Amit az elektromos autók töltőiről tudni kell
©ENCASE Kft. 2017.
www.viatorpower.com
1
Az elektromos autók (angol rövidítéssel: EV – Electric Vehicle) két nagy csoportra oszthatók: tisztán elektromos (BEV – Battery Electric Vehicle) és plug-in-hybrid (PHEV – Plug-inHybrid Electric Vehicle) járművekre. A tisztán elektromos járműveket kizárólag villanymotor hajtja, amelynek energiaellátását az autó akkumulátor telepe biztosítja. Hatótávolságukat az határozza meg, hogy az akkumulátor meddig (milyen hosszú távon) tudja elektromos energiával ellátni a motort. Amikor az akkumulátor lemerül, akkor fel kell tölteni, egyébként a jármű nem tud tovább haladni. A plug-in-hybrid járműveket kétféle erőforrás tudja hajtani – elektromos motor és/vagy belsőégésű motor. Ezek az autók általában kisebb kapacitású akkumulátorteleppel vannak felszerelve, amely 20…50km távolság megtételéhez elegendő elektromos energiát tud tárolni. Amíg ez az energia kitart, addig a jármű ugyanúgy működik, mint egy tisztán elektromos autó. Ha azonban az akkumulátor lemerült, akkor a hajtást átveszi a belsőégésű motor, amely már benzint, vagy gázolajat fogyaszt a gépkocsi üzemanyag tartályából. A korszerű elektromos járművekben ma már szinte kizárólag Lítium alapú akkumulátorokat használnak, amelyek több ezer töltési ciklust elviselnek és nem lép fel az ú.n. „memória effektus”, azaz bármilyen töltöttségi szintről bármilyen töltöttségig tölthetők. Az elektromos autók akkumulátorát rendszeresen fel kell tölteni, hiszen ez biztosítja a jármű energiaellátását. Ezek azonban nagy - általában több tíz kilowattóra – kapacitású akkumulátorok, amelyek sok energiát tárolnak. Ezt az energiát az elektromos hálózatból a töltőkábelen keresztül kell az akkumulátorokba vezetni. Ez időt vesz igénybe. Ez az idő pedig attól függ, hogy egységnyi idő alatt mennyi villamos energiát tudunk az akkumulátorba tölteni – mennyi áramot tud az elektromos hálózat biztosítani és – ez nagyon fontos! – mennyit képes a jármű elektromos rendszere fogadni. A folyamat hasonló ahhoz, ahogyan egy üveget töltünk meg vízzel. A csapból csak csöpögő vízzel sokkal lassabban fog megtelni, mint ha egy nagy átmérőjű csővezetéken, nagy nyomással engedjük a vizet az üvegbe. Ha a fenti példánál maradunk, akkor az sem mindegy, hogy az üveg szája mekkora. Hiába lennénk képesek percenként 10 liter vizet beleönteni, ha az üvegen csak akkora a nyílás, hogy azon percenként 5 liter tud átfolyni. Ezért nagyon fontos adat, hogy az elektromos autók fedélzeti töltője maximum mekkora töltőáram használatát teszi lehetővé. Hiába van ugyanis olyan nagyteljesítményű töltőnk, ami akár 22kW töltési energia leadására képes, ha az autó saját töltője csak 6kW teljesítményű. Az optimális megoldás, ha az autónak a hálózati energiát biztosító töltőpont és a jármű saját fedélzeti töltője hasonló teljesítményűek. Előfordul, hogy a jármű fedélzeti töltőjének teljesítményét különböző értékekre lehet állítani ezért figyelmesen olvassa el autója használati útmutatóját!
Itt egy nagyon gyakori, téves nézetet el kell oszlatni. Az elektromos járművek töltői ugyanis nem azok a töltőpontok, amelyeket a töltőkábellel csatlakoztatunk az autóhoz. Maga a töltőberendezés az elektromos autóban van. Ezt hívják fedélzeti töltőnek, vagy töltésvezérlőnek. A fedélzeti töltő egy meglehetősen bonyolult és drága elektronikus rendszer, amely fogadja és az akkumulátor töltéséhez megfelelően átalakítja azt az elektromos áramot, amit a töltőpontok biztosítanak. Az autó fedélzeti töltőjét általában nem lehet utólag nagyobb teljesítményűre cserélni. Ezért is fontos, hogy már a jármű megvásárlásakor tisztában legyünk azzal, hogy ez a szerkezet milyen nagymértékben befolyásolja a töltés gyorsaságát és ezáltal a jármű használati értékét. ©ENCASE Kft. 2017.
