Зарядка для электромобиля: личная или общественная?
В России инфраструктура для электромобилей только зарождается. Однако уже сейчас у владельца есть выбор: заряжать машину на общественной станции или дома от персонального устройства. Назвать однозначно лучший вариант сложно: среда обитания, запас хода и ежедневные пробеги электромобилей могут существенно отличаться. И как же быть, чтобы езда на электрокаре была комфортной, а не причиняла головную боль? За рецептом мы обратились к специалистам компании PUNKT E – оператору крупнейшей частной сети ЭЗС в России.
Жить можно
На запрос «станция зарядки электромобилей» Яндекс.Навигатор, который знает об инфраструктуре российских дорог практически всё, выдает почти 4700 точек. На фоне сотен тысяч зарядок в США и Европе и нескольких миллионов в Китае это – «ни о чём». Но с такой сетью уже вполне можно жить с электромобилем в крупном городе.
Так, в Москве счет общественным зарядкам идет уже на сотни. Конечно, далеко не каждому повезет соседствовать со станцией зарядки электромобиля в непосредственной близости от дома или работы. Однако заряжаться можно с минимальной перестройкой маршрутов и потерей времени. Да что там! – получится даже путешествовать. Зарядки есть на федеральных магистралях, так что домчать на электромобиле из Москвы до, скажем, Петербурга или Казани – вполне посильная задача. Причем без особых задержек. К примеру, у PUNKT E быстрые зарядные станции есть почти во всех крупных городах на трассе М7 «Волга», в том числе в Москве, Владимире, Нижнем Новгороде, Чебоксарах и Казани.
Общественные зарядные станции – не чисто столичная история, как, например, электробусы. На Дальнем Востоке и в Сибири подержанные электромобили из Японии достаточно популярны, и в крупных городах там тоже не будет проблем зарядить батарею. Путешествовать на «электричке» за Уралом, конечно, проблематичнее: расстояния большие, инфраструктуры даже для обычных автомобилей – минимум. Однако, судя по карте, на Дальнем Востоке получится съездить между Владивостоком и Хабаровском, а в Сибири зарядная инфраструктура позволяет путешествовать между Новосибирском, Томском, Кемерово, Новокузнецком и Барнаулом.
Время и деньги
В плане доступной зарядной инфраструктуры на сегодня больше всего повезло жителям Москвы. В столице открыто достаточное для комфортного передвижения количество станций. Муниципальные пока работают в бесплатном режиме. Но бесплатность – явление временное. Скорее всего, уже в этом году халява закончится. Поэтому правильнее уже сейчас ориентироваться на тарифы частных сетей. К примеру, в PUNKT E один киловатт-час стоит около 9-10 рублей в случае медленной зарядки и 14-18 – рублей за быструю.
Как вы уже поняли, зарядные станции делятся на медленные и быстрые. Первые – мощностью 7-22 кВт. Они идеально подходят для пополнения энергии ночью или при продолжительной стоянке. Например, пока вы ходите по торговому центру, сидите в кинотеатре или работаете в офисе. Правда, далеко не все электромобили готовы принять ту мощность, которая обозначена на станции. Например, инверторы электромобилей Evolute не пропустят больше 7 кВт на медленной станции. Поэтому даже от зарядки на 22 кВт машине пойдет ток втрое меньший. При емкости аккумулятора 53 кВт·ч полная зарядка займет не меньше 7,5 часов.
Однако в реальной жизни от нуля до 100% никто не заряжается. Энергии на пару сотен километров машина примет часа за четыре. И это всё равно гораздо быстрее, чем от обычной бытовой сети, которая не пропустит больше 2,5 кВт.
Медленные станции заряжают переменным током, который нужно преобразовать в постоянный. Быстрые сразу дают постоянный ток – их мощность от 20 до 150 кВт, если говорить о тех, что встречаются в России. А есть станции, где счет идет на сотни киловатт. Если взять всё тот же Evolute с 53-киловаттным аккумулятором, он зарядится от быстрой колонки за час практически полностью.
Evolute i-Pro, evolute.ru
Для зарядки через любую общественную станцию потребуется мобильное приложение для смартфона. Найти ЭЗС можно и через Яндекс.Навигатор, а вот для запуска процесса потребуется приложение оператора. Регистрация в приложении PUNKT E быстрая и легкая. Метод оплаты потребляемой электроэнергии тоже предельно простой. Всё логично: транспорт XXI века обеспечен современными технологиями. Стать пользователем можно за несколько минут. Хотя так было не всегда. На заре развития инфраструктуры для пользования зарядными станциями в Москве приходилось ездить в офис, писать заявление и получать физическую карту для доступа к розетке.
Домашний вариант
С общественными станциями есть большое неудобство: они нередко оказываются занятыми другими автовладельцами. Это не бензиновая АЗС, на которой заправка занимает 5-10 минут на машину. Тут счет может идти на часы – проблема, особенно если вы подъехали с почти пустой батареей. Логичнее завести персональную зарядку, доступ для вас к которой будет всегда открыт.
