Ten tekst będziesz czytał dłużej, niż ładuje się nowoczesny samochód elektryczny. Czas start

Artykuł/Motoryzacja 17.03.2017
Ten tekst będziesz czytał dłużej, niż ładuje się nowoczesny samochód elektryczny. Czas start

Załóżmy na chwilę, że rozważamy zakup samochodu elektrycznego. Pojawiają się teraz kluczowe pytania: jak go ładować? Ile czasu to zajmie? Jakich kabli potrzebuję? Sprawdziliśmy to. 

Powoli (choć wspomnienia są jeszcze świeże) odchodzą w zapomnienie samochody elektryczne, których ładowanie zajmowało kilkanaście godzin, a w zamian za to mogliśmy przejechać 100-150 km. Nowsze modele są w stanie pokonać większy dystans i – przede wszystkim – naładujemy je dużo, dużo szybciej. Jak szybko, w jaki sposób i co powinniśmy wiedzieć?

Zacząć trzeba jednak od wyjaśnienia jednego:

Już teraz są samochody elektryczne, które doładujemy równie szybko, co spalinowe.

I jest ich nawet kilka, przy czym tworzą je producenci marek dość powszechnych, np. Honda, Hyundai czy Toyota.

Gdzie tu haczyk? W tym, że nie są to samochody elektryczne zasilane z gniazdka. To samochody z silnikiem elektrycznym, ale takie, w których prąd pochodzi nie z akumulatorów, ale z wodorowych ogniw paliwowych. Podczas tankowania – które trwa tyle, ile nalewanie tradycyjnego paliwa, uzupełniamy więc zapas wodoru.

toyota mirai 2
Toyota Mirai do „naładowania” do pełna potrzebuje tylko kilku minut. Energia elektryczna nie jest jednak gromadzona w akumulatorach – pochodzi z wodorowych ogniw paliwowych.

Zdecydowanie trudno będzie klasycznym elektrykom zbliżyć się w najbliższym czasie do tego wyniku, ale i nie wiadomo, czy dla ogniw paliwowych jest w ogóle przyszłość. Nie dość, że infrastruktura dla nich w większości części globu w zasadzie nie istnieje, to dodatkowo i tak jesteśmy zależni od punktów tankowania.

Pośrednim rozwiązaniem mogą być samochody elektryczne z tzw. range extenderami – np. wybrane wersje BMW i3. Energia, która napędza koła pochodzi wprawdzie z akumulatora, ale prąd do niego może dostarczyć nie tylko kabel od ładowarki, ale i niewielki, spalinowy generator.

BMW-i3-37
BMW i3 możemy zasilić energią elektryczną z gniazdka, ale pod maską opcjonalnie znajduje się też niewielki silnik spalinowy, który wytworzy energię potrzebną do doładowania akumulatora.

Przejdźmy jednak do tego, co jest zdecydowanie bliżej – do klasycznych elektryków (no, i kilku wariacji na ten temat).

Jak ładować elektryka?

Wbrew pozorom jest kilka sposobów, nawet jeśli zostaniemy przy kategoriach – powiedzmy – głównych. Zacznijmy od tych najmniej typowych.

Wymiana całego zestawu akumulatorów

tesla model s wroclaw supercharger 3

Tak, był taki pomysł, choć przewidziany raczej dla sytuacji awaryjnych. Nietrudno zgadnąć, kto z najgłośniejszą medialną oprawą wprowadził go w życie – Tesla.

Operacja trwała nie więcej niż dwie minuty i kończyła się umieszczeniem w naszym pojeździe w pełni naładowanego zestawu akumulatorów. Do tego nie była droga – kosztowała, przynajmniej w teorii, tyle, ile napełnienie paliwem baku z zwykłym aucie.

Tyle tylko, że mało kto chciał z takiego udogodnienia korzystać, przy rozrastającej się w Stanach sieci Superchargerów. Z opcji skorzystało kilka osób (na kilkaset uprawnionych) i… Tesla zdecydowała się zamknąć program.

Ładowanie solarne

Toyota-prius-plug-in-hybrid-2

Niezbyt popularne i na razie powinniśmy je traktować głównie jako gadżet, szczególnie w naszych warunkach klimatycznych. Szanse na to, że zostawiając samochód na słońcu naładujemy go do rozsądnego poziomu są w najbliższym czasie minimalne.