www.viatorpower.com
2
A töltéshez használt töltőpontok (amelyeket a töltőkábellel csatlakoztatunk a gépkocsihoz) tulajdonképpen egyfajta „intelligens kábel”-nek nevezhetők. Angol elnevezésük EVSE - Electric Vehicle Supply Equipment - azaz Elektromos Járműveket Kiszolgáló Berendezés. Elsődleges feladatuk, hogy garantálják a töltés biztonságát. Mivel töltéskor életveszélyesen nagy áramok folynak a hálózatból az autó akkumulátoraiba, ez a legfontosabb szempont. A töltőpontok vezérlői (amelyek maguk is kis mikroszámítógépek) egy meghatározott protokoll szerint, egy külön vezetéken, az ú.n. „Control Pilot” jel segítségével kommunikálnak a jármű fedélzeti töltőjével. „Megbeszélik”, hogy mekkora energia fogadására képes az autó és az elektromos hálózat mekkora töltőáramot tud biztosítani a töltéshez. Ellenőrzik, hogy a töltőkábel mekkora áramot tud biztonságosan vezetni, hogy a védőföldelés csatlakoztatva van-e a járműhöz és még több további, a biztonság szempontjából fontos paramétert. Csak akkor kapcsolják a jármű töltőjére a hálózati feszültséget (és az autó töltője is csak akkor fogadja azt), ha mindent rendben találnak.
Elektromos jármű főbb egységei
Az elektromos járművek töltésére vonatkozó szabvány az intelligens (az adatkommunikációhoz Control Pilot jelet használó) töltőket három csoportba sorolja: ú.n. Mode 2, Mode 3 és Mode 4 töltőknek nevezi. (A Mode 1 töltők nem kommunikálnak a járművel, ezeket elektromos autóknál ma már nagyon ritkán használják.)
A jármű töltése 230V-os konnektorról A Mode 2 töltőkkel konnektorokból lehet tölteni az elektromos autót. Elvileg bármilyen 230V-os háztartási konnektoron keresztül kapcsolódhatnak az elektromos hálózathoz. Elvileg. A gyakorlatban ki nem látott még elszenesedett konnektort és összeolvadt vezetékeket?
Túlterhelt, megégett fali csatlakozó aljzatok
©ENCASE Kft. 2017.
www.viatorpower.com
3
A háztartási konnektorokat ugyanis nem olyan folyamatos, nagy terhelésre tervezték, amit egy autó Mode 2 töltője jelent. Ezért ezekhez a töltőkhöz is célszerű kiépíteni olyan, érintésvédelmi kapcsolóval (FI relé) ellátott, ipari kivitelű konnektort a garázsban, amely elviseli a folyamatos, nagyteljesítményű igénybevételt. (Ilyen például a ViatorPower eSTART töltőpont.) Léteznek ugyan olyan megoldások, amelyek nagyáramú, ipari csatlakozókat (ú.n. CEE csatlakozót) használnak, ezek azonban csak nagyon kevés helyen állnak rendelkezésre, így a töltőt ezekkel korlátozottan lehet csak használni.
ViatorPower eSTART Mode 2 „konnektoros” töltőkhöz kialakított, biztonságos hálózati csatlakozó
A Mode 2 töltők legjobb példái az elektromos járművekhez gyári tartozékként adott töltőkészülékek. Ezek egyik végén egy villásdugó van, amit a konnektorba kell dugni. (Figyelem! Csak védőföldeléssel rendelkező konnektort használjon és soha ne csatlakoztassa a töltőt hosszabbítón, vagy elosztón keresztül a hálózathoz!) A kábelre van építve egy kis doboz is, ami a vezérlő elektronikát rejti. Ezen LED-ek, vagy egy kis kijelző mutatja a töltési folyamat pillanatnyi állapotát. A kábel másik végén egy nagyméretű, speciális csatlakozó van, amivel a töltőt a jármű töltőbemenetére lehet kapcsolni. (Ezekről a speciális csatlakozókról később még szó lesz.) Biztonsági okokból tilos bármilyen átalakítót, vagy toldalékot használni a töltőkábelhez, azt közvetlenül az autó töltőbemenetére szabad csak csatlakoztatni! (Az elektromos autók töltése biztonságos, de csak akkor, ha minden biztonsági előírást betart a saját, családja és autója biztonsága érdekében!)