Современные домашние станции PUNKT E предлагают полный набор удобств. Они умеют регулировать мощность зарядки в зависимости от того, сколько потребляет сеть на другие нужды. Это необходимо, чтобы, например, частный дом не остался без электричества для бытовых приборов, потому что зарядка электромобиля может удвоить пиковое потребление электричества дома и выбить автоматы защиты. Модули Bluetooth и Wi-Fi обеспечивают полностью дистанционное управление. Через них можно управлять временем зарядки, активировать заранее отопитель или кондиционер и не тратить на это энергию из аккумулятора уже в процессе поездки.
К сожалению, домашняя станция для электромобиля – не заурядный чайник или холодильник, который после покупки достаточно просто включить в розетку. Высокая для бытовой электросети мощность в сочетании с продолжительностью работы приводят к тому, что обычная проводка будет сильно нагреваться. Это чревато пожаром или как минимум аварийным отключением электричества.
Под зарядку придется переделать проводку или проложить новую линию, установить дополнительные автоматы. Все работы вместе с проектированием и материалами обойдутся примерно в 50 тысяч рублей. Плюс стоимость самой зарядной станции: от 50 тысяч за самую простую до 150 и более за самые продвинутые. В любом случае ориентироваться нужно как минимум на 120 тысяч рублей за всё «под ключ».
Бег с препятствиями
Чтобы правильно выбрать домашнюю станцию, нужно обратиться к специалистам. Первая задача – найти точку подключения, потом – оценить свободную мощность электросети.
Для жителя частного сектора сложностей с установкой зарядной станции меньше: он паркует машину на собственном участке рядом в доме или гараже, куда не проблема подвести электричество от уже имеющейся точки подключения. В большинстве случаев даже не потребуется повышение лимита выделяемой на участок мощности (хотя сделать и это реально). На загородные дома обычно подведено 15 кВт, что уже не позволит запускать зарядную станцию на полную мощность 22 кВт. Но если отопление дома газовое, то скорее всего резерва свободной мощности будет достаточно, чтобы с учетом остальных приборов использовать станцию на 5-7 кВт. А вот если котел в доме электрический, в сильные морозы только он может с перерывами потреблять по своему максимуму по 9-12 кВт. Поэтому свободной мощности для установки зарядной станции не останется.
Выходом может стать система балансировки, которая позволит подключать зарядную станцию не на выделенную свободную мощность, а утилизировать всю неиспользуемую энергию в каждый момент времени. Система балансировки в режиме реального времени измеряет бытовое потребление дома и свободную мощность направляет на зарядку, и ночью, например, когда бытовое потребление минимальное, зарядная станция может работать на максимум, даже подстраиваясь под такое мощное оборудование, как электрический котел.
Обитателям квартир сложнее. Для начала потребуется выбрать место. На подземной парковке ниже минус первого этажа зарядку ставить запрещено правилами МЧС. Далеко не в каждом дворе получится обеспечить постоянно свободное парковочное место! А иначе вся затея лишена смысла. Плюсуем сюда необходимость получать разрешение управляющей компании и собрания собственников жилья. Бывает, что запрещают просто из вредности, но, как правило, эти преграды преодолимы. Более того, все больше новых проектов строительства жилищных комплексов уже на этапе проектирования имеют места для подключения зарядных станций.
Текущее обслуживание домашней станции не требуется, только периодический апгрейд программного обеспечения. А вот установка кабеля с другим зарядным разъемом, как правило, не предусмотрена. В теории она возможна, но лишает гарантии на оборудование и сопряжена с большим объемом работ. Поэтому, если вы планируете в ближайшее время сменить электромобиль, лучше заранее узнать тип его зарядного разъема. Если он отличается от нынешней модели, повремените с установкой домашней зарядки.
Выгодно!
Логично предположить, что личные зарядки наиболее интересны жителям частного сектора. Ночной тариф на электричество в Подмосковье составляет 2,27 рубля/кВтч. Значит, при зарядке 53-киловаттной батареи Evolute i-Pro набежит чуть больше 120 рублей, за которые летом можно проехать около 350-370 км. Получается меньше 35 рублей за 100 км. Для сравнения: 8 л бензина АИ-92 для легковушки такого же класса будут стоить минимум 360 рублей. Разница десятикратная. На общественной медленной зарядке 53 кВт будут стоить 477 рублей. Это около 136 рублей на 100 км.
Рассмотрим другой «крайний» вариант. Москва, дом с газовой плитой. Стоимость одного киловатта энергии при однотарифном счетчике – 6,43 рубля. На 53 киловатта уйдет 341 рубль. Стоимость приблизилась к 100 рублей/100 км. Но это всё равно дешевле других вариантов: 136 рублей/100 км на общественной зарядке и 360 рублей/100 км на бензине.
Очевидно, что в наши дни не существует единственно верного решения: вариант «либо домашняя станция, либо общественная» – неактуален. Исходя из простой логики «вечером поставил машину в гараж, утром получил готовый на день езды автомобиль», понятно, что домашняя станция – вариант оптимальный. В этом случае личная станция всегда в твоем распоряжении и позволяет заряжаться по самому выгодному ночному тарифу. Мощность сбалансирована для сохранения ресурса батареи. Скорость пополнения энергии в разы выше, чем от бытовой розетки. Оборудование только в твоих руках, а значит, безопасно.
