trojfázový systém.

Pretože konektor typu 1 má v Európe iba jednu fázu a v Európe je k dispozícii iba 230 V, musí sa nabíjací výkon generovať pomocou pomerne vysokého prúdu. V Európe je preto maximálny nabíjací výkon obvykle obmedzený na 7,4 kW:

V závislosti od verzie sú možné vyššie prípojky pri pripojení typu 1 – teoreticky dokonca až do 19,2 kW sa však musia prenášať zodpovedajúcim spôsobom vysoké prúdy. V Európe preto zriedka nájdete pripojenie typu 1 s vyšším výkonom ako 7,4 kW.

Podobne ako konektor typu 2, aj typ 1 má mechanický zámok. Komunikácia prostredníctvom PP a CP je totožná s komunikáciou typu 2, a preto je relatívne ľahké vyrábať adaptéry z typu 2 na typ 1.

Ak máte vozidlo s pripojením typu 1, vo väčšine prípadov nebudete schopní nabíjať pri plnom nabití. Ak je k dispozícii 16 A a 230 V, postačuje by modré spojenie CEE. Pri 32 A je opäť potrebné trojfázové pripojenie – čo je podstatne drahšie. Ak je takéto pripojenie k dispozícii, elektrické vozidlo sa môže stále nabíjať iba v jednej fáze, t. J. S tretinou skutočne dostupnej energie. Pri pripojení typu 1 je úplne zrejmé, čo sa stane, ak systém spoplatňovania nebude zodpovedať infraštruktúre dostupnej v krajine.

Našťastie existuje veľa adaptačných káblov typu 1 až typu 2, čo znamená, že môžete nabíjať aj konektorom typu E na mnohých nabíjacích staniciach typu 2.

Mimochodom, existuje aj konektor typu 3 – návrh z Francúzska. To však neprevažovalo a už nie je podporované.

Kombinovaný systém nabíjania CCS

Pripojenia typu 1 a typu 2 boli navrhnuté na nabíjanie trojfázovým alebo striedavým prúdom. Na zaistenie ešte vyšších nabíjacích kapacít je však potrebné riešenie na jednosmerný prúd, pretože to je jediný spôsob, ako rýchlo a efektívne nabíjať batériu priamo a bez použitia palubnej nabíjačky.

Kombinovaný nabíjací systém (skratka: CCS) je preto rozšírením pre konektory typu 1 a typu 2 pre vysoké nabíjacie kapacity DC. Konektor CCS1 je v zásade konektor typu 1, ktorý má iba komunikačné kontakty a ochranný kontakt a má tiež dva veľké napájacie kontakty. To isté platí pre konektor CC2, ktorý rozširuje konektor typu 2 o dva výkonové kontakty. Stopa: iba s jednou nabíjacou zásuvkou na aute je možné použiť nabíjaciu zástrčku aj zástrčku CCS.

Mimochodom, pre štandard CCS nie je na nabíjacích staniciach prepojovacia skrinka, ale iba trvalo nainštalovaný kábel. Na nabíjanie pomocou CCS nikdy nemusíte nosiť svoj vlastný kábel a zapojiť ho, a preto ho možno porovnať s tankovaním na benzínovom čerpadle. CCS nie je (zatiaľ) k dispozícii na pripojenie v domácej garáži, aj keď už existujú pokusy o vytvorenie malých nabíjacích staníc CCS s nízkou kapacitou nabíjania pre koncového zákazníka.

Väčšina nabíjacích staníc na jednosmerný prúd má dnes štandard CCS s nabíjacím výkonom 50 kW. Po založení spoločnosti Ionity sa však v Európe urýchli zrýchlenie nabíjania s kapacitou nabíjania až 350 kW. Sú to takzvané vysokovýkonné nabíjačky (HPC) . V budúcnosti však budú existovať aj dobíjacie stanice s medzistupňami, napríklad so 150 alebo 200 kW. Na dosiahnutie maximálneho nabíjacieho výkonu na nabíjacej stanici HPC sú potrebné aj vozidlá s architektúrou 800 V , ako napríklad Porsche Taycan.

Spojenie CCS2 je štandardné pripojenie pre rýchle nabíjanie v Európe a vzhľadom na očakávaný rastúci počet nabíjacích miest CCS je to úplne rozumný a budúci dôkaz navyše, ak tento štandard pre rýchle nabíjanie už nie je súčasťou štandardného rozsahu elektrického vozidla. Variant CCS1, ktorý sa nenachádza v Európe, dominuje v USA alebo Kórei.

CHAdeMO

Rovnako ako CCS, aj CHAdeMO je zástrčka na nabíjanie jednosmerným prúdom (DC). CHAdeMO je skratka pre „ CHA rge de MO ve“ a je to štandard z Japonska. Podobne ako konektor typu 1 je táto možnosť nabíjania bežná najmä v ázijských vozidlách, kde stále viac výrobcov v Európe používa CCS2. Na rozdiel od CCS2 a typu 2 alebo CCS 1 a typu 1 musí byť vo vozidle ponechaná prídavná nabíjacia zásuvka, pretože CHAdeMO nie je kompatibilný s typom 2 alebo 1.