Mode 2 hálózati töltő
©ENCASE Kft. 2017.
www.viatorpower.com
4
Az autók gyári tartozék töltője általában nem több, mint 10A töltőáramot biztosít a járműnek. (A gyártók általában biztonsági okokból limitálják 10 Amperben a töltőáramot, hogy az gyengébb teljesítményű konnektorokkal is használható legyen.) Azaz a töltési teljesítmény max. 2,3kW (a gyakorlatban ennél kevesebb, mert bizonyos veszteségekkel is számolni kell). Egy ilyen töltő például egy 30kWh-ás akkumulátor teleppel szerelt autót legalább 14-15 óra alatt tölt föl. Egy ilyen autó fedélzeti töltője pedig több, mint 3kW, vagy akár 6kW töltési energiát is képes lenne kezelni. Így, ha például ezt az autót egy 16A-es (3,7kW) töltővel töltenénk, akkor akár 9-10 óra alatt tudnánk teljesen feltölteni. Ez 38%-kal kevesebb idő és tényleg egy éjszaka alatt – amíg alszunk – teljesen feltöltődhet a kocsi. Ha kihasználjuk a 6kW-os fedélzeti töltő lehetőségét, akkor akár 5-6 óra alatt elvégezhető a töltés. Ehhez viszont olyan töltőpontra van szükség, ami képes ilyen teljesítménnyel tölteni az autót. És olyan elektromos hálózatra, amely képes ekkora töltőáramot biztosítani. A kettő szorosan összefügg egymással.
Fali gyorstöltők, töltőpontok Az ú.n. Mode 3 töltőpontok képesek 3,7kW…22kW, de akár még ennél nagyobb teljesítménnyel is tölteni az elektromos járműveket. Lehetnek 1 fázisú (230V), vagy 3 fázisú (3x230V) berendezések. Ezek a töltők mindig fixen bekötve csatlakoznak az elektromos hálózathoz (ezért csak szakképzett villanyszerelő szerelheti fel őket). Tilos azokat – akár ipari - konnektorokon keresztül használni. A Mode 3 töltőket hívják a köznyelvben „fali” töltőknek, „gyors” töltőknek is. A köztéri, nyilvános töltőállomások többsége is Mode 3 „gyorstöltő”. Ilyen fali gyorstöltőt bárki felszerelhet a garázsába, vagy elhelyezhető a munkahelyi parkolóban is. Hogy mekkora teljesítményű legyen a töltő, annak a szabvány előírásain kívül csak a jármű fedélzeti töltője és az ingatlan villamos hálózata szab határt.
ViatorPower Mode 3 fali töltők
Fontos ugyanis figyelembe venni, hogy egy ingatlan elektromos hálózata összetett rendszer. A vezetékek, az elektromos közmű-bekötés a háztartás általános igényeire méretezettek és nem biztos, hogy van a rendszerben elegendő tartalék ahhoz, hogy egy olyan nagy teljesítményű fogyasztót, mint a töltőkészülék, bővítés nélkül be lehet a hálózatba kötni. Előfordulhat, hogy amikor tölti autóját, akkor nem tudja használni a villanybojlert, az elektromos sütőt, a mosógépet, mert olyan túlterhelés léphet fel a hálózatban, amit az már nem bír el és – szó szerint – kiveri a biztosítékot. A rosszul ©ENCASE Kft. 2017.
www.viatorpower.com
5
méretezett vezetékek melegedhetnek, extrém esetben ki is gyulladhatnak súlyos anyagi kárt és életveszélyt okozva. Ezért fali töltő felszerelése előtt feltétlenül nézesse át szakemberrel az ingatlan elektromos rendszerét! Az is előfordulhat, hogy az áramszolgáltatónál kérni kell az ingatlan elektromos teljesítményének bővítését (ezért egy bizonyos teljesítmény fölött fizetni kell). Az tehát, hogy autójához milyen teljesítményű töltőt tud használni, alapvetően két tényezőtől függ: 1. Autója milyen maximális teljesítménnyel (maximális töltőárammal) tölthető, amit a jármű fedélzeti töltőjének teljesítménye határoz meg; 2. Az elektromos hálózat milyen maximális árammal terhelhető a töltés során és ennek megfelelően milyen maximális teljesítményű töltőpontot telepíthet. Mit tehet, ha a töltő túlterheli az ingatlan elektromos hálózatát? A ViatorPower töltőpontoknál lehetőség van arra is, hogy magában a töltőben is korlátozzák a maximális töltőáramot. Előfordulhat ugyanis, hogy az Ön otthoni hálózatát az autó töltése a töltőkészülék maximális töltőáramával túlterheli. Ez főleg akkor fordulhat elő, ha egyszerre, egyidőben több nagy teljesítményű fogyasztó is működik a lakásban (pl. egyszerre működik a villanybojler, a villanysütő, a légkondicionáló, mosógép, mosogatógép, és az autó töltése, stb.) Ekkor működésbe lép az ingatlan elektromos túláram-védelme és az elektromos elosztószekrényben egy, vagy több biztosíték (kismegszakító) lekapcsol. Ha ez csak ritkán, alkalmanként fordul elő, akkor valamelyik fogyasztót kapcsolja ki és kapcsolja vissza a biztosítékot. Törekedjen arra, hogy a nagyteljesítményű fogyasztókat a jármű töltésének idején ne használja egyszerre háztartásában. Ha azonban az autó töltése idején rendszeresen túlterhelés lép fel, akkor a következő lehetőségek állnak rendelkezésére: Kérje áramszolgáltatójától az ingatlan elektromos teljesítményének növelését; Korlátozni kell a töltő maximális töltőáramát. Ez azt jelenti, hogy a töltő ugyan kisebb teljesítménnyel (és természetesen lassabban) fogja tölteni a járművet, de megszűnik a hálózat túlterhelése. A ViatorPower töltőkészülékek maximális töltőárama egy amperes lépésekben beállítható tetszőleges értékre.