Starczy tylko przypomnieć, że Prius w wersji Plug-In, w którym oferowany jest właśnie dach z panelami fotowoltaicznymi, może dzięki energii słonecznej przejechać dziennie dodatkowe… 5 km. A i to w super-optymalnych warunkach – w Polsce w ciągu roku zyskamy raczej około 700 km… w sumie.

Dodajmy do tego stopień komplikacji rozwiązania, wpływ na masę auta i cenę, a szybko okaże się, że to metoda ładowania dobra dla tych, którzy… chcą mieć taki bonus w samochodzie. I raczej dla nikogo więcej.

Choć pomarzyć można.

Ładowanie bezprzewodowe

qualcomm-mercedes-s500e-550e

Nie za bardzo chcemy ładować w ten sposób swoje telefony, ale w przypadku samochodów elektrycznych takie rozwiązanie może się świetnie sprawdzić.  Odstawmy na chwilę na bok wizję aut ładujących się z jezdni w czasie jazdy i zobaczmy, dlatego już teraz jest to dobry pomysł.

Powód jest banalny. Samochody elektryczne mają i raczej jeszcze długo będą miały mniejszy zasięg od tych z silnikami spalinowymi, a więc będziemy musieli podłączać je do źródła zasilania częściej. A indukcyjne doładowywanie – nawet jeśli nie tak skuteczne jak ładowanie z kabla i związane jest ze sporymi stratami energii – ten problem w dużej mierze rozwiązuje.

Przyjeżdżamy do domu, pracy czy sklepu – parkujemy po prostu w wyznaczonym miejscu. Pierwsze dwa przypadki powinny pozwolić nam w dużej mierze naładować akumulator, w trzecim z pewnością zyskamy kilka kilometrów. I każde takie zaparkowanie oddala nas od chwili, kiedy trzeba otworzyć klapkę i podłączyć przewód.

Niestety nawet i do tego mamy jeszcze daleko – chociażby patrząc na fakt, że samochodów wspierających indukcyjne ładowanie w produkcji seryjnej na razie nie uświadczymy.

Nie oznacza to jednak, że nie ma takich rozwiązań. Chociażby Qualcomm chwali się swoim Halo (zarówno jednostka bazowa, jak i osprzęt samochodowy), które osiąga wydajność na poziomie 90 proc., a przy tym nie trzeba zaparkować idealnie nad nim, żeby rozpoczęło się ładowanie.

Jak sprawdza się to rozwiązanie w praktyce? Niedługo będziemy mogli (no, niestety nie my osobiście) przekonać się o tym na przykładzie poliftowego Mercedesa klasy S w wersji hybrydowej (S550e dla Stanów Zjednoczonych), który wyposażony będzie właśnie w system od Qualcomma. Akumulator o pojemności 13,5 kWh będzie wymagał jednak kilku godzin do pełnego ładowania – współpracować ma bowiem z ładowarką bezprzewodową o mocy 3,6 kW (choć Qualcomm teoretycznie ma też mocniejsze wersje).

Wiele przy tym wskazuje na to, że ładowanie indykcyjne będzie – przynajmniej przez pewien czas – świetnym rozwiązaniem właśnie dla hybryd typu plug-in, głównie ze względu na niewielką pojemność akumulatorów. Rozładowują się one wprawdzie dość szybko, ale i szybko będzie je można podratować takim źródłem zasilania.

Ładowanie z kabla

BMW-i3-55

No i tutaj zaczyna się zabawa. Teoretycznie wszystko jest proste – mamy kabel, jedną stronę wtykamy do gniazdka, drugą do samochodu, ewentualnie na stacji ładowania po prostu podłączamy tylko jeden koniec.

Niestety aż tak łatwo nie jest, a ładowarka ładowarce nierówna. Przy czym spróbujemy się skupić na przykładach modeli samochodów dostępnych w Polsce albo przynajmniej w Polsce spotykanych. Czyli lista przesadnie długa nie będzie.

AC/DC

Jeszcze na zupełnym wstępie trzeba rozróżnić metody ładowania według rodzaju prądu.

