Ми вже розповідали щодо конструкції сучасного електромобіля в цілому, а також щодо влаштування сучасних тягових батарей. Переходимо до питань експлуатації електричної машини. Перше та найголовніше із них постає перед власником відразу після покупки електромобіля: де та як його заряджати? Давайте розберемося з режимами зарядки, розетками, стандартами підключення до них та вигодами від переходу із заправки бензином на електрику.

У чому особливості заряджання електромобіля

При заправці звичайного автомобіля головне правило – вибрати перевірену АЗС, щоб заправлятись якісним пальним. Решта — дрібниці: визначитися із сортом потрібного пального та не пролити його при заправці. За сучасного заправного обладнання це зовсім нескладно.

З електромобілями все інакше. Питання чистоти рук та якості пального відпадають. З умовною «сортністю» визначитися складніше: для зарядки електромобіля підходять різні джерела електроенергії — побутові та спеціалізовані. Але розібратися з ними, насправді, не так уже й складно. Як і із сумісністю роз'ємів джерела та електромобіля. А ось на питання, де зарядити машину, відповісти часто трішки складніше. І хоча кількість громадських зарядок (про домашні не говоримо, з ними і так все зрозуміло) не можна назвати скромною (станом на 2021 рік: Німеччина — 44,7 тис., Франція — 46 тис., Велика Британія — 33,5 тис., США — 98,8 тис, Південна Корея — 61,1 тис., Іспанія — 8 тис., Україна — 7 тис.), є регіони, де «щільність» зарядок відверто незадовільна, це стосується, зокрема, європейського континенту. Також, наприклад, деякі електромобілісти стикаються з тим, що зарядка до його електромобіля може не підходити (просто «не той роз`єм»), хоча цю проблему може допомогти вирішити додаток GO TO-U, який дозволяє обрати (найближчий, необхідний у конкретному місці) чарджер саме з потрібними характеристиками (потужність, роз`єм, тощо). Крім цього, доступ до зарядок до деяких зарядок буває обмежений, а системи активації зарядки та оплати нерідко зовсім незрозумілі, водночас бувають ситуації, коли сама зарядка може бути не сертифікована та викликати сумніві щодо безпечності заряджання.

Загалом, питань багато. Але ми готові на них дати відповіді. І почнемо, як завжди, з основ.

В яких режимах заряджається електромобіль

Щоб зарядити батарею, недостатньо просто з'єднати її дроти з джерелом електрики. Для кожного пристрою необхідні напруга, струм зарядки і час, після якого процес потрібно перервати. Простіше кажучи, будь-який акумулятор заряджається у певному режимі (або режимах). За рівнем складності та ефективності їх можна розділити на чотири типи.

Mode 1 – це пряме з'єднання з побутовою електромережею без контролю параметрів у цьому ланцюзі. У ньому не прописані жорстко норми на заземлення та рівень захисту від зовнішніх впливів, а мережа та пристрій не обмінюються даними. З цих причин для заряджання електромобілів такий режим не підходить і не використовується. У деяких країнах пряме підключення заборонено навіть для малопотужних пристроїв.

Mode 2 — базовий напівавтоматичний режим, який застосовується для заряджання електромобіля від мереж змінного струму (АС). Обмін інформацією про допустимі режими в ньому теж не використовується, але в кабельному з'єднанні є електронний пристрій захисту від перевантаження, який може при необхідності знижувати струм заряджання. За таким принципом реалізовані зарядні системи, що йдуть у комплекті електромобіля. Ті, що призначені для включення до побутових однофазних розеток, забезпечують потужність заряджання не вище 3,5 кВт, а ті, що підключаються до промислових трифазних мереж, — до 7–11 кВт.

За такої потужності процес наповнення батареї ємністю 70-90 кВт*год йде повільно і може тривати цілу добу. Серед власників електрокарів пристрою цього типу отримали прізвиська «бабуся» (за повільність) та «цегла» (за характерни прямокутний контрольний блок, розташований безпосередньо на зарядному кабелі).

Mode 3 — захищений режим заряджання змінним струмом від електро-зарядних станцій (ЕЗС) через спеціальний кабель з інформаційною шиною. Через неї термінал та електромобіль спочатку ініціалізують перевірку всіх з'єднань та витоків в ізоляції, «домовляються» про допустимі режими, і лише після цього пускається зарядний струм. Так забезпечується повна безпека процесу навіть у найнесприятливіших погодних умовах. У процесі заряджання електроніка електромобіля може керувати струмом, що видається ЕЗС.