A fali töltők általában kétféle módon csatlakoztathatók az autóhoz. A fix kábeles változatok esetében a töltőkábel egyik vége fixen (nem oldható módon) be van kötve a töltőpontba, a másik végére pedig az autó töltőbemenetéhez illeszkedő csatlakozó van szerelve. Ezt kell az autóba bedugni. Használata nagyon egyszerű, pillanatok alatt lehet a járműhöz (vagy a járműről) (le)csatlakoztatni. A másik – ú.n. csatlakozós – megoldás esetén a töltőponton egy csatlakozó alzat van, amihez külön töltőkábel kell használni. Ennek egyik végén olyan csatlakozó van, ami illeszkedik a töltőponton lévő aljzatba, a másik végén pedig olyan, ami az autó töltőbemenetéhez passzol. Ennek a megoldásnak a nagy előnye, hogy ezt a töltőkábelt a töltőpontról le lehet csatlakoztatni, az autóban lehet tartani és bárhol, bármikor használni. A töltőpontok aljzatai ugyanis egész Európában szabványosak, így ugyanazzal a kábellel bármely nyilvános töltőhöz lehet csatlakozni.
Töltőkábel
A töltőpontok esetében előírás, hogy azokat olyan áramkörbe szabad csak bekötni, amely szabványos védőföldeléssel, túláram- és áramütés elleni védelemmel (áram-védőkapcsoló, vagy FI relé) rendelkezik. Ez utóbbit el lehet helyezni az ingatlan elektromos elosztószekrényében, vagy magában a készülékben is. ©ENCASE Kft. 2017.
www.viatorpower.com
6
Mi az a FI relé és hogyan működik? Rázta meg már áram? Rossz érzés és könnyen végzetes lehet! Pedig sok esetben könnyen el lehet kerülni a tragédiát. Áramütés ellen alkalmazzák az életvédelmi „FI" relét, pontos nevén áram-védőkapcsolót. Ez a kis berendezés már sokak életét megmentette. Hazánkban a lakóingatlanokban csak 2009. óta kötelező a használata, de minden lakásba, műhelybe, nyaralóba érdemes beszerelni. A berendezés megvéd az olyan esetekben mint pl. amikor az elektromos fűnyíró elvágja a vezetékét, vizes hajszárítóhoz vagy földzárlatos mosógéphez ér valaki, illetve ha valaki a konnektorba dug egy tűt (gyerek!). Nem véd meg akkor, ha egyszerre fogjuk meg a fázist és a nullát. A FI relé működési elve: a szerkezet figyeli a fázis és a nulla vezetéken folyó áramerősséget és ha a kettő nem azonos - azaz valahová máshová is folyik az áram - akkor a FI relé azonnal lekapcsol. A relé olyan gyors és érzékeny, hogy jó esetben az áramütött nem is érzi, hogy majdnem meghalt. A kismegszakítóra hasonlító kis berendezést közvetlenül a villanyóra után, a kismegszakítók elé kell beszerelni. Plusz áramot nem fogyaszt. A FI relé nem váltja ki a kismegszakítót (biztosítékot), azaz nem véd a túlterhelés ellen (bár léteznek kombinált áramvédőkapcsolók is, amelyek egy szerkezetben tartalmazzák a kismegszakítót és a FI relét). És persze a megfelelő elektromos szigetelést sem pótolja!
