Rosnąca popularność elektromobilności sprawia, że na naszych drogach pojawia się coraz więcej pojazdów z napędem elektrycznym. Posiadacze takich aut powinni jednak wiedzieć, że na rynku funkcjonują różne standardy wtyczek i gniazd ładowania samochodów elektrycznych. Sprawdźmy więc, jakie rodzaje przyłączy są dostępne, jak działają i gdzie się je stosuje.
Ładowanie samochodów elektrycznych — różne standardy wtyczek, gniazd i samych ładowarek.
Ładowanie samochodów elektrycznych to z pozoru banalna sprawa — wystarczy przecież podłączyć pojazd do odpowiedniej stacji ładowania i poczekać. Szybko okazuje się jednak, że wcale nie jest tak łatwo.
Na rynku dostępne są bowiem nie tylko różnego rodzaju ładowarki, ale także rozmaite standardy wtyczek i gniazd ładowania samochodów elektrycznych. Odmienny sprzęt to inne możliwości i parametry ładowania. Różna jest też dostępność ładowarek z poszczególnymi rodzajami wtyczek i gniazd.
Zanim jednak przejdziemy do omówienia poszczególnych standardów wtyczek i gniazd ładowania samochodów elektrycznych, wspomnieć musimy o dwóch zasadniczych “technikach” ładowania — prądem stałym (DC) i przemiennym (AC).
Ładowanie samochodów elektrycznych prądem stałym i przemiennym
Ładowanie prądem stałym i przemiennym wymaga zastosowania innych urządzeń oraz odmiennych rodzajów wtyczek i gniazd ładowania samochodów elektrycznych. Wynika to z innego sposobu działania obu metod, a także odmiennych parametrów obu procesów.
Ładowarki na prąd stały (DC - Direct Current) to tzw. szybkie ładowarki do samochodu elektrycznego. Mogą one bowiem osiągnąć moc nawet kilkuset kW, co teoretycznie pozwala na pełne ładowanie pojazdu w zaledwie kilkanaście - kilkadziesiąt minut. Takie ładowarki do samochodów elektrycznych świetnie spisują się zatem w pośpiechu — np. w trasie.
Co ciekawe, Polska jest w europejskiej czołówce, jeśli chodzi o stosunek komercyjnych szybkich ładowarek do tych wolniejszych na prąd przemienny. Aż 30% publicznych stacji ładowania na naszych drogach to właśnie urządzenia DC.
Stacje ładowania prądem przemiennym AC to urządzenia wolniejsze. Ich maksymalna moc ładowania wynosi 22 kW, ale mają też wiele zalet. Przede wszystkim takie ładowarki nie wymagają drogich i nie zawsze dostępnych przyłączy elektrycznych o bardzo wysokiej mocy. Podłącza się je bowiem do sieci trójfazowej, czyli tzw. siły. Słabsze modele mogą być zasilane nawet z sieci 1-fazowej, czyli ze zwykłego gniazda na 230 V.
To sprawia, że ładowarki AC wykorzystuje się nie tylko jako urządzenia komercyjne. Coraz częściej montuje się je jako domowe stacje ładowania samochodów elektrycznych, a modele na 230 V sprawdzają się nawet jako przenośne ładowarki.
Odmienna moc ładowarek AC i DC wymaga oczywiście zastosowania innych akcesoriów. Różne są zatem standardy wtyczek i gniazd ładowania samochodów elektrycznych prądem stałym i przemiennym.
Trzeba oczywiście zauważyć, że wiele aut ma fabryczne ograniczenia maksymalnej mocy ładowania (zarówno prądem stałym, jak i przemiennym). W wielu przypadkach stosowanie mocnych stacji ładowania nie przekłada się zatem na szybkość uzupełnienia akumulatora.
Również same standardy wtyczek i gniazd do ładowania samochodów elektrycznych mają swoje ograniczenia i pozwalają na ładowanie z określoną maksymalną mocą.
Rodzaje wtyczek i gniazd ładowania samochodów elektrycznych
Do ładowania prądem stałym i przemiennych wykorzystywane są różne rodzaje wtyczek i gniazd ładowania samochodów elektrycznych. Trzeba jednak zaznaczyć, że podział ten nie jest kategoryczny i jednoznaczny. Są bowiem wtyczki i gniazda wielofunkcyjne, które można wykorzystać zarówno do ładowania AC, jak i DC (to m.in. CCS i GB/T). Mają one jednak inne parametry i dopuszczalną moc maksymalną, warto zatem dobierać wtyczki i gniazda ładowania adekwatnie do ładowarki i możliwości samego pojazdu.