Общественные же зарядки – скорее комфортное дополнение в городе или необходимое условие для путешествий на дальние расстояния. Тут уж ничего не попишешь – придется выкладывать больше денег за «полный бак», ловить очередь на свободный необходимый коннектор и придумывать досуг на 20-40 минут при зарядке на быстрой станции. Одно дело, когда автомобиль заряжается у тебя на стоянке или в гараже, когда ты спишь, совсем другое – искать свободную станцию и придумывать, как совместить этот процесс с чем-то полезным.
И все же: что делать, если персональную станцию поставить нереально? Остается взвесить возможности доступной общественной сети, разведать новые «точки», пересмотреть свои транспортные потребности, график, изменить привычные маршруты и поискать в аренду рядом с домом место на паркинге с зарядным устройством.
Зарядка электромобилей: постоянный или переменный ток?
Основной недостаток легковых электромобилей — значительное время зарядки аккумуляторов, обычно составляющее не менее 3 часов. Уменьшение этого времени до получаса делает зарядку электромобиля сопоставимой с заправкой обычного авто бензином. Все равно полчаса на автозаправке вы и так потратите за чашкой кофе и покупкой в местном магазине. Такое короткое время зарядки уже стало реальностью, если заряжать автомобиль от постоянного тока. Почему же тогда зарядные станции на переменном токе не ушли в прошлое?
Практически любой современный электромобиль (кроме отдельных спортивных моделей, не имеющих широкого распространения) может заряжаться от обычной электрической розетки. Наличие такой функции позволяет не остаться без движения в местностях, где нет специальных зарядных станций. Например, аккумуляторы сели недалеко от глухой деревни, и вы попросились на постой к сердобольным местным жителям.
Зарядка от бытовой розетки имеет свои ограничения. Напряжение питания 230 В (по старому стандарту — 220 В) переменного тока. Конструкция розетки и используемые провода ограничивают силу тока значением 16 А. Для того, чтобы полностью зарядить батарею аккумуляторов электромобиля Tesla Model S 75D, потребуется примерно 21 час — почти сутки!
Но в экстренной ситуации и не ставится задача зарядить аккумуляторную батарею полностью, главное — дотянуть до ближайшей станции зарядки. Многие (но не все!) модели электромобилей поддерживают заряд на переменном токе как принятый в России и Евросоюзе стандарт 230 В, так и американский 120 В и даже японский 100 В.
Самостоятельно заряжать электромобиль у себя дома можно в том случае, если вы живете в отдельном коттедже или таунхаусе. В таких зданиях обычно имеются еще и трехфазные розетки 400 В (по старому стандарту — 380 В) переменного тока. Зарядка той же Tesla Model S 75D от трехфазной розетки займет уже 7 часов. Можно заряжать авто ночью, пока вы спите, а днем зарядки хватит примерно на 500 км пробега.
В том случае, если линия, подающая электроэнергию в коттедж или секцию таунхауса, способна выдерживать ток порядка 80–100 А, можно дополнительно ускорить процесс, установив личную зарядную станцию на переменном токе. Она подключается напрямую к электрическому щиту дома, поэтому на ее работу не оказывают влияние ограничения, связанные с розетками и проводкой. Время зарядки сокращается до 4 часов.
К зарядным станциям коллективного пользования, как правило, прокладывают линии, способные передавать мощность порядка десятков кВт. Зарядка электромобиля производится трехфазным переменным током. Наиболее распространенный разъем для такого рода зарядки в европейских странах, в том числе и в России, — Type 2. Массовое распространение на парковках офисов, торговых центров и прочих публичных мест получили зарядные станции мощностью 22 кВт, у которых ток зарядки не равен 32 А. Полностью «заправить» электромобиль Tesla Model S 75D на них можно за 3 часа.
Поскольку на таких стоянках оставляют машину на время работы, шоппинга или посещения ресторана, делать более быстродействующие, а значит, и дорогие зарядные станции не имеет экономического смысла.
Максимальная сила тока, которую выдерживает разъем Type 2, — 63 А. Это соответствует мощности зарядной станции на трехфазном переменном токе 43 кВт. Но такой режим поддерживают не все электромобили.
Преимущества и недостатки переменного тока
Непосредственно аккумуляторы всегда заряжаются постоянным током. Поэтому в электромобиль встроено зарядное устройство, которое преобразует поступающий со станции переменный ток в постоянный и регулирует параметры зарядки. Как уже отмечалось, наличие такого устройства для любого электромобиля обязательно, иначе он не сможет подзарядиться в критической ситуации.
Конструкция станции на переменном токе предельно простая. В ней есть системы защиты как электромобиля, так и электрической сети от нештатных ситуаций, и, при необходимости, биллинговая система, позволяющая продавать услугу зарядки.
Тем не менее размещение основных узлов зарядного устройства на борту электромобиля ограничивает скорость зарядки на переменном токе. Чем выше скорость зарядки, тем больше сила тока. В свою очередь, это влечет за собой увеличение массы и габаритов электронных узлов, отвечающих за зарядку. А еще увеличение скорости зарядки потребует улучшения отвода тепла от электронных узлов. Ограничения по массе, габаритам и возможностям отвода тепла в легковом электромобиле определили предел тока зарядки в 32 А. Он характерен как для большинства массовых моделей электромобилей.