A hálózati feszültség hirtelen lekapcsolása nem tesz jót az elektromos autónak. A hálózat gyakori kibe kapcsolgatása töltés közben, megzavarhatja a jármű elektronikus rendszerét és az akkumulátorok is sérülhetnek. A töltés leállításánál a töltőáramot célszerű fokozatosan csökkenteni egy bizonyos értékig és úgy lekapcsolni a töltést. Ezért, ha a töltést meg akarja szakítani még azelőtt, hogy az autó teljesen feltöltődött volna, akkor azt ne a töltő egyszerű kikapcsolásával, hanem mindig a járműnél tegye, annak használati útmutatója szerint. Ezzel elkerülhető a jármű elektronikájának és/vagy az akkumulátorcelláknak az esetleges károsodása.
Villámgyors töltés egyenárammal Eddig arról volt szó, hogy az elektromos autót hogyan lehet a 230V-os váltakozó áramú elektromos hálózatról tölteni. Létezik azonban olyan megoldás is, amikor az akkumulátort ú.n. villámtöltőkkel töltik. Ezek a töltéshez nagyfeszültségű (450…1000V) egyenáramot használnak, akár 150…400 Amper áramerősséggel. Ez a töltés nem a jármű fentebb említett fedélzeti töltőjén keresztül történik, hanem egy attól funkcionálisan különböző töltésszabályozón keresztül. Az egyenáramú, ú.n. Mode 4 „villám” töltőkkel az elektromos autók teljesen lemerült akkumulátorát 30…40 perc alatt akár 80%-ra is fel lehet tölteni. (Az akkumulátorok sajátosságai miatt a 100%-kos töltöttségi szint elérése közel ugyanennyi időt vesz igénybe.) Az egyenáramú töltők nagy beruházás-igényű, drága berendezések. Általában csak olyan helyeken telepítik, ahol valóban nagyon gyors töltésre van szükség (pl. autópályák mentén). A Mode 4 töltők a szabvány előírása szerint csak fix kábelesek lehetnek, aljzat nincs rajtuk, saját töltőkábellel azokhoz nem lehet csatlakozni. (Ha van is rajta töltő-aljzat, akkor az nem egyenáramú villámtöltést, hanem váltakozó áramú töltést biztosít.) Maga a töltőkábel is vastag, robosztus, hiszen nagyon nagy áram folyik rajta. Az egyenáramú DC töltéshez a járművek is külön csatlakozóval rendelkeznek, vagy olyan kombinált csatlakozóval, amelyekben az egyenáramú töltéshez külön nagyáramú érintkezők vannak kialakítva. Természetesen, mint a műszaki megoldások esetén mindennek, a villámgyors töltésnek is ára van: az extrém nagy árammal való töltés az akkumulátorokat is jobban megterheli. Ezért, ha valaki rendszeresen csak villámtöltővel tölti járművét, akkor ne csodálkozzon azon, hogy az akkumulátorok tárolókapacitása – és ezzel járművének hatótávolsága – esetleg gyorsabban csökken. Ezért célszerű a lassabb, de kíméletesebb hálózati töltést használni, amikor csak lehet és a villámtöltőket csak akkor igénybe venni, ha hosszabb útra indulunk és útközben nincs idő órákat várni a töltésre. ©ENCASE Kft. 2017.