Najczęściej prawdopodobnie będziemy ładować nasz samochód z wykorzystaniem prądu zmiennego (AC) – czy to w domu, opierając się na instalacji jedno- lub trójfazowej (z wykorzystaniem dedykowanej ładowarki lub po prostu z gniazdka), czy to na stacjach tzw. zwykłego ładowania.

Moc ładowania w takim przypadku przeważnie niestety nie należy do najwyższych (szczególnie przy instalacji jednofazowej), choć przy odpowiedniej instalacji i samochodzie, może sięgać nawet 44 kW.

Przy ładowaniu prądem zmiennym dość istotne są parametry wbudowanej w samochód ładowarki. Przykładowo Nissan Leaf bazowo może obsłużyć maksymalnie 3,6 kW. Wersja obsługująca 6,6 kW dla prądu zmiennego wymaga już dopłaty. Co istotne, wbudowana ładowarka obecna w samochodach elektrycznych powoduje, że nie jest potrzebny dodatkowy osprzęt (o ile godzimy się na powolne ładowanie). Jedyne, czego potrzebujemy, to kabel.

volvo-xc90-t8

Inaczej ma się sytuacja w przypadku prądu stałego (DC). To właśnie te słynne szybkie ładowarki, dzięki którym niemal każdy samochód elektryczny możemy podładować w rozsądnym stopniu w często mniej niż pół godziny.

Teraz możemy przyjrzeć się temu, jakie opcje ładowania samochodu elektrycznego mamy w domu, w garażu, a także na mieście.

Warto wiedzieć: W przypadku ładowania AC (wolnego i szybkiego), proces zmiany AC w DC zachodzi z wykorzystaniem ładowarki w naszym samochodzie. Nawet jeśli mamy dodatkowy osprzęt do ładowania zamocowany na ścianie.

Rodzaje ładowarek i prędkość ładowania

Zacznijmy od podstawowego miejsca ładowania elektrycznego samochodu:

Ładowanie w domu ze zwykłego gniazdka

Volvo-xc90-t8-cos

To rozwiązanie sprawdzi się akurat w ograniczonym zakresie – w zasadzie tylko u tych, którzy mają garaż lub prywatny podjazd. Z n-tego piętra w bloku raczej nikt kabla spuszczać nie będzie.

A niestety trzeba będzie w takim układzie przeważnie zostawiać auto podłączone do ładowarki na noc. Z domowego gniazdka, bez dodatkowych ładowarek, proces ten trwa zdecydowanie najdłużej. Ile?

Weźmy takiego Nissana Leaf z akumulatorem o pojemności 30 kWh. Niewiele, szczególnie zestawiając go np. z Teslą z zestawem akumulatorów 100 kWh. Według producenta z wykorzystaniem standardowego gniazdka (2,2 kW – wersja 3,6 kW wymaga już ładowarki ściennej), cały proces zajmie nam… 15 godzin!

Inny przykład z naszego rynku? BMW i3. Pojazd możemy ładować ze zwykłego gniazdka 230 V, ale wtedy na naładowanie 80 proc. akumulatora potrzebne będzie nam „niecałe 8 godzin”.

Nie lepiej, a nawet gorzej, będzie w przypadku samochodów z większymi akumulatorami. Przykładowo Tesla, przy ładowaniu ze zwykłego gniazdka ładowana jest z mocą 2,3 kW, co przekłada się na około 10 km zasięgu na godzinę. Nie ma nawet co liczyć, ile zajmie naładowanie akumulatora do pełna.

I to w zasadzie tyle, jeśli chodzi o ładowanie z klasycznego gniazdka i o sens tego przedsięwzięcia. Ani nie przyda się to specjalnie w sytuacjach awaryjnych (bardzo długi czas ładowania w celu uzyskania i tak mikroskopijnego zasięgu), ani też do regularnego ładowania. Chyba że zawsze chcemy jeździć z ledwo naładowanym akumulatorem albo wyjeżdżamy samochodem z garażu raz na kilka dni.

Warto pamiętać: Najbardziej będzie się opłacało ładowanie samochodu w taryfie tańszej, tzw. nocnej. Oznacza to, że na naładowanie samochodu „tanim prądem” mamy raptem około 8 godzin. Prędkość ma więc znaczenie.