Некоторые электромобили поддерживают зарядку переменным током 63 А. Например, она есть в автомобилях Renault Zoe. Время «заправки» для пробега в 500 км сокращается до 1,5 ч.
Зарядка постоянным током
Значительно ускорить зарядку можно, если на станции подключаться к аккумулятору напрямую. При таком подходе уже нет ограничений по размерам и массе зарядного устройства, так как все его узлы размещены вне кузова электромобиля. Естественно, напрямую на аккумуляторы можно подавать только постоянный ток.
Рабочее напряжение аккумуляторной батареи в современных электромобилях обычно составляет 400–450 В. Поэтому в качестве стандарта для зарядки на постоянном токе приняли напряжение 500 В.
Параметры зарядных станций для электромобилей в России регламентируются ГОСТ Р МЭК 61851-1-2013 «Системы токопроводящей зарядки электромобилей», являющимся адаптацией международного стандарта IEC 61851-1. Стандартизация вилок и розеток на зарядных станциях осуществляется на основании ГОСТ Р МЭК 62196-1-2013 и ГОСТ Р МЭК 62196-2-2013 «Вилки, штепсельные розетки, соединители и вводы для транспортных средств. Кондуктивная зарядка для электромобилей», части 1 и 2. Эти стандарты являются адаптацией IEC 62196-1 и IEC 62196-2.
При зарядке постоянным током интерфейс между станцией и электромобилем обязательно должен содержать канал передачи данных от транспортного средства к зарядке. На основании этой информации станция определяет тип и текущее состояние аккумуляторной батареи, точно подстраивая напряжение и некоторые другие параметры зарядки.
Для зарядки на постоянном токе используются разъемы CHAdeMO, CCS и Tesla Type 2. Зарядные станции с разъемами CHAdeMO и CCS имеют мощность 50 кВт. Такая мощность позволяет за 1,5 часа зарядить электромобиль для пробега 500 км. Следует отметить, что наличие разъема CHAdeMO или CCS в электромобиле автоматически означает поддержку ультрабыстрой зарядки мощностью 50 кВт, даже если такая зарядка на переменном токе не поддерживается. Например, Nissan Leaf (кроме отдельных серий) поддерживает ультрабыструю зарядку только на постоянном токе.
Электромобили Tesla для зарядки на постоянном токе используют собственный разъем Tesla Type 2. Тем не менее предусмотрена возможность зарядки электромобилей данной марки через разъемы CHAdeMO или CCS с использованием специальных адаптеров, приобретаемых пользователем отдельно.
Разъем Tesla Type 2 имеют зарядные станции Tesla Supercharger, специально предназначенные для легковых и грузовых электромобилей данной марки. Рабочее напряжение такой станции составляет 480 В, мощность может достигать 150 кВт. Уже упоминавшийся в качестве примера электромобиль Tesla Model S 75D заряжается от подобной станции на 80 % за полчаса.
Столь высокая скорость зарядки достигается благодаря тому, что аккумуляторные батареи и зарядная станция идеально подогнаны друг к другу. Станции других типов ориентированы на обслуживание электромобилей разных марок, из-за чего приходится идти на компромиссы.
Помимо мировых лидеров вроде Tesla, Schneider Electric и ABB, выпуск зарядных станций на постоянном токе освоили и российские компании. Первой такой станцией стала «Фора ЭЗС-DC» производства Рязанского радиотехнического завода (входит в госкорпорацию «Ростех»). Она поддерживает интерфейсы CHAdeMO или CCS, а также ультраскоростную зарядку на переменном токе через Type 2. Компания «Промэлектро» создала недавно свою бюджетную модель зарядной станции на постоянном токе.
К недостаткам постоянного тока следует отнести высокую стоимость зарядной станции в комплекте с кабелем — от 5000 долл. Для сравнения, цены на зарядные станции, работающие на переменном токе, начинаются с 1500 долл., с учетом стоимости кабеля.
Также распространено мнение, что зарядные станции на постоянном токе снижают срок службы аккумуляторов. На самом деле, ресурс аккумуляторов снижается при любых способах ускоренной зарядки. Чтобы уменьшить влияние данного фактора, на некоторых станциях ультрабыстрая зарядка ограничивается 80 % емкости аккумуляторной батареи.
Неоднозначные перспективы
Действующий стандарт зарядки электромобилей на постоянном токе рассчитан на аккумуляторные батареи с рабочим напряжением 450 В. Таково сегодняшнее видение ситуации конструкторами электромобилей. Но уже сейчас проводятся исследования, показывающие, что для повышения эффективности и ходовых качеств электромобилей потребуется повышать напряжение батареи, вплоть до 900 В. Также ожидается, что в ближайшее время аккумуляторы в электромобилях будут вытеснены суперконденсаторами. Оба события потребуют переделывать или просто заменять оборудование зарядных станций на постоянном токе. В то же время зарядные станции на переменном токе смогут без проблем обслуживать как машины с 900 В аккумуляторами, так и электромобили на суперконденсаторах.