www.viatorpower.com
7
Tesla Mode 4 töltőállomás
Az elektromos autók töltőinek telepítése Ha úgy dönt, hogy elektromos autója töltéséhez (Mode 3) gyorstöltőt vásárol, akkor azt garázsában, vagy ahol autóját tárolja, fel is kell szerelni. Mint már említettük a töltőket csak szakképzett villanyszerelők helyezhetik üzembe. Bár ez némi költséget jelent az elektromos autó tulajdonosának, de arra gondoljon, hogy a szakszerűtlen kivitelezés életveszélyes lehet és a sokmilliós járműben is károkat okozhat. Ha kültéren kell a töltőpontot elhelyezni, akkor ellenőrizni kell, hogy az erre alkalmas-e. Ezt az ú.n. IP védettség mutatja. Kültéri elhelyezéshez az eszköznek javasolt legalább IP54 védettségűnek lennie. Azaz por behatolása ellen legalább korlátozottan és bármely irányból fröcskölő víz ellen védett legyen a készülék. Az IP védettséget az elektromos készülékeken fel kell tüntetni. Ha töltőt vásárol, akkor feltétlenül győződjön meg arról is, hogy azon fel van-e tüntetve az ú.n. CE jelzés. Ez jelzi a gyártó felelősségvállalását arra vonatkozóan, hogy a készülék mindenben megfelel az elektromos autók töltésére és az érintésvédelemre vonatkozó szabványoknak. CE jelzés nélkül a készülék nem hozható kereskedelmi forgalomba. Kérésre a gyártó az írásos, ú.n. „Megfelelőségi nyilatkozat”-ot is köteles a vásárlónak megküldeni. A töltőt úgy kell elhelyezni, hogy a töltőkábellel az autó töltőcsatlakozóját kényelmesen el lehessen érni. Lehetőleg úgy, hogy a kábel a földön lazán feküdjön. Soha nem szabad a kábelt feszíteni, megtörni! Tilos a töltőkábelt bármilyen módon (hosszabbító, átalakító eszközökkel) megtoldani! Különösen kültéren és/vagy esős időben, nedves környezetben ez életveszélyes lehet! Nem véletlen, hogy a vonatkozó szabvány ezt kifejezetten tiltja. A töltőket általában függőleges (fal)felületekre lehet szerelni. Ha ilyen nem áll rendelkezésre, akkor a töltőt tartóoszlopra kell szerelni. A villanyszerelő az elektromos elosztószekrényből a töltőponthoz külön áramkört épít ki. Ez mindenképpen a töltőhöz dedikált külön áramkör kell, hogy legyen, amihez más fogyasztó nem csatlakozik. Ha ezt a meglévő hálózat átstrukturálásával nem lehet megoldani, akkor külön vezetékezést/kábelezést kell a töltőhöz kiépíteni. Nagyon fontos, hogy a vezetékek keresztmetszete a töltő áramerősségének megfelelő legyen. Ha a kábelt földben kell vezetni, akkor csak szabványos földkábelt szabad használni. Az elektromos autók töltői csak olyan elektromos hálózatba köthetők, amelyek szabványosan kialakított védőföldeléssel rendelkeznek. Ezért a villanyszerelőnek ellenőriznie kell a földelést is. A töltő áramkörébe az elektromos elosztószekrényben egy külön kismegszakítót - és ha ez a helyi hálózatba, vagy a töltőkészülékbe nincs beépítve akkor FI relét is – kell kötni. ©ENCASE Kft. 2017.
www.viatorpower.com
8
Töltőkábelek és csatlakozók A töltőkábel segítségével tudja a töltőkészüléket elektromos és plug-in-hybrid autója töltőbemenetére csatlakoztatni. Ha olyan töltőponthoz akar csatlakozni, amelyben nincs fixen beépített kábel, csak egy csatlakozó aljzat, akkor egy külön töltőkábelt kell használnia. Annak, aki elektromos autóval rendelkezik mindenképpen érdemes egy ilyen töltőkábelt beszereznie, mert a nyilvános töltőpontok többségéhez csak ezzel tudja autóját hozzákapcsolni. A töltőpontok csatlakozója egész Európában szabványos, így ugyanazzal a kábellel bármely töltőponthoz kapcsolódhat belföldön és külföldön egyaránt. A töltőkábelen nagy áramerősség folyik át, amikor tölti a járművet. Ezért a kábelek fontos paramétere, hogy mekkora maximális töltőáramra vannak méretezve. Ha a vezeték keresztmetszete nem elegendően nagy a töltőáramhoz, akkor a kábel melegedni fog, extrém esetben elolvadhat és kigyulladhat. Ezért nagyon fontos, hogy csak minőségi, megbízható forrásból származó töltőkábelt használjon. A házilag barkácsolt töltőkábelek nagyon veszélyesek! A töltőkábelek csatlakozóiba egy ellenállás van beépítve, aminek értéke alapján a töltőkészülék és az autó azonosítani tudja, hogy milyen maximális töltőárammal terhelhető a