Миллионы водителей ждут перемен: когда исчезнут проблемы с зарядкой электромобилей

Многие владельцы электромобилей сталкиваются с ограничениями в поездках из-за нехватки зарядных станций. Согласно исследованию Forbes, 62% автовладельцев хотя бы раз были вынуждены корректировать маршрут из-за отсутствия зарядки по пути.

Фото: commons.wikimedia.org by Julian Herzog is licensed under GNU Free Documentation License

EnBW-зарядная станция в Штутгарте с электрическим двигателем Car2Go третьего поколения.

При этом эксперты отмечают, что развитие инфраструктуры зарядных станций может повлиять на рост продаж электромобилей даже больше, чем налоговые льготы. Например, в Китае государственные инвестиции в сеть зарядных устройств в четыре раза сильнее стимулировали спрос на электрокары, чем субсидии.

Сегодня владельцы электромобилей чаще всего заряжают их дома ночью, используя настенные зарядные устройства (wallboxes). Они широко распространены, просты в установке и стоят относительно недорого. Однако главная проблема остается – нехватка быстрых зарядных станций DC, особенно на трассах и в удаленных районах.

Как работает зарядка электромобиля?

Электроэнергия поступает в зарядное устройство в виде переменного тока (AC), но аккумуляторы электромобилей работают на постоянном токе (DC).

• При зарядке через AC-устройства преобразование тока происходит внутри самого автомобиля. Однако его встроенный инвертор ограничивает мощность зарядки 11-22 кВт, из-за чего процесс занимает несколько часов.

• Зарядные станции DC выполняют преобразование энергии внутри себя, подавая уже готовый постоянный ток в аккумулятор. Это позволяет значительно ускорить процесс, а в некоторых случаях – добавить до 400 км пробега всего за 5 минут.

Большинство быстрых зарядных станций работают с мощностью 100-150 кВт, чего достаточно, чтобы пополнить запас хода на 300 км за 30 минут. Именно такие устройства чаще всего устанавливаются вдоль трасс, где водители могут сделать остановку, выпить кофе и продолжить путь.

Почему быстрые зарядные станции такие дорогие?

Стоимость установки мощных зарядных станций остается главным сдерживающим фактором.

• Цена одного зарядного устройства DC мощностью 150 кВт может достигать 400 000 долларов. Более мощные станции стоят еще дороже, иногда превышая 1 миллион долларов.

• В отличие от AC-устройств, DC-станции требуют сложных систем безопасности, поскольку работают с огромными объемами энергии.

• Основную часть стоимости составляют трансформаторы и выпрямители, которые обеспечивают надежное преобразование тока и защиту пользователей от поражения электричеством.

Электромобили изолированы от земли, поскольку стоят на резиновых шинах, поэтому заземление происходит через кабель зарядного устройства. Это требует использования толстых, тяжелых и дорогих проводов.

По данным Института инженеров электротехники и электроники (IEEE), именно эти элементы составляют более 50% стоимости зарядных станций DC.

Как сделать быструю зарядку доступнее?

Исследователи Алан Коккони и Уолли Риппел (IEEE) предлагают существенно снизить стоимость быстрой зарядки, убрав три из четырех уровней защиты без ущерба для безопасности.

Среди предложенных решений:

• Использование двух заземляющих проводов вместо одного. Встроенные чипы смогут контролировать их состояние и немедленно отключать зарядку при нарушении контакта.

• Замена дорогостоящих выпрямителей и трансформаторов на более дешевый конвертер buck, который выполняет ту же задачу.

Эти изменения позволят снизить цену зарядных станций DC и ускорить их распространение, особенно в местах, где они наиболее востребованы – на трассах и в небольших населенных пунктах.

Уточнения

Электромобиль — автомобиль, приводимый в движение одним или несколькими электродвигателями с питанием от независимого источника электроэнергии (аккумуляторов, топливных элементов, конденсаторов и т. п.).