Как да зареждаме електромобил в гаража

Тази статия ще синтезира информацията представена в този клип:

Защо ни трябва станция

Често получавам въпроси от сорта “Мога ли да включа Type 2 към CEE 32 и да зареждан така”, “не мога ли да зареждам без станция?” и други подобни.

Зареждането на електрически автомобили разчита на използването на станция. Станцията служи за “описание” или “представяне” на мрежата пред автомобила. На кратко станцията е “описание” на мрежата, за да може колата да разбере какви са ограниченията на зареждането. Основна задача на всяка станция е да осигури зареждането на автомобила, като допълнителните задачи на станциите могат включват защити, отдалечен достъп, контрол на достъпа с карти, потребителски преференции и графици на Зареждане… съществуват много възможности, но основно станцията трябва да представи пред автомобила лимитите на мрежата и да се грижи за безопасността на зареждането.

Подбор на станция

за да определим каква станция ние необходима е необходимо да си отговорим на няколко въпроса:

Колко караме на ден?

Нека започнем да отговаряме на въпросите един по един. Първо ще отговорим на най- лесния, колко километра правя на ден? Средно хората карат по около 50км градско, но за примера ще използвам 150км . За да разберем колко ще се наложи да заредим всеки ден ще умножим по * 20кВч/100км, това е един нормален средно годишен разход на много от електромобилите и ще ни даде добър ориентир. Най-често по-ефективните електрически автомобили харчат около 15 -16 кВч/100км при пролетно и есенно време(15-25℃), зимата харчат около 30% повече за отопление на купето и задвижването, а лятото съответно около 15-20% повече за охлаждане.

150км * 20кВч/100км = 30кВч 

Колко често и колко ще зареждаме? 

За да отговорим на този въпрос ще трябва да отговорим на няколко други въпроса. Един от тях е какъв в автомобила. За примера ще използваме един много популярен електромобил Tesla Model Y Long Range 2022. От данните в evdatabase можем да видим, че версията Long Range има 82kWh батерия, от която използваемата енергия е 75kWh.

Най-просто казано, червената и синята зони от батерията често са запазени от производителя и потребителя няма възможност да ги използва за придвижване. Част от производителите използват само долен буфер (червената зона), част то тях използват и горен буфер (синята зона), но всички производители имат някаква част от батерията, която не е използваема.

След като вече знаете какво са буфери, ще допълним, че те съществуват за да пазят живота на батерията възможно най-дълго време. В тази зона на батерията има много малко използваема батерия, а зареждането в последните няколко % и разреждането на батерията до последните няколко % носят значителна щета на клетките в нея. Поради тази причина производителите не позволяват пълно разреждане на батерията и скриват част от батерията под това, което на таблото е 0% заряд. Част от производителите като Tesla, позволяват на потребителите да използват горния буфер, но препоръчват автомобилите да седят със заредени батерии над 90% в кратки периоди от време, непосредствено преди пътуване. Това обособява по-широки зони, оцветени в сиво, които е по-добре да не използваме при ежедневното си Зареждане особено при NMC батерии. LPF батериите са значително по-издръжливи на зареждане над 90%, но това е отделна тема за друга статия.

Ежедневната зона на батериите на електрическите автомобили може да удобство да се каже, че е от 20% до 80% от батерията, в случаите, когато батерията е недостатъчна за ежедневните преходи, това може да бъде променено на 10% – 90%. Така батерията би имала най-дълъг живот в бъдещето.

Съществуват автомобили, при които не е възможно да се зададе до колко % да се зареждат. Най – често това за автомобилите с по-малки батерии, където производителите са преценили, че собствениците ще имат нужда от цялата батерия ежедневно. При част от тези батерии производителите са си заложили горен и долен буфер и това Зареждане не се отразява на живота на батерията. Пример за това са BMW i3 и Renault ZOE като те имат доказана устойчивост във времето въпреки зареждането ежедневно до 100%.

Личното ми предпочитание е да зареждам до 80% ежедневно и това е достатъчно за нуждите ми.

Колко време е паркирана колата?