Поэтому развитие сетей зарядных станций на переменном токе еще долго будет интересовать инвесторов. Такие станции не только стоят недорого, но еще и защищают инвестиции, поскольку совместимы с электромобилями будущего.
Тем не менее и станции на постоянном токе способны занять свою нишу на рынке при установке их на крупных магистралях федерального значения. За счет обслуживания большого потока машин инвестиции окупятся быстрее, чем поменяются стандарты.
Источник: Алексей Васильев, журнал «Электротехнический рынок» № 3 2020
�� Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках
Зарядки для электромобилей: как это работает с точки зрения инженера и пользователя
Завтра стартует онлайн-митап про электромобили и силовую электронику — мы об этом уже рассказывали в новостях на Хабре. А сегодня мы погрузимся в эту тему и расскажем, чем мир электротранспорта может заинтересовать инженеров-разработчиков и руководителей проектов: узнаем, как работают зарядки для электрокаров, разберем их внутренности с точки зрения харда и софта, а в конце — посмотрим на прогнозы экспертов.
С появлением электромобилей двигатели внутреннего сгорания с сотнями движущихся частей уступают место электрическим трансмиссиям, в которых таких движущихся частей менее двадцати. Инновации на этом новом рынке зачастую касаются трех главных компонентов:
- Зарядные станции и батареи.
- Тяговые электродвигатели.
- Силовая электроника.
Инженеры работают над тем, чтобы увеличить дальность хода авто, повысить его безопасность, срок службы и, конечно, надежность. Самые интересные трансформации сейчас происходят с зарядками и силовыми устройствами, поэтому на них мы и сфокусируемся на завтрашней встрече. Расскажем про силовые устройства нового поколения на основе карбида кремния (SiC), которые сейчас захватывают рынки электромобилей и растут на 27% в год. Узнаем, как развивается инфраструктура зарядных станций в России. А в рамках этой хабрастатьи давайте разберемся с тем, что из себя представляет система зарядных станций для авто.
На наши вопросы ответит Андрей Гольмак — один из лучших мировых специалистов в этой теме. Андрей закончил минский факультет радиофизики и электроники в БГУ, занимался embedded-разработкой, а потом переехал в Канаду и присоединился к небольшой компании, которая одной из первых в мире начала работать с зарядками для электромобилей. В итоге эта компания стала лидером канадского рынка и второй в США. Мы пообщались с Андреем по Zoom и делимся с вами тезисами:
— Что сейчас в целом происходит на рынке зарядок для авто?
— Тем, кто только начинает знакомиться с этой темой, может показаться, что зарядка для электромобиля — это что-то типа зарядки для телефона. На самом деле это сложная экосистема.
Пока этот рынок незрелый. Если кто-то из компаний или инженеров хочет войти в эту отрасль, то сейчас — лучшее время. Меняется вся инфраструктура, сам автомобиль и зарядки, трансформируются поставщики электроэнергии и инфраструктура городов, рождаются интересные проекты. Эти изменения затронут всех в конечном итоге.
Сейчас на рынке зарядок сформировались три сегмента: домашний, частный и общественный. 60% зарядок сейчас составляет домашнее использование, когда пользователи устанавливают зарядку у себя дома, а если есть возможность — в паркинге своего многоквартирного дома.
Частные зарядки — это зарядные станции частных компаний. Например, банк устанавливает зарядки для своих сотрудников, у которых есть свои электромобили. Либо компании, которые доставляют товары Amazon: у них есть парк автомобилей, и они устанавливают для них сеть зарядок в разных городах.
Общественные зарядки доступны для всех, они располагаются в городах и вдоль автотрасс. В качестве аналогии можно привести сеть операторов мобильной связи: ты должен подписаться на определенный тариф, чтобы пользоваться услугами.
— А чем отличаются эти три сегмента — домашний, частный и общественный?
— Начнем с домашнего сегмента, где с точки зрения железа оборудование может быть проще. Это так называемые зарядки второго уровня. Владельцу такой зарядки не нужно как-то специально распределять доступ к пистолету. Основная задача — зарядить свое авто, а статистика, которая потом приходит на смартфон, уже не так важна.
Но дело в том, что в Северной Америке стоимость электроэнергии может варьироваться в зависимости от времени суток — поставщики электричества пытаются компенсировать пиковые нагрузки утром и вечером за счет повышения тарифов. Поэтому сейчас домашние зарядки интегрируются в smart grid, систему управления электроэнергией. Домашние зарядки с такой функцией можно включать изначально на маленьком токе, а ночью, когда стоимость электроэнергии ниже, зарядка автоматически включается на полную мощность. На полную зарядку автомобиля уходит от 6 до 8 часов.
Интеграция со smart grid, конечно, усложняет простейший вариант зарядки: требуется подключение к серверу, а сам сервер подключается к поставщику электроэнергии — так контролируется максимальный ток на зарядках в разное время. Это занятная инженерная задача, но есть еще более интересные проекты: например, коммуникационный интерфейс vehicle to grid (ISO15118). Согласно этой концепции, авто может не только заряжаться, но и отдавать электричество — питать дом, когда электричество дорогое. Такой power bank на колесах. Более того, владелец такого устройства может продавать электроэнергию — возвращать ее в сеть и получать за это деньги.