kábel. A készülék mindig csak akkora töltőáramot engedélyez, amire a töltőkábel méretezve van. Ezért a töltőkábel is befolyásolhatja, hogy milyen teljesítménnyel – és így milyen gyorsan – tudja feltölteni autóját. Ezért célszerű nagyobb kapacitású (pl. 32 amperes) töltőkábelt vásárolni. Ezek a kisebb (16 amperes) kapacitású töltőkábeleknél valamivel ugyan többe kerülnek, de már rövidtávon is megtérül ez a minimális többlet befektetés a gyorsabb töltés lehetőségében és a nagyobb biztonságban. A töltőkábelben három (1 fázisú töltő esetében), vagy öt (háromfázisú töltőkben) vastag vezeték van, amelyeken a nagy áramerősségű töltőfeszültséget vezetik a járműhöz (fázis – vagy három fázis – nulla és védőföld). Ezen kívül egy vékonyabb vezetéken vezetik a Control Pilot (CP) jelet, ami a töltőpont vezérlője és a jármű közötti adatkommunikációt biztosítja. A töltőcsatlakozókon ezen kívül van egy úgy nevezett „Proximity Pilot”, vagy közelítés-érzékelő kontaktus is. Ezen az érintkezőn egy ellenállásértéket mér a töltésvezérlő, ami két fontos információt ad az elektronikának: egyrészt jelzi, hogy a csatlakozó biztonságosan csatlakoztatva van (hiszen csak megfelelő kontaktus esetén lehet az ellenállást mérni, egyébként szakadást mutat), másrészt az ellenállás értéke arányos a töltőkábel maximális áramterhelésével. A vezérlő tehát ez alapján el tudja dönteni, hogy a kábel biztonságosan milyen maximális áram átvitelére alkalmas. Ekkor egy kis zárszerkezet rögzíti a csatlakozót az aljzatban – hogy megakadályozza annak véletlenszerű kihúzását töltés közben – és a Control Pilot jel segítségével elindul a kommunikáció a töltőpont és az autó fedélzeti töltője között. Ha minden rendben van, akkor elindul a töltés. A töltőkábel vastag, nagyteljesítményű vezetékeire a töltésvezérlő csak azután kapcsol áramot, ha az biztonságosan csatlakoztatva van mind a töltőponthoz, mind a járműhöz és az adatkommunikáció a készülék és a jármű között sikeres. A töltőkábelek speciális csatlakozókkal kapcsolódnak a járművek töltőbemeneteire. A Mode 2 és Mode 3 (váltakozó áramú - AC) töltőkhöz az elektromos autókba jelenleg kétféle csatlakozót építenek be, az ú.n. Type 1, vagy Type 2 csatlakozót. Mindig az elektromos jármű gyártójának döntése, hogy melyik szabvány szerinti AC töltőcsatlakozót használja.
©ENCASE Kft. 2017.
www.viatorpower.com
9
Az ú.n. SAE J1772 (amerikai) szabvány szerinti csatlakozónak összesen 5 kontaktusa van – három vastag a nagy áramú töltéshez (fázis – L, nulla – N és védőföld – PE) valamint két vékonyabb kontaktus a Control Pilot – CP és a Proximity Pilot – PP számára. Ezt a csatlakozót Type 1 csatlakozónak nevezik. A csatlakozó felső részén egy billenő horgos akasztó is van, ami rögzíti az aljzatban a csatlakozót és megakadályozza annak kicsúszását. Ez a zár egyben egy, a csatlakozóba beépített kapcsolót is működtet. Így ha valaki töltés közben mégis kihúzná az aljzatból a csatlakozót (ehhez le kell nyomnia a billenő zárszerkezetet), akkor a beépített kapcsoló bontja az áramkört és a vezérlő azonnal lekapcsolja a kábelről a töltőáramot.
Type 1 (vagy SAE J1772) töltőcsatlakozó
A Type 1 csatlakozót – mivel összesen 3 nagyáramú kontaktussal rendelkezik – csak 1 fázisú AC töltésre használják. A Type 2 (vagy IEC 62196 szabvány szerinti) csatlakozó öt nagyáramú kontaktussal rendelkezik a két (CP és PP) segédkontaktus mellett. Ezért ez a csatlakozó nagyobb teljesítményű, 3 fázisú AC töltésre is használható - de csak abban az esetben, ha töltőkábel és a jármű fedélzeti töltője is 3 fázisú.
Type 2 (vagy IEC 62196) csatlakozó
Ennél a csatlakozó-típusnál a rögzítést egy, az aljzatba épített, mágneses, vagy motoros működtetésű zár-stift biztosítja, ami lehetetlenné teszi a csatlakozó kihúzását az aljzatból töltés közben. Töltőkészülék és töltőkábel vásárlása előtt mindig ellenőrizni kell, hogy az adott autó-típushoz milyen csatlakozóval szerelt kábelt kell használni. Soha ne használjon semmilyen átalakítót, toldót, hosszabbítót a töltőkábelhez! Ezt a vonatkozó szabvány is kifejezetten tiltja, mert életveszélyes lehet!