Oczywiście można znaleźć przypadki, gdzie może mieć to sens. Chociażby hybrydy plug-in.

Ładowanie w domu z dedykowanej ładowarki

bmw-wallbox

Ładowanie domowe można jednak na szczęście wyraźnie przyspieszyć, o ile producent oferuje nam dedykowane ładowarki (przy czym technicznie rzecz biorąc nie są to ładowarki). I tak, wracając do przykładu Nissana, do Leafa można dokupić jednostkę ładującą 6,6 kW (oraz 3,3 kW), która pozwoli nam naładować 30-kWh zestaw akumulatorów w 5,5 godziny (3,3 kW – 12 godzin). Już lepiej. O ile oczywiście chcemy i możemy na jedną fazę wrzucić 6,6 kW.

Tyle tylko, że taka przyjemność ma swoją cenę – przygotowanie do obsługi ładowarek 6,6 kW to według cennika Nissana koszt 4000 zł, natomiast sama ładowarka – 5699 zł. Doliczmy to do i tak zbyt drogiego samochodu z raczej śmiesznawym zasięgiem i sami odpowiedzmy sobie, czy na pewno warto.

W przypadku BMW i3 przewidziano również dwa typy ładowania – Wallbox i Wallbox Pro, z których mocniejsza oferuje moc nawet 11 kW (przy instalacji trójfazowej) i ładowanie do 80 proc. stanu akumulatorów w „niecałe 3 godziny”. Opcja „Szybkie ładowanie AC, wielofazowe” kosztuje w cenniku i3 4323 zł.

Co dość zabawne, domowa ładowarka dla Tesli kosztuje… zaledwie 550 dol. Z jej pomocą naładujemy Model S lub X z prędkością około 27 km na pół godziny (11 kW).

Ładowanie na mieście – standardowe

szwajcaria-transport-auto-elektryczne

Tutaj mamy do czynienia z sytuacją niemal identyczną, jak w przypadku ładowania w domu.

W niektórych przypadkach słupki ładowania oferują po prostu standardowe, jednofazowe gniazdko 230 V, do którego możemy podłączyć nasz kabel do ładowania. Czas ładowania – oczywiście tragiczny.

Ładowanie na mieście – szybsze

porsche-Cayenne-image

Znów możemy tutaj skorzystać z naszych doświadczeń z szybkiego ładowania AC i przyjąć niemal dokładnie te same wyniki. Oczywiście rezultaty zależą od tego, ile prądu jest nam w stanie dać gniazdko. Może być więc tak, że samochód naładujemy szybciej niż w domu.

Ładowanie na mieście – super szybkie

tesla model s wroclaw supercharger 4

Tego już raczej nie uda nam się uzyskać w warunkach domowych, ale i… nie ma takiej potrzeby. Super szybkie ładowarki (ważne – są to faktycznie ładowarki, nie wykorzystują ładowarki wbudowanej w samochód) mają być odpowiednikiem stacji benzynowych, na które wpadamy tylko na chwilę, uzupełniamy zapas energii i pędzimy dalej.

Jako że Leaf pojawił się tutaj już dwa razy, nie zaszkodzi wcisnąć go jeszcze raz. Dlaczego? Bo oprócz ładowania ze zwykłego gniazdka, ładowania z dedykowanej ładowarki domowej, można go też naładować z ładowarki z kategorii „super szybkich”. Na stacjach obsługujących CHAdeMO uzupełnienie (niewielkiego, ale jednak) akumulatora do 80 proc. zajmie już tylko… 30 minut.

Czyli jeszcze raz – z gniazdka 15 godzin, z ładowarki domowej 5,5 godziny, z CHAdeMO (choć nie do pełna) 30 minut. Jest różnica.

Technicznie CHAdeMO są w stanie uzupełnić 120 km zasięgu w ciągu pół godziny (moc do 62,5 kW)

Sytuacja z BMW i3 prezentuje się dość podobnie. Przy stacjach DC czas napełnienia akumulatorów w 80 proc. wynosi równe pół godziny. Różnica jest taka, że BMW korzysta z CCS (Combined Charging System – obecnie wykorzystuje maksymalnie 50 kW).