Теоретично потужність заряджання Mode 3 може досягати 43 кВт, хоча більшість станцій спроектовані на 22 кВт. Тому така зарядка теж вважається «повільною» — на повний заряд, наприклад, кросовера Jaguar i-Pace піде понад 4 години. Причому електромобіль, у свою чергу, може встановлювати власні ліміти на потужність для оптимізації процесу заряджання, що ще більше затягне процес. Річ у тім, що змінний струм не можна подавати відразу до батареї електромобіля – спочатку він проходить через інвертор електромобіля, де випрямляється, стабілізується та регулюється. Обмеження на цьому етапі запобігають перегріву бортової електроніки та зберігають ресурс батареї.

Mode 4 — просунутий захищений режим заряджання постійним струмом (DC). Тут використовується спеціальний кабель, машина та зарядна станція обмінюються інформацією про допустимі струми та напругу, а заряджання починається лише після повної перевірки всіх систем. А також унеможливлюються втрати на перетворення, тому вже випрямлений струм від зовнішньої станції заряджає батарею практично безпосередньо.

Найслабші DC-станції забезпечують, як правило, потужності 43-50 кВт. Але в мережах швидкісних зарядок, що працюють у Mode 4, вже зустрічаються термінали потужністю 100, 150, 250 та навіть 320 кВт (мережа Porsche Turbo Charging, наприклад), які здатні наповнити батарею потужного електромобіля лише за годину. Мережа таких станцій на дорогах у перспективі має повністю зняти проблему далеких подорожей електромобілями. Адже на них вдасться поповнити запас ходу на пару сотень кілометрів лише за кілька хвилин, протягом яких водій може трохи розім'ятись та випити кави. Але при всіх своїх перевагах термінали постійного струму набагато складніші та на порядок дорожчі за АС-станції.

В яку розетку включати електромобіль

Досвідчені мандрівники знають, як легко в іншій країні виявитися відрізаним від електрики – просто тому, що штепсель пристрою банально не підійде до місцевої розетки. Проблему вирішує перехідник, який має бути у багажі.

У світі електромобілів теж поки що немає єдиного стандарту зарядних роз'ємів, а простим перехідником проблему вже не вирішити. Щоправда, і варіантів розеток для електрокарів менше, ніж для побутової електроніки: лише сім.

Type 1. Однофазний роз'єм (іноді ще позначений як J1772), який став у 2009 році першим стандартом для спеціалізованого підключення електромобілів. Він розрахований лише на заряджання змінним струмом у режимах Mode 2 та Mode 3, а використовується в основному в США та Японії. Максимальна потужність заряду – 9,2 кВт.

Type 2. Комбінований (одно-/трифазний) роз'єм, прийнятий для підключення електромобілів у Європі. Розроблений компанією Mennekes та допускає потужність зарядки 43 кВт у режимі Mode 3, хоча здебільшого потужність обмежена 22 кіловатами.

CCS Combo 1 та CCS Combo 2. Розуміючи недоліки стандартів Type 1 і Type 2, автовиробники ініціювали створення більш розвинених роз'ємів. Вони мають додаткову проводку, розраховану на зарядку постійним струмом (Mode 4) потужністю до 400 кВт. Зарядити від такого терміналу електромобіль з кабелем Type 1/Type 2 не вдасться, а ось зворотна сумісність є – «комбо»-електрокар можна підключити до станції повільного заряджання.

Tesla Supercharger. Як відомо з назви, цей роз'єм впровадила компанія Tesla, яка розвиває власну мережу зарядних станцій, щоб обійти обмеження за потужністю американського стандарту Type 1. Він комбінований – за його допомогою автомобіль можна заряджати як «повільним» змінним струмом, так і від DC-станцій потужністю до 135 кВт. А нова версія кабелю Supercharger V3 із рідинним охолодженням дозволяє збільшити потужність зарядки до 250 кВт.

Автомобілі Tesla для експортних ринків оснащені роз'ємами Type 2, що робить їх сумісними із європейськими зарядними терміналами. А від місцевої станції Tesla Supercharger машину можна зарядити потужним постійним струмом.

CHAdeMO. Стандарт, який активно використовують у США та Японії конкуренти Tesla. Цей складний роз'єм у версії 2.0, розробленої у 2018 році, забезпечує потужність зарядки до 400 кВт постійним струмом (за наявності рідинного охолодження терміналів), але водночас здатний окремо підживлювати 12-вольтову мережу електромобіля. Щоправда, більшість оснащених таким «штепселем» електромобілів (переважно японських і корейських) сьогодні може прийняти лише 50 кВт. За допомогою спеціального адаптера до терміналів стандарту CHAdeMO можна підключати електромобілі Tesla.