— Что из себя представляет зарядка с точки зрения железа, hardware-начинки?
— Есть три уровня зарядок. Зарядки первого уровня и правда похожи на зарядки для телефона: подключаем любой розетке на 110—120 вольт, 6—8 ампер.
Для второго уровня (наиболее распространенного) требуется 220—240 вольт с переменным током 30 ампер максимум. Автомобиль с такой зарядкой берет от 6 до 30 ампер.
Рассмотрим, что есть внутри зарядки для домашнего использования:
- плата преобразователя энергии (GFCI), которая преобразует напряжение, в ней встроены разные типы защиты;
- плата контроля коммуникации с автомобилем, зачастую в зарядках такого уровня используется аналоговый интерфейс (для коммуникации используется сигнал, который называется pilot signal);
- коммуникационная плата, которая может иметь свой модемом с wi-fi или кабелем.
Зарядки для частного и публичного использования дополнительно содержат встроенную защиту для ограничения доступа и экраны для общения с пользователем. Также у них может быть контроллер для интеграции в систему управления зданием.
Зарядки третьего уровня для офисов и общественных мест — это такие большие «холодильники» вдоль автотрассы, в больших городах и на заправках. Они достаточно сложны технологически: 100—150 киловатт, сотни ампер, 480 вольт. Это устройства с постоянным током, так называемые DC-зарядки. На полную зарядку авто уходит от 10 до 30 минут максимум. Начинка у них аналогичная, есть графический интерфейс.
Отличительный компонент DC-зарядок — дополнительный power-модуль для преобразования тока и контроля. И когда речь идет о сотнях ампер, сам кабель зарядки довольно тяжелый, не всем хватает сил подключить его. Но Tesla, например, использует водяное охлаждение кабеля, поэтому он у них достаточно легкий.
С точки зрения коммуникации зарядки второго и третьего уровня схожи — в них используются те же модемы для подключения зарядки к серверу. Причем уже сейчас появляются новые задачи для компаний в этой сфере: модемы в старых моделях больше не могут поддерживать нужную скорость и количество данных, которое переносится от зарядки к серверу.
— А почему старых модемов для передачи данных уже недостаточно? За счет чего растет объем этих данных?
Возьмем в качестве примера общественные зарядки: в них может быть установлена простая почасовая оплата, а может быть динамическая, с учетом скидки в зависимости от потребленной электроэнергии, времени суток или рекламных акций конкретных автопроизводителей. Соответственно, возрастает и сложность коммуникации.
Еще один пример — проекты по профилактическому (предиктивному) обслуживанию, когда к зарядкам подключают искусственный интеллект, который по своим алгоритмам предсказывает необходимость обслуживания.
— Какие интерфейсы для передачи данных используются чаще всего и почему?
Используются два типа интерфейса: между зарядкой и модемом + между модемом и сервером. А сами модемы бывают встраиваемые и внешние.
Внешние модемы в основном используются для частных и общественных решений, когда нужно подключить много зарядок к одному модему.
Интерфейсы между зарядкой и модемом — зачастую wi-fi или ZigBee. ZigBee — наиболее эффективный, но пропускная способность у него такая же, как у wi-fi, и ее не всегда достаточно. Wi-fi проще, но не всегда удобен для установки в общественных местах (на улицах или в паркингах, где качество сигнала не всегда хорошее).
Интерфейс между модемом и сервером достаточно простой, это прямое подключение к интернету либо сотовая связь с сим-картой. Разработчики ушли от кабелей и ethernet, потому что зарядки устанавливаются на улице, где неудобно прокладывать кабель под землей — намного проще использовать симку, которая стала доступна по стоимости (несколько долларов в месяц для ИТ-решений).
— А теперь про инфраструктуру: чем отличается заправка для электромобилей от заправок для привычных авто с бензиновым двигателем?
Для зарядки электрокара можно использовать дополнительное приложение и указать в нем тип своего автомобиля. Такое приложение подскажет, как спланировать путь, где зарядиться и сколько это будет стоить. И каждый из этих сервисов — логистика, интеграция с платежами — это отдельные инженерные задачи.
На уровне B2C рынок развивается и предлагает свои плюшки: бонусные программы за использование определенных зарядок. С точки зрения В2В ситуация тоже интересная: если сравнить с мобильной связью, то тут есть возможность обмениваться данными у разных операторов (компаний-поставщиков).
— А когда уже сами автомобили будут общаться с зарядками?
Сегодня цифровое общение реализовано только на зарядках третьего уровня. Интерфейс между зарядкой и авто работает примерно так: электромобиль говорит «я готов заряжаться, мне нужно 15 ампер», а зарядка определяет максимальное количество тока, которое авто может потребить.
Тот же стандарт ISO15118 идет с функцией plug-in-charge, благодаря которой автомобиль сам авторизуется в системе, т.е. пользователю не обязательно проводить карточкой по зарядке, чтобы войти в свой аккаунт и получать электроэнергию.
Сейчас самая сложная коммуникация реализована на уровне «зарядка-сервер», а не между авто и зарядкой.
— А что со стандартами в этой теме?