Това е лесен въпрос, според дневния си график ще приемем, че се прибирате в 21:00 и колата е паркирана на място, на което е възможно да бъде зареждана. Също нека приемем, че нормалния ден започва в 7:00 и това оставя общо 10 часа за Зареждане на автомобила вечер.

Към дата Април 2024, все още в България се прилага Нощна тарифа за електроенергия и цената на зареждането е най-изгода да се съобрази с нея. Известно е, че нощната тарифа скоро ще бъде отменена и също, че цените на тока предстои да се повишат.

От това можем да заключим, че имаме 8 часа за да заредим 30кВч, това са 4кВ мощност на зареждане.

Колко е лимита на колата?

Освен данните събрани до тук се налага да знаем и какво е ограничението на колата. Повечето автомобили са ограничени на 11кВ, има изключения, които могат за се зареждат с 22кВ, като например ZOE, Smart, Porsche Taycan и още няколко, но по-лошото е, че японските автомобили често за ограничени и не могат да зареждат с такава мощност. За това е необходимо да разберем с каква мощност може да се зарежда автомобила на 1 и на 3 фази. Тази информация често се намира в каталога на автомобила или в evdatabase.

В обобщение повечето автомобили зареждат до 7.4 кВ на монофазен ток и 11кВ на трифазен ток.

Ток и кабели

Трифазен и монофазен ток

Токът в енергопренонстата мрежа е трифазен, в домакинствата поради ниските мощности често се използва само една от 3-те фази, така тока става монофазен.

В един перфектен свят всеки апартамент и всеки Гараж ще имат трифазен ток, но това е рядко срещан лукс. Ако имаме щастието да имаме трифазен ток и подходящ електромер за него, това дава по-голяма мощност на зареждането, ако нямаме, тогава сме ограничени го монофазно зареждане.

европейските автомобили са ограничени до 32А на фаза в най-добрия случай. Японските понякога са ограничени до много странни стойности и често не поддържат трифазно зареждане.

От щатите пък има автомобили ограничени на 43А или такива, които могат да зареждат на 2 от 3-те фази. ZOE също е способно да зарежда до 43 kW AC в модификацията Q210.

Всичко това трябва да се провери преди да се избере станция и тя да бъде захранена, за да не се окаже, че избраното захранване зарежда колата по-бавно от очакваното.

Ако ще подавате документи за повишаване на мощност, би било добра опция да преминете към трифазен ток ако това е възможно за вашия обект.

Как да изберем кабелите?

При кабелите е важно да се обърне внимание на броя фази и мощността на зареждане.

Ще разделим кабелите за удобство на “монофазни” и “трифазни” според броя проводници. Сами по себе си кабелите нямат такава принадлежност, но според броя проводници можем да улесним цялото

След като вече сме избрали броя проводници трябва да изберем и дебелината на кабела. Ако вече знаем колко кВ зареждане искаме да постигнем от таблицата можем да изберем размер на предпазителя в ампери (А).

Фази	V	A	kW
1	230	3,2	0,7
1	230	8	1,8
1	230	12	2,8
1	230	16	3,7
1	230	24	5,5
1	230	32	7,4
3	400	8	5,5
3	400	16	11,1
3	400	24	16,6
3	400	32	22,2

Както се вижда от таблицата до 7,4 кВ е постижимо на 1 фаза, над 7,4 кВ вече се налага да имаме трифазен ток. Често ме питате дали е възможно да зареждате на с 15кВ на монофазен ток на защото имате 60А предпазител, отговорът на този въпрос е НЕ. Автомобилите най-често са ограничени до 32А с много малки изключения, а единствения, които съм виждал да зарежда на 43А е Renault Zoe Q210. За всички останали автомобили всичко над 32А е ненужно.
Все пак удобството да можете да заредите “бързо” когато имате нужда от това, на 11кВ, си струва изграждането на трифазни трасе.

В таблицата за дебелина на кабели спрямо мощността можете да подберете подходящ кабел за нуждите си, но ако трябва да опростим отговора на въпроса “кой е правилният кабел”, то отговора е най-често 4мм2 за 32А ток, но ако трасето е по-дълго от 30м, то тогава е за предпочитане да бъде 6мм2 заради загубите по самия кабел.