Zasadniczo dzieli się jednak standardy wtyczek i gniazd ładowania samochodów elektrycznych na dwie kategorie — do ładowania AC i DC
Standardy wtyczek i gniazd ładowania samochodów elektrycznych prądem stałym (DC)
Na rynku istnieją trzy najważniejsze standardy wtyczek i gniazd ładowania prądem przemiennym — CHAdeMO, CCS oraz Tesla Supercharger.
1. Wtyczki i gniazda ładowania samochodu elektrycznego CHAdeMO
CHAdeMO to standard japoński, wykorzystywany przede wszystkim w pojazdach produkowanych na rynki azjatyckie.
Wtyczka CHAdeMO jest relatywnie duża, okrągła, zabezpieczona przed warunkami atmosferycznymi i wyposażona w zamek blokujący ją w gnieździe.
Atutem standardu wtyczek i gniazd ładowania samochodu elektrycznego CHAdeMO jest szybkość. O ile początkowo umożliwiał on ładowanie z mocą maksymalną 62,5 kW, o tyle nowy standard CHAdeMO 2.0 podniósł ten limit do zawrotnych 400 kW!
To imponująca wartość, ale trzeba zauważyć, że większość aut ma fabryczne ograniczenia maksymalnej mocy ładowania daleko poniżej tego limitu.
Gniazda do ładowania samochodów elektrycznych CHAdeMO montowane są m.in. w autach marek Mitsubishi czy Nissan, ale przede wszystkim tych na rynek azjatycki. W modelach wypuszczanych na rynek europejski czy amerykański częściej spotykamy wtyczki i gniazda CCS.
2. Wtyczki i gniazda ładowania samochodu elektrycznego CCS (Combined Charging System)
Europejskim odpowiednikiem CHAdeMO jest CCS (Combined Charging System). To standard gniazd i wtyczek ładowania samochodów elektrycznych najczęściej spotykany w pojazdach wypuszczanych na nasz rynek, ale często stosowany także w Stanach Zjednoczonych.
Co istotne, CCS jest przyłączem uniwersalnym — pozwala zarówno na ładowanie AC, jak i DC. W istocie jest bowiem swoistym rozwinięciem gniazd Typy 1 i Typu 2, które uzupełniono o dwa dodatkowe piny.
Warto tu zaznaczyć, że konsekwencją są dwa rodzaje wtyczek i gniazd ładowania w standardzie CCS — w USA częściej spotyka się CCS1, a w Europie CCS2. Złącza te mają nieco inny wygląd i kształt. Niestety nie są one ze sobą kompatybilne, dlatego kupując pojazd, ładowarkę czy kable do ładowania samochodu, trzeba zwrócić uwagę na rodzaj przyłącza CCS.
Standard wtyczek i gniazd ładowania samochodów elektrycznych CCS2 pozwala na ładowanie prądem stałym z maksymalną mocą 350 kW (CCS1 do 150 kW), choć zademonstrowano już ładowarki o mocy 700 kW pracujące w tym standardzie. Tu również trzeba jednak pamiętać, że systemy ładowania w pojazdach rzadko pozwalają na tak wysoką moc ładowania.
3. Wtyczki i gniazda ładowania samochodu elektrycznego Tesla Supercharger
Na wyróżnienie zasługuje jeszcze jeden rodzaj wtyczek i gniazd ładowania samochodów elektrycznych. Tesla Supercharger to przyłącza stosowane wyłącznie w autach Tesli.
Ten standard wtyczek i gniazd ładowania wyróżnia bardzo wysoka moc maksymalna (nawet 250 kW), a zatem duża szybkość ładowania. Wedle producenta pełne ładowanie (dowolnego modelu Tesli) w sprzyjających warunkach możliwe jest nawet w 15 minut.
Wtyczki i gniazda ładowania samochodów elektrycznych Tesla Supercharger są unikalnym elementem ekosystemu tej marki. Standard ten obsługiwany jest zatem wyłącznie przez ładowarki Tesla Supercharger i kompatybilny jest tylko z pojazdami tego producenta.
