ایستگاه‌های شارژ وسایل نقلیه برقی

جایگاه شارژ وسایل نقلیه برقی که به اختصار ECS یا EVSE نیز خوانده می‌­شود در واقع تامین کننده انرژی وسایل نقلیه برقی اعم از هیبرید PLUG-IN و تمام برقی است. این جایگاه­‌های شارژ مانند پمپ بنزین­‌ها لازم نیست در مکانی مخصوص قرار داشته باشد و تجهیزات جانبی زیادی نیز نیاز ندارد. این جایگاه‌­ها تقریبا ایمن هستند و نیاز به تجهیزات ایمنی زیادی ندارند. از همین بابت می­‌توان در محل کار یا خانه یک جایگاه شارژ وسایل نقلیه برقی داشت.

بعضی از خودرو­های PLUG-IN طوری طراحی شده‌­اند که می­‌توانند به برق شهری وصل شده و شارژ شوند. اما خودرو­های برقی دیگر نیاز به شارژر­های مخصوص موجود در جایگاه­‌های شارژ دارند تا برق مخصوص و ایمن را به خودرو ارائه دهند. جایگاه­‌های شارژ موجود در دنیا توسط طیف گسترده­‌ای از شرکت­‌های خصوصی در خیابان­‌ها، مراکز خرید، رستوران­ها و پارکینگ­ها نصب و اداره می‌­شوند.

برای آگاهی از محل دقیق انواع ایستگاه‌­های شارژ وسایل نقلیه برقی در سراسر دنیا می­توان به سایت Plugshare.com مراجعه کرد. در این سایت نشان داده شده است که در ایران تعداد ایستگاه­‌های شارژ خودرو­های برقی به تعداد انگشتان یک دست هم نمی­‌رسد.

توزیع ایستگاه‌های شارژ وسایل نقلیه برقی

سوکت­‌های شارژر موجود در جایگاه­‌های شارژ باید بتواند با انواع خودورهای PLUG-IN موجود در بازار سازگار باشند. بنابراین این اتصالات باید از استاندارد­های موجود در این زمینه پیروی کنند. برای شارژر­های سریع معمولی DC شارژر­های چند استانداردی سیستم شارژری ترکیبی (CCS) و CHAdeMO استفاده می‌­شود. برای شارژر­های شارژ سریع AC نیز سوکت­های مخصوص خود، مورد استفاده قرار می­‌گیرند.

شما هر آنچه لازم است در مورد خودرو برقی و هیبریدی را می‌توانید در مقاله لینک شده دنبال کنید.

انواع ایستگاه­‌های شارژ

جایگاه­‌های شارژ را می‌­توان به چهار دسته­ اولیه تقسیم بندی کرد:

ایستگاه­‌های شارژ مسکونی

زمانی که یک خودرو­ی PLUG-IN  در خانه است و از آن استفاده نمی­‌شود بهترین زمان برای شارژ کردن آن است. بنابراین می­‌توان از شارژر درون خانه استفاده کرد و یک جایگاه شارژ اختصاصی درون پارکینگ منزل بوجود آورد. شارژر­های درون خانه، معمولا تجهیزات اندازه ­گیری مقدار برق مصرفی را ندارند اما برای