Rovnako ako v prípade CCS je nabíjací kábel nabíjacích staníc CHAdeMO vždy pevne pripojený, tj elektrikár vo svojom nabíjacom zariadení nepotrebuje ďalší nabíjací kábel CHAdeMO.

Spojenie CHAdeMO má dva silové kontakty, cez ktoré sa prenáša nabíjací prúd. Okrem PE spojenia, ktoré tu má skôr funkciu referenčného potenciálu pre komunikáciu, existuje celkom sedem ďalších komunikačných kolíkov, prostredníctvom ktorých vozidlo a nabíjacia stanica riadia proces nabíjania a vymieňajú si rôzne informácie.

Pretože veľa nabíjacích staníc na jednosmerný prúd v Nemecku má CCS aj CHAdeMO, distribúcia je v súčasnosti stále pomerne podobná. CCS sa však zavedie ako európsky štandard nabíjania DC, ktorý presadzujú aj miestni výrobcovia automobilov. Preto sa dá očakávať, že v blízkej budúcnosti bude podstatne viac možností nabíjania CCS ako CHAdeMO.

Pretože sa štandard CCS ďalej vyvíjal pre stále väčšie nabíjacie kapacity v krátkom čase, nasledoval postup CHAdeMO, a preto tu boli oznámené aj výrazne vyššie nabíjacie kapacity. Budúcnosť ukáže, koľko z nich bude skutočne nainštalovaných v Nemecku alebo Európe, alebo či sa v Ázii a Severnej Amerike vybudujú vysokovýkonné nabíjacie stanice CHAdeMO. Existuje však jasný trend v tom, že čoraz viac nových vozidiel v Európe sa pripája k norme CCS.

GB / T

Čínsky štandard GB / T zahŕňa nabíjacie zástrčky a zásuvky na nabíjanie striedavým prúdom (AC) a jednosmerným prúdom (DC) a používa sa iba v Číne. GB / T je jednoducho názov pre čínske normy, napríklad náš DIN. Konkrétne sú čínske štandardy nabíjania definované radom GB / T 20234.

GB / T AC

Zástrčka na nabíjanie so striedavým alebo trojfázovým prúdom je definovaná podľa normy GB / T 20234.2-2015. Je to podobné ako pri invertovanom konektore typu 2 a funkcie sú prakticky rovnaké.

GB / T DC

Okrem štandardu zástrčky pre nabíjanie striedavým prúdom existuje aj špecifická zástrčka pre nabíjanie jednosmerným prúdom. Čínsky štandard pre rýchle nabíjanie trochu pripomína CHAdeMO, ale s tým nemá nič spoločné. Rovnako ako ostatné štandardy nabíjania jednosmerným prúdom má dva napájacie kontakty (DC + a DC-). Tieto sú doplnené kontaktom so zemou (PE). Ďalších šesť kontaktov preberá rôzne komunikačné úlohy. Napríklad, kontakty CC (CC1 a CC2 alebo CP a CC) sa používajú na zabezpečenie správneho vloženia zástrčky a umožnenie nabíjania. Skutočná nabíjacia komunikácia medzi vozidlom a nabíjačkou sa potom uskutočňuje prostredníctvom kontaktov S + a S-.

Okrem toho existujú dva voliteľné kontakty A + a A-, ktoré umožňujú ďalšie napájanie 12V batérie, ktorú má každé elektrické vozidlo a ktoré môžu byť dodatočne podporované počas procesu nabíjania.

Rovnako ako u všetkých nabíjacích zástrčiek s jednosmerným prúdom (vždy vyžaduje nabíjanie v režime 4 ), aj nabíjací kábel je trvalo pripojený k nabíjacej stanici. Rýchle nabíjacie stanice GB / T sú iba v Číne, preto v tejto krajine nikdy nenájdete verejnú nabíjaciu stanicu s týmto konektorom.

záver

Najdôležitejšou nabíjačkou AC v  Európe je zástrčka typu 2, ktorá je veľmi rozšírená a je podporovaná prakticky každým novým elektrickým vozidlom. Logickým doplnkom ku konektoru typu 2 pre jednosmerné nabíjanie je štandard CCS2. To tiež patrí do každého nového elektrického vozidla a malo by sa vždy objednať, ak nie je k dispozícii ako štandard (a ak je vôbec k dispozícii).

Typ 1 a CHAdeMO sú zodpovedajúcimi partnermi z Ázie a Severnej Ameriky a sú obzvlášť dôležité pre existujúce vozidlá (Nissan Leaf, Kia Soul EV). Ich šírenie sa však v nasledujúcich rokoch zníži.

Domové a priemyselné zástrčky CEE v skutočnosti nie sú „skutočnými“ nabíjacími zástrčkami, ale je možné ich napájať z napájacích zdrojov pomocou vhodných adaptérov a nabíjačiek. Ich výhodou je, že sú veľmi rozšírené, najmä v garážach, pretože tieto zástrčky sú už dlho. Majú tiež výhodu, že tu môžu byť pripojené aj ďalšie zariadenia. Nabíjací výkon je výrazne obmedzený, najmä pre zástrčku Schuko, ale má najväčšiu dostupnosť.