GB/T. Цей роз'єм (точніше, відразу два роз'єми — для змінного та постійного струму) створили у Китаї, перейнявши деякі перевірені рішення з існуючих стандартів. GB/T забезпечує потужність DC-зарядки (Mode 4) до 237 кВт, а у новій модифікації з рідинним охолодженням обіцяє досягти фантастичних 900 кВт.

Важко? Насправді ні. В Україні прийняті «європейські» стандарти Type 2/CCS Combo 2. Наявність будь-якого з цих роз'ємів під зарядним лючком електромобіля знімає питання сумісності. На деяких європейських моделях такі порти ставлять парами та з різних боків. А на американських або японських електромобілях, призначених для ринку Європи, часто зустрічаються і подвійні стандарти — поруч із «рідним» CHAdeMO буде йти й обов'язковий «локальний». Термінали з CHAdeMO, до речі, зустрічаються і в Україні.

Якщо ви вирішите купити автомобіль, призначений не для європейського ринку, то доведеться потурбуватися про придбання кабелю з різними роз'ємами на протилежних кінцях або спеціальними адаптерами під Type 2. Але знайте, що перший виявиться марним на ЕЗС, які вже обладнані своїм вбудованим кабелем замість розетки. А другий вносить до ланцюга додаткове з'єднання, що може стати причиною збоїв і навіть пошкоджень зарядного обладнання. Ба більше, перехідники досить дорогі – наприклад, теслівський адаптер під CHAdeMO коштує кількасот доларів.

Де можна заряджати електромобіль

Публічні або комерційні точки заряджання з потрібними роз'ємами допомагають знайти спеціальні мобільні програми або сайти для власників електрокарів. Наприклад, наш додаток GO TO-U, який показує ЕЗС у всьому світі (якщо точніше – близько 300000 зарядок на 17 000 локаціях у 47 країнах). Зручність цієї програми в тому, що, крім даних про кількість і типи доступних розеток в ньому, власники електрокарів мають можливість забронювати необхідний чарджер на певний день та певний час, уникаючи, таким чином, в першу чергу, черг. Також користувачі можуть обрати зарядку, застосувавши фільтр за наступними критеріями:

потужність зарядки;
тип коннектору (роз’єму);
вільні зарядки;
зарядки, доступні цілодобово;
тип активації (резервація, безконтактна картка, QR-код);
оператори.

Переважна кількість зарядок зосереджена у великих містах. Але, звичайно, в менших населених пунктах, а також на заміських автошляхах, вони також присутні у достатній кількості. Локації зарядних станцій – найрізноманітніші. Це ТРЦ, АЗС, ресторани, кафе, готелі, парковки дилерських центрів та офісних будівель, ін. Як виглядає карта зарядок наочно, можна подивитись в додатку GO TO-U.

Потужність терміналів – 2-7 кВт, 11-22 кВт, 50+ кВт, 120+ кВт. До перших відносяться просто розетки на стінах будівель, АЗС або навіть на «розумних стовпах». Вони в кращому випадку видають 5-7 кВт із трифазної електромережі, але найчастіше це просто звичайна євророзетка на 3,5 кВт, до якої електромобіль можна підключити через «цеглу». Те, що 11 кВт і більше – це вже повноцінні термінали. Роз'єми представлені усі, окрім Tesla Supercharger – Type 1, Type 2, CCS Combo 1 и 2, CHAdeMO.

Як зарядити електромобіль вдома чи в офісі

Парадокс у тому, що більшості сьогоднішніх електромобілів потужні станції зарядки практично не потрібні. Світовий досвід показує, що найкращий термінал – той, що стоїть просто вдома у власника електромобіля. Або на роботі. Тобто в тих місцях, де машина проводить більшу частину дня чи ночі. Отже, проблема потужності і швидкості зарядки відпадає сама собою. Достатньо, повернувшись додому, підключити електромобіль до розетки – і вранці можна знову вирушати в дорогу з повною батареєю.

Домашній спосіб заряджання добре підходить з кількох міркувань. Двохзонне підключення дозволяє отримувати електроенергію за зниженими нічними тарифами; може перед від'їздом з будинку прогріти або охолодити електромобіль від мережі, не витрачаючи енергію батарею. Водночас вирішується проблема сумісності роз'ємів – у своєму гаражі або на майданчику перед приватним будинком власник має право поставити термінал із потрібною розеткою. Четвертий плюс у використанні своєї «повільної» підзарядки – вона менше зношує дорогу батарею за рахунок зняття критичних навантажень, які можуть створювати громадські станції швидкісного заряджання.

Коли щоденний пробіг не перевищує 50-100 кілометрів, для заряду не дуже потужного електромобіля можна спокійно вистачатиме домашньої розетки на 220 В. Головне, щоб проводка до неї була у справному стані, а мережа не сильно «просідала» при підключенні такого споживача (інакше електромобіль сам обмежить струм заряджання). Навіть найповільніша «бабуся» за ніч поповнить батарею зарядом, достатнім, щоб проїхати таку дистанцію.