Jeszcze więcej czadu daje jednak Tesla ze swoimi Superchargerami o mocy 120 kW. W pół godziny możemy zwiększyć nasz zasięg o aż 270 km. I jak na razie Tesli w tej kwestii nikt nie wyprzedził.

Przyszłość jest jeszcze szybsza

Design Sketch

Co nie oznacza, że sytuacja ta nie ulegnie zmianie. Chociażby Audi jeszcze w 2015 roku zadeklarowało, że stworzy w Stanach Zjednoczonych sieć szybkich ładowarek o mocy 150 kW, co przełoży się na zwiększenie zasięgu o około 320 km w ciągu pół godziny ładowania.

Tak było jednak dwa lata temu. Pod koniec zeszłego roku, w ramach współpracy VAG, BMW i Renault powstał plan zbudowania podobnej sieci kilkuset ładowarek na terenie Europy. Tyle tylko, że ich moc ma być jeszcze większa – na poziomie 350 kW. W rezultacie w 20 minut zyskiwalibyśmy około 300 km zasięgu.

Problem tylko w tym, że nie ma jeszcze na drogach samochodów, które mogłyby z takich ładowarek skorzystać. Te mają się jednak pojawić już w 2018 roku. Oby.

Czy to jest jakoś zaklasyfikowane?

Tak, według amerykańskich lub europejskich norm (bardzo podobnych). Trzymajmy się jednak tych naszych.

Najwolniejszy sposób ładowania, czyli po prostu z gniazdka (jednofazowego lub trójfazowego), to tzw. Poziom 1.

Poziom 2 obejmuje również ładowanie z gniazdka, ale z dodatkowym zabezpieczeniem wbudowanym w przewód zasilający.

Poziom 3 obejmuje już ładowanie z dedykowanych samochodom elektrycznym gniazdek (bez względu na prędkość ładowania).

Poziom 4 to już natomiast zewnętrznej ładowarki (DC).

A od strony złącz – nie jest AŻ tak źle

Czyli witamy w świecie, gdzie elektryk elektrykowi nierówny – przynajmniej na razie. Jeszcze pół biedy, jeśli chcemy doładować się ze zwykłego gniazdka i wozimy przy sobie kabel.

Gorzej robi się, kiedy znajdujemy słupek ładujący z zainstalowanym na stałe kablem (albo po prostu nie mamy swojego) i nagle okazuje się, że… nic tu do siebie nie pasuje.

W przypadku ładowania AC możemy wyróżnić dwa znaczące standardy:

Typ 1

J1772
By GreatDrokOwn work, CC BY-SA 4.0, Link

Czyli wtyczka i port zgodny ze standardem SAE J1772, stosowany głównie w Japonii i Stanach Zjednoczonych.

Wersja standardowa obsługuje wolne ładowanie (do 7,4 kW, Poziom 1 lub 2) i instalacje elektryczne jednofazowe.

Z złącza Typu 1 korzystają lub korzystali m.in. Ford (elektryczny Focus), Nissan (Leaf, elektryczny NV200), Renault (elektryczne wersje Kangoo czy Fluence). W Europie standard ten prawie już nie funkcjonuje.

Typ 2

Toyota-prius-plug-in-hybrid-21

Popularny w Europie Mennekes (VDE-AR-E 2623-2-2) – dedykowany do instalacji jedno- lub trójfazowych, pozwalający na szybsze ładowanie samochodu z wykorzystaniem AC (3,6 k kW na jednej fazie, do 44 kW na trzech fazach).

Do tego dochodzą jeszcze standardy ładowania DC:

CHAdeMO

Tak wygląda ładowarka pod CHAdeMO. Niestety nie strzela laserem.
Tak wygląda ładowarka pod CHAdeMO. Niestety nie strzela laserem.

Czyli wybór większości azjatyckich producentów. Tym standardem szybkiego ładowania podłączymy m.in. Nissana Leaf i NV-200, hybrydowe Mitsubishi Outlander, Toyotę IQ czy Peugeota iOn.

Maksymalna moc ponad 60 kW.