©ENCASE Kft. 2017.
www.viatorpower.com
10
Ha olyan töltőkészüléket használ, amelybe a kábel fixen be van építve, akkor arra kell figyelni, hogy a kábel végére a járműbe épített aljzatnak megfelelő csatlakozó legyen szerelve. Ha a töltőkészüléken csatlakozó aljzat van, akkor olyan kábelt kell használni, amelynek mindkét végén van csatlakozó. Az európai töltőpontokba azonban mindig szabványos Type 2 csatlakozó aljzatot építenek. Így – függetlenül attól, hogy a jármű felöli oldalon Type 1, vagy Type 2 csatlakozó van-e, a töltő felöli oldalon mindig csak Type 2 csatlakozó lehet. Ennek megfelelően kétféle töltőkábel létezik: az ú.n. Type2-Type1, vagy a Type2-Type2 típusú kábel.
Type 2 csatlakozó aljzat egy ViatorPower töltőponton… és egy elektromos autóban
A töltő- és jármű felőli oldalt még a Type2- Type2 típusú kábelek esetében sem lehet felcserélni. A töltőpont felőli oldalon ugyanis mindig „apa”, a jármű felőli oldalon pedig „anya” típusú csatlakozó van.
Type2 > Type1 és Type2 > Type2 töltőkábelek
A Mode 4 egyenáramú „villám” töltők – mint fentebb már szó volt róla – a Mode 3 töltőkhöz képest nagyobb feszültséggel és jóval nagyobb áramerősséggel töltik az elektromos járműveket. Ilyen nagy áramerősségnél még vastagabb vezetékeket és a csatlakozókban nagyobb átmérőjű kontaktusokat kell használni. Ezért az egyenáramú Mode 4 töltőkhöz a Type1 és Type2 csatlakozók nem alkalmasak. Az egyenáramú töltéshez ezért a járművekbe speciális csatlakozókat építenek be a gyártók. Sok esetben ez egy külön csatlakozó aljzat az autóban. Ez lehet a japán szabványból átvett (japán elnevezéséből: O cha demo ikaga desuka – „Kér egy kis teát?”) „CHAdeMO”-nak nevezett, vagy a kínai szabványnak megfelelő „GB” típusú csatlakozó – bár ez utóbbi Európában nem nagyon fordul elő.
©ENCASE Kft. 2017.
www.viatorpower.com
11
CHAdeMO és GB típusú egyenáramú töltő csatlakozók. A második képen egy autóba épített külön CHAdeMO és Type1 csatlakozó látható az egyen-, illetve váltakozó áramú töltéshez.
Az új fejlesztéseknek köszönhetően azonban egyre népszerűbbek az ú.n. COMBO vagy CCS - Combo Charging System csatlakozók. Ezek úgy épülnek fel, hogy egy csatlakozó szolgál a Mode 2, Mode 3 (AC) és a Mode 4 (DC) töltésre is. pontosabban egy csatlakozó aljzatba integrált kombinált csatlakozó. Amikor a járművet váltakozó áramú töltőpontról töltik, akkor csak a csatlakozó felső részét használják. Ez lehet Type1, vagy Type2 csatlakozás. Ha azonban egyenáramú töltőhöz akarják csatlakoztatni a járművet, akkor a csatlakozó alsó, nagy áramokra méretezett kontaktusait (is) használják. Attól függően, hogy a kombinált csatlakozó felső része Type1, vagy Type2 típusú, megkülönböztetnek COMBO1 és COMBO2 csatlakozókat.
COMBO (CCS) csatlakozók
A töltés befejeztével a töltőkábeleket a töltőaljzatból mindig ki kell húzni! A töltőkábelt esőben, hóban is használhatja, de ügyeljen arra, hogy a csatlakozó vízbe, sárba ne kerüljön, a csatlakozót nedvesen soha ne tisztítsa! A töltőkábelek és csatlakozók karbantartás nem igényelnek. Arra azonban figyelni kell, hogy a csatlakozót minden szennyeződéstől óvni kell. Ha a kábel szigetelése megsérül, vagy a csatlakozó műanyag háza megreped, eltörik, akkor semmilyen körülmények között ne használja! A sérült kábelt és/vagy csatlakozót ki kell cserélni - tilos azt ragasztgatni, toldozgatni, mert ez életveszélyes lehet! Az elektromos és plug-in-hybrid járművek töltése megfelelő töltőkkel egyszerű és biztonságos dolog. Bízunk benne, hogy ezzel a kis összefoglalóval sikerült minden olyan lényeges információt közérthetően elmondanunk, amit e járművek töltéséről, töltőiről tudni kell. Kellemes, biztonságos elektromos autózást és jó utat kívánunk! ©ENCASE Kft. 2017.
www.viatorpower.com
12