— Все начиналась с компаний, у которых был большой опыт в разработке железа. Потом рынку понадобилось больше программных приложений для обслуживания данных с этих зарядок. Каждый производитель пытался внедрить свой стандарт — сделать протокол для общения между своей зарядкой и своим сервером.
Но клиенты не хотят быть привязанными к одному производителю. Например, город Монреаль как заказчик хочет быть свободен в выборе поставщиков: оставить за собой возможность покупать зарядные станции у разных компаний, а потом подключать их к своей единой системе.
Мало того, что каждый производитель пытался продвинуть свой протокол, так нельзя сказать, что эти протоколы были хорошо оптимизированы. Не хочу бросать камень в огород embedded-разработчиков, но и тогда и сейчас их протоколы были на бинарном уровне, где каждый бит имеет значение. Когда речь идет о больших данных, такой протокол тяжело обслуживать и модифицировать.
Требования от клиентов заставили нас переходить к более сложным протоколам. Стали появляться стандарты общения между зарядкой и сервером. В Европе появился OCPP — Open Charge Point Protocol — протокол открытой зарядной точки. Также стали появляться стандарты общения в сети зарядных станций. И в какой-то момент производители зарядных станций были вынуждены внедрить эти протоколы в свои решения.
Универсальные стандарты задействованы пока не везде, их продолжают внедрять, и они продолжают меняться, так как рынок еще достаточно сырой, и не все стабилизировалось.
— А как рождаются стандарты? Это противодействие на уровне компаний или важнее вклад отраслевых организаций, которые ищут компромисс?
— OCPP — это открытый стандарт, его создавал комитет из представителей разных компаний в Нидерландах. В этом open source-проекте приняли участие не только производители станций и разработчики софта, но также институты.
— А что, если посмотреть на эту тему с точки зрения умного города: зарядки — это ведь только часть подсистемы такого города. Что думаешь про наше будущее, можно ли согласовать всю эту инфраструктуру?
— Я не верю в один общий стандарт. Есть определенные стандарты, которые решают определенные задачи. Например, есть стандарт OpenADR, который позволяет удаленно управлять электроэнергией подключенных электроустройств — он балансирует всплески потребления электроэнергии, и зарядки в него отлично вписываются. Он является частью умного города, но решает конкретную задачу. И таких специализированных стандартов будет достаточно много.
— А как вообще можно подключиться к подобным проектам по разработке инфраструктуры для электротранспорта?
Сложно предвидеть, что будет с этой индустрией через 5 лет. Сейчас можно экспериментировать с разными типами клиентов: работать с банками, с городами, с компаниями со своим парком электромобилей. Если сфокусироваться на решениях проблем клиентов, то ты автоматически будешь двигать индустрию в правильном направлении. А в сборе требований работает стандартная схема: продукт-менеджеры общаются с клиентами, записывают их проблемы, а потом вместе с инженерной командой приоритезируют и выбирают те, решение которых даст максимальный эффект не только в деньгах, но также в новых клиентах и партнерах.
За рамками нашего общения остался самый интересный вопрос для читателей Хабра: а как обстоят дела с инфраструктурой зарядок в России? Об этом мы и поговорим завтра на митапе. Свои вопросы на тему электротранспорта и силовой электроники можно оставлять прямо в комментариях. Мы адресуем их спикерам в прямом эфире, который будет открыт для всех зарегистрированных участников.
А пока поделимся обнадеживающим прогнозом, который несколько дней назад опубликовала британская консалтинговая фирма IDTechEx: в течение следующего десятилетия рынок электрокаров вырастет на 25% и продолжит рост во всех регионах мира в течение 20 лет как минимум. Так что для тех, кто хочет войти в эту отрасль сейчас — и правда лучшее время.
Зарядные станции
для дома
Мы предлагаем широкий выбор современных зарядных станций для частных домов и парковок. Личная зарядная станция это удобно и экономично.
Оставьте заявку, и мы подберем оптимальный вариант с учетом ваших пожеланий и потребностей.
Зарядные станции
Зарядная станция Punkt E HOME 22 kW
GB/T (AC); TYPE 2
155 000 руб
Зарядная станция Punkt E HOME mini 22 kW 4G
GB/T (AC); TYPE 2
89 900 руб
Зарядная станция Punkt E HOME mini 7 kW 4G
TYPE 1; GB/T (AC); TYPE 2
77 900 руб
Зарядная станция Punkt E HOME mini 22 kW
GB/T (AC); TYPE 2
75 900 руб
Зарядная станция Punkt E HOME mini 7 kW
GB/T (AC); TYPE 1; TYPE 2
66 500 руб
Зарядная станция Schneider Electric Smart Wallbox 22 kW
290 000 руб
Модуль балансировки мощности зарядной станции Punkt E HOME mini 3P
15 990 руб
Модуль балансировки мощности зарядной станции Punkt E HOME mini 1P
12 990 руб
Стойка к зарядным станциям Punkt E HOME двойная
69 900 руб
Стойка к зарядным станциям Punkt E HOME mini двойная
27 900 руб
Стойка к зарядным станциям Punkt E HOME mini одинарная
22 900 руб
Держатель зарядного кабеля Type 2
Держатель зарядного кабеля Type 1
Зарядный адаптер для электромобиля Type 2 к GB/T
14 990 руб
Домашние зарядные станции для электромобилей
Проверенное оборудование от ведущих производителей
Самые популярные зарядные станции всегда в наличии
Все станции имеют класс защиты IP54 для установки в том числе на улице
Безопасность для детей и животных за счет протоколов безопасности при запуске зарядки электромобиля
IT решение по удалённому управлению станцией
Монтаж под ключ: наши специалисты проведут комплексные работы по установке и подключению зарядных станций
Защита от перегрузки электрической сети дома
Интеллектуальные решения по балансировке для домов с недостаточной свободной мощностью
Гарантия на оборудование и монтажные работы
Сервисное и послепродажное обслуживание
Горячая линия поддержки пользователей 24/7
Консультация по выбору оптимальной зарядной станции
Технический̆ специалист проведет замеры, получит техническую документацию у ТСЖ / УК, подготовит и согласует проектную документацию по подключению станции, рассчитает стоимость подключения
Команда инженеров выезжает для установки станции, проводит все необходимые работы, проводит обучение пользованию станцией и делает тестовый запуск
Круглосуточная служба поддержки ответит на все возникающие вопросы, а команда инженеров – при необходимости поможет устранить неполадки
Подбор оборудования
Подготовка проекта
Подключение
Техническое обслуживание
FAQ
Как можно заряжать электромобиль дома и зачем ставить личную зарядную станцию
Электромобиль дома можно заряжать от бытовой сети через штатное зарядное устройство электромобиля, а можно установить личную зарядную станцию переменного тока.
Мы рекомендуем с осторожность заряжаться через обычные бытовые розетки: во-первых, это медленно (не выше 2-2,5 кВт), а во-вторых, бытовые розетки и домашняя электрическая сеть не предназначены для многочасового высокого потребления, которое генерирует электромобиль. Со временем розетки могут оплавиться, а кабель от перегрузки – потерять свои эксплуатационные качества вплоть до разрушения и возможного возгорания. Если вы все же хотите использовать евророзетку для зарядки, обратитесь к профессиональному электрику и проведите от входного щитка отдельную линию к розетке повышенной мощности.
Оптимальным решением является установка дома или на личном машиноместе зарядной станции переменного тока, которая позволит вам заряжаться с максимальной доступной мощностью вашего электромобиля. (11 – 22 кВт в зависимости от модели электромобиля). Такая станция работает в защищенном режиме Mode 3, в рамках которого зарядная станция и электромобиль сначала проводят проверку всех соединений, «договариваются» о допустимых режимах, и только потом пускается ток, что обеспечивает безопасность процесса зарядки.
Приятным бонусом у станций среднего и высокого ценового сегментов является управление в мобильном приложении через Bluetooth и Wi-Fi, а некоторые станции имеют встроенную систему балансировки с нагрузкой дома, что позволяет использовать выделенную мощность дома на максимум.
Что нужно, чтобы установить домашнюю станцию на личном парковочном месте в многоквартирном доме?
Для установки зарядной станции на личном парковочном месте необходимо запросить у управляющей компании наличие свободной мощности и возможную точку подключения. В случае, если возможность подключить станцию есть, необходимо провести общее собрание жильцов для согласования подключения к общедомовой сети. После получения согласия остается спроектировать подключение, провести необходимые кабели, установить защиту и смонтировать станцию.
Мы готовы оказать помощь в проведение переговоров с УК и организации собрания жильцов, а также выполнить проектирование, подключение и монтаж станции под ключ.
Что нужно, чтобы установить домашнюю станцию в загородном доме
Для установки станции в загородном доме необходимо провести анализ подключенной мощности и установленного оборудования. Если свободной мощности недостаточно для установки станции под мощность зарядки вашего электромобиля, необходимо замерить фактическое потребление вашего дома, после чего можно выбрать станцию с нужной мощностью и функционалом, подготовить проект подключения и выполнить электромонтажные работы.
Весь анализ мы готовы взять на себя: наши инженеры изучат предоставленные документы, выедут к вам для замеров и подготовят оптимальное предложение по станции и схеме подключения.
После выбора оборудования мы подготовим проект и установим станцию «под ключ».
Что делать, если не хватает мощности для установки зарядной станции
Современные станции могут настраиваться для ограничения максимальной мощности зарядки. Так, если в вашем доме или сети паркинга есть только 5 кВт мощности, мы поможем настроить станцию именно на эту мощность.
Для желающих установить станцию в загородном доме мы предлагаем оптимальное решение с балансировкой мощности, когда станция контролирует потребление бытовых приборов и свободную электроэнергию направляет на зарядку электромобиля. Это позволяет быстро и безопасно заряжать электромобиль даже там, где нет свободных мощностей даже на одну лишнюю розетку.
Как выбрать станцию для дома
После того, как вы выбрали станцию с нужным коннектором для вашего электромобиля, необходимо подобрать станцию под свободную мощность. Если имеющаяся свободная мощность недостаточна, необходимо остановить выбор на настраиваемых станциях с регулировкой максимальной мощности зарядки. Если свободная мощность не обеспечивает комфортную скорость зарядки, рекомендуем приобретать станцию со встроенной системой балансировки.