Якщо ж потрібне щоденне підживлення на 150-200 км, то краще звернутися до місцевої електричної компанії, щоб до будинку (або гаража) зробили трифазне підведення. Тоді електромобіль уже можна буде заряджати з потужністю 7-11 кВт і ночі вистачатиме, щоб поповнити заряд батареї до 100 відсотків.

Ще краще встановити спеціальний настінний термінал (їх випускає велика кількість виробників), який заряджає електромобіль у режимі Mode 3 та забезпечує потужність до 22 кВт. Такий пристрій за шість годин забезпечить заповнення батареї, якого вистачить на дистанцію e 200-400 км. Основна проблема — отримати дозвіл на енергоспоживання такої потужності та відповідне підведення від місцевої енергозбутової компанії.

Є ще один спосіб прискорити зарядку вдома – використовувати зовнішній інвертор, що перетворює змінний струм домашньої мережі на постійний і подає його через відповідний роз'єм (CHAdeMO, GB/T, CCS Combo). Виробники таких пристроїв стверджують, що швидкість заряджання при цьому підключенні зростає майже вчетверо щодо Mode 2. Але й навантаження на проводку будинку теж збільшується.

Скільки коштує енергія для електромобіля

Громадські мережі заряджають автомобілі як безкоштовно, так і за гроші. У першому випадку зарядка відбувається дуже просто (вставив кабель – пішло заряджання). Єдиний недолік, якщо так можна виразитися: безкоштовні зарядки – це у переважній більшості «повільні» станцій.

Безкоштовні зарядки зустрічаються багато де. Вони є на АЗС, на парковках готелів, ресторанів, бізнес-центрів або великих ТРЦ (такі ЕЗС також позначені у додатки GO TO-U). В окремих випадках заплатити доведеться хіба що за час паркування. Так, залежно від району (центр, окраїна) та типу паркінгу (вуличний, підземний, багаторівневий) вартість паркування у Парижі та Берліні, наприклад, становить 1-3,5 євро/год, у Києві - 10-30 грн/год (за 1 год, таким чином, можна зарядитися на 30-35 км - враховуючи типову швидкість на відповідних зарядних терміналах).

Що ж стосується платних зарядок, вони теж широко поширені, і охоплюють найрізноманітніші локації. Переважно для доступу до комерційних терміналів необхідно встановити додаток відповідної компанії, через яке ведеться облік виданої електрики та списується плата.

Ціни на зарядку залежать переважно від потужності зарядки. Вартість «змінної» кіловат-години, наприклад, у Польщі становить приблизно 30 євроцентів (у перерахунку зі злотих), а при швидкій зарядці постійним струмом – 45 євроцентів. Тобто, повна зарядка найбільшої батареї електромобіля (що вміщує, скажімо, 100 кВт*год) обійдеться у 30 євро, у другому – у 45 євро відповідно. А вистачить її має на 400-500 км пробігу. Навіть такі цифри роблять електромобіль вигідним засобом пересування порівняно із традиційними машинами (для порівняння, бензин АІ-95 коштує у Польщі 1,24 євро за 1 літр).

Висновок

– Основні труднощі із заряджанням електромобіля – знайти працюючу ЕЗС з потрібним зарядним режимом та роз'ємом. А також - невпевненість щодо того, вільна чи зайнята зарядка. Але тут може прийти на допомогу мобільний додаток GO TO-U.

– Режими заряду бувають 4 типів, залежно від рівня контролю процесу, потужності та типу струму, що підводиться. Найшвидший – Mode 4, котрий заряджає батарею постійним струмом.

– Потужність заряджання залежить від типу. У Mode 2 вона не може перевищувати 11 кВт, у Mode 3 – 22-43 кВт. Тільки Mode 4 на сьогодні може забезпечити потужність до 350-400 кВт. Однак він не дуже корисний для батареї електромобіля, адже остання зазнає високих навантажень.

– У світі зараз існує кілька стандартів зарядних роз'ємів, кожен розрахований на свій тип (або два типи) заряджання. Зробити зарядку більш універсальною у деяких випадках допомагають перехідні кабелі.

– Щоб зняти з себе всі проблеми за стандартами, краще купувати електромобіль, який матиме прийняті в Україні європейські порти Type 2/CCS Combo 2.

– Мережа зарядних станцій зараз розвинена непогано навіть зараз, хоча все ще існують проблеми з доступністю зарядок в певних регіонах (це стосується, зокрема, Європи). Адекватна цінова політика на заряджання робить електромобілі вигідними за машини з ДВЗ.