Rodzaje wtyczek i gniazd ładowania samochodów elektrycznych prądem przemiennym
Do ładowarek na prąd przemienny stosowane są inne rodzaje wtyczek i gniazd ładowania samochodów elektrycznych. Tu także wymienia się trzy najważniejsze standardy — Typ 1, Typ 2 oraz GB/T.
1. Wtyczki i gniazda ładowania Typu 1 (SAE J1772)
Typ 1 znany również jako SAE J1772 to standard wtyczek i gniazd ładowania samochodów elektrycznych wykorzystywany przede wszystkim w Stanach Zjednoczonych, a także w Japonii.
Wtyczki Typu 1 mają 5 pinów i mogą być podłączane do ładowarek zasilanych z sieci 1-fazowej o różnych parametrach. Pozwala to na wykorzystanie tego standardu nie tylko w ładowarkach komercyjnych, ale też domowych czy przenośnych.
Ten standard wtyczek i gniazd ładowania samochodu elektrycznego pozwala na ładowanie z mocą od 3 do nawet 22 kW.
Co istotne, czasem spotyka się informacje, że wtyczki i gniazda Typu 1 można wykorzystać do ładowania prądem stałym. Nie jest to jednak prawda. Taką funkcjonalność ma bowiem standard CCS1, który jest rozwinięciem Typu 1 o piny właśnie do prądu stałego. Samo przyłącze Typu 1 służy jednak wyłącznie do ładowania AC.
2. Wtyczki i gniazda ładowania Typu 2 (IEC 62196)
Tzw. Typ 2 (a inaczej IEC 62196) to rodzaj wtyczek i gniazd ładowania samochodu elektrycznego powszechnie stosowany w autach produkowanych na rynek europejski.
Przyłącze to można podłączać do ładowarek zasilanych z sieci 1-fazowych i 3-fazowych, co pozwala na ładowanie z maksymalną mocą 22 kW. Podobnie jak w przypadku Typu 1, tu również spotyka się błędne informacje, że Typ 2 można wykorzystać do ładowania DC. To nieprawda, możliwość ładowania prądem stałym, jak i przemiennym zapewnia bowiem standard CCS2, czyli rozwinięcie Typu 2.
3. GB/T — chiński standard wtyczek i gniazd ładowania samochodów elektrycznych
Ostatni rodzaj wtyczek i gniazd ładowania samochodów elektrycznych, który opiszemy to GB/T. Co istotne, jest to standard chiński, ale kompatybilny z niektórymi pojazdami dostępnymi na rynkach międzynarodowych.
Wtyczki i gniazda ładowania samochodów elektrycznych GB/T pozwalają na ładowanie prądem przemiennym o mocy do 27,7 kW oraz stałym o mocy do 250 kW.
Musimy jednak zauważyć, że sam standard GB/T dzieli się na różne rodzaje wtyczek i gniazd ładowania, takie jak GB/T 18487, GB/T 20234 czy GB/T 27930. Mają one odmienny wygląd i parametry, co należy uwzględnić przy wyborze akcesoriów.
BIBLIOGRAFIA:
- Dericioglu, C., YiriK, E., Unal, E., Cuma, M. U., Onur, B., & Tumay, M. (2018). A review of charging technologies for commercial electric vehicles. International Journal of Advances on Automotive and Technology, 2(1), 61-70.
- Figura, R., Sadowski, S., & Siroić, R. (2018). Stacje szybkiego ładowania dla pojazdów elektrycznych. Autobusy–Technika, Eksploatacja, Systemy Transportowe, 220(6), 839-842.
- Polskie Stowarzyszenie Paliw Alternatywnych. Pspa.com.pl. Licznik Elektromobilności: wyraźny wzrost liczby szybkich stacji ładowania od początku 2023 r. https://pspa.com.pl/2023/informacja/licznik-elektromobilnosci-wyrazny-wzrost-liczby-szybkich-stacji-ladowania-od-poczatku-2023-r/. Data dostępu 13.09.2023.
- Zajkowski, K., & Seroka, K. (2017). Przegląd możliwych sposobów ładowania akumulatorów w pojazdach z napędem elektrycznym. Autobusy: technika, eksploatacja, systemy transportowe, 18.
- Zawieska, J. (2019). Infrastruktura ładowania pojazdów elektrycznych w Polsce. Nowa Energia, (4), 66-72.