CCS (Combined Charging System)

BMW-i3-52

Standard szybkiego (i nie tylko) ładowania wybrany przez większość europejskich i amerykańskich producentów samochodów. Łączy w sobie możliwość ładowania wolnego i szybszego prądem przemiennym, a także bardzo szybkiego prądem stałym. Do tego likwiduje konieczność obecności dwóch gniazd ładowania w samochodzie.

Docelowo to właśnie ten system ma być stosowany na europejskich stacjach ultra szybkiego ładowania 350 kW.

Istnieje również amerykańska wersja systemu CCS, oparta na Typie 1. Obydwie wersje nazwane są również COMBO 1 (dla Stanów Zjednoczonych) i COMBO 2 (dla Europy).

Rozwiązanie to wspieram m.in. BMW i VAG.

Supercharger

tesla model s wroclaw supercharger 8

Ciekawostka – o ile amerykańskie wersje Tesli korzystają z Superchargerów z autorskimi złączami Tesli, o tyle w przypadku europejskich modeli stosuje się (w wersji od Tesli nieco poprawiony) kabel Mennekes.

I jak to wszystko rozwiązano?

nissan-leaf-jakie-to-brzydkie-okrutnie
Tak, dwa wejścia. Jedno dla CHAdeMO (DC), drugie dla AC.

Proste – przejściówkami! Przykładowo do Tesli możemy (za jedyne 500 dol.) dokupić przejściówkę, która pozwoli nam wykorzystać szybkie ładowanie ze stacji CHAdeMO (do 136 KM w ciągu godziny). Producenci często też dołączają do zestawu przejściówki (np. z Typu 1 na Typ 2).

renault-cameleon
Szybkie ładowanie AC? Taki jest pomysł Renault. Ale i tak lepiej mieć dwa kable ze sobą.

Nie mówiąc już o tym, że większość samochodów elektrycznych do tej pory miała dwa gniazda ładowania – do ładowania szybkiego i standardowego. Ciekawy sposób na rozwiązanie tego problemu miało Renault, które korzystało z układu ładowania Cameleon, pozwalającego ładować samochód prądem zmiennym o mocy nawet 43 kW. Tyle tylko, że żeby ładować taki samochód z klasycznego gniazdka trzeba było dokupić… kolejny kabel (Flexi Charger). Zabrakło też systemu szybszego ładowania (DC).

CCS zapowiada się w tej kwestii bardziej obiecująco.

I co z tą wiedzą zrobić?

Niekoniecznie od razu rzucać się do salonu po nowe, elektryczne auto – tych w dalszym ciagu jest niewiele, a jeśli są, to przeważnie są zbyt drogie, żeby ich zakup dało się faktycznie zracjonalizować.

To jednak powinno się coraz szybciej zmieniać. Na rynek niedługo trafi wyczekiwana od lat (!) Tesla Model 3 w cenie dużo przystępniejszej niż pozostałe Tesle. Do grona atrakcyjnych pojazdów elektrycznych dołącza też elektryczny Opel Ampera-e.

A jeśli uznacie, że to wciąż zbyt drogo, to poczekajcie jeszcze chwilę. Skoro Volvo, czyli marka z wyższej półki, chce nam zaserwować elektryczny samochód za około 40 tys. dol., to nikt już raczej na taką kwotę nie wyceni „zwykłego” samochodu na prąd. Tyle tylko, że na ten moment przyjdzie nam poczekać jeszcze przynajmniej 2 lata.

mercedes-s500-e
NIEBIESKIE ZACISKI!

Co innego, jeśli weźmiemy pod uwagę hybrydy typu plug-in (tu przyznam się, że jestem ich wielkim fanem). Ładujemy je szybciej, nawet ze zwykłego gniazdka, a na trasie korzystamy ze zwykłych stacji benzynowych. Tego typu modeli nawet na polskim rynku jest już sporo – od Passata i nowiutkiego Priusa Plug-in, aż po Porsche Panamerę i Mercedesa klasy S w wersji 500 e. Jest w czym wybierać, choć dopłata do takiej wersji nie zawsze jest rozsądna (akurat Priusa to nie dotyczy – tam cenę rozegrano świetnie.

No, chyba że stać nas na Teslę. Wtedy – o ile chcemy elektryka – kupmy Teslę.

Dołącz do dyskusji

Advertisement