Най – често избираните кабели са СВТ 5Х6мм2 за трифазен ток и СВТ 3Х6мм2 за монофазен ток. Често инсталациите на гаражите в по-новите блокове са изградени със захранващ кабел 4мм2, той е подходящ за 32А в режим за зареждане на електромобил (много дълго време под постоянен товар) ако общата дължина на кабела е под 30м. Ако дължината му е по-голяма, бих препоръчал зареждане на 25А.

Препоръчвам избора на 6мм2 кабел, защото рядко си струва да спестите от разликата в цената до 4мм2, освен ако кабела не е вече положен от строителя.

Каква партида да избера?

Най-често гаражите са с много малки предпазители, защото в тях не се очакват консуматори освен лампа или автоматична гаражна врата. За зареждането на електрически автомобили се изискват съществено по-големи мощности. Най-често предпазителите по новите блокове са 6-8А, което е под 2кВ. В такива случаи се налага да се подадат документи за повишаване на мощността на партидата.

С покачването на мощността цените на партидите стават по-големи и това прави избора на партида с мощност над 15кВ необоснован.

Всеки би искал да има 50кВ мощност в гаража “просто за да има ако му потрябва”, но реалността е такава, че станциите над 22кВ за правотокови DC станции и те са значително по-скъпи като инвестиция за изграждане. Също в контекста на автомобил, зареждане с над 11кВ рядко е смислено, защото автомобилите са паркирани нощем за няколко часа, а батериите им рядко са над 100кВч. Най – често батериите на популярните автомобил иса в диапазона от 40 до 80кВч, ежедневната част от такава батерия 20-80% би се заредила за 4-5 часа при мощност 11кВ и за това партида над 15кВ е рядко срещан избор.

Препоръчвам избора на 15кВ партида за гараж.

Мога ли да зареждам от контакта?

Контакт е твърде общо понятие. То често се свързва с популярния стандарт “Шуко”, но контакт може да се използва и за индустриалните куплунги като наименование.

На картинката са показани няколко различни контакта и съответната им максимална мощност. Контактът “Шуко” е ограничен до МАКСИМУМ 16А, като повечето контакти се препоръчва да се натоварват с над 13А само за кратки интервали от време.

Това е причината компании като LDG да предлагат специализирани решения за зареждане на електромобили. Препоръката ми е да се използват индустриални контакти за такъв тим употреба. Те са предвидени да понасят големи товари за дълго време и пиновете им за контакт за значително по-големи.

Този тим контакти са основно 2 цвята сини (монофазни P+N+E) и червени (трифазни 3P+N+E) със по 2 размера 16А и 32А. Предлагат се и други вариации, но това са тези, които биха ни свършили работа за тази задача.

В таблицата можете да намерите популярните щепсели и тяхните ограничения по мощност.

Име	Шуко	CEE 16A 1фазен 3пина мъжки	CEE 32A 1фазен 3пина мъжки	CEE 16A 3фазен 5пина мъжки	ГОСТ ?!?	CEE 32A 3фазен 5пина мъжки
Сила	13 – 16А	16А	32А	16А	16 – 25 – 32А	32А
Напрежение	220v	220v	220v	400v	380 – 480v	400v
Мощност	3-3,7kW	3,7kW	7.4kW	11kW	11-22kW	22kW

Препоръчвам инсталацията на 32A CEE (монофазен или трифазен)

Каква станция да изберете?

Станциите са цяла една тема сами по себе си, но ако ги разделим в категории:

В зависимост от употребата и особеностите на монтажа станцията може да има нужда от контрол на достъпа, платежна система или да има специфичен дизайн за да се свърже с решението на фасадата.

Ако задачата може да бъде решена със собствена станция, която няма нужда от контрол на достъпа, чест избор е станцията на Tesla Gen 3 Wall Connector. Много добре направена станция, покриваща всички стандарти за безопасност и на много добра цена. Поддържа 22кВ, може да бъде конфигурирана и може да споделя мощността си ако е свързана в една мрежа с още няколко такива станции. Така можете да използвате 22кВ мощност за зареждането на няколко коли в един Гараж.

За различни други апликации можете да потърсите помощ от нашите партньори, като често можете да се възползвате и от отстъпка ако споменете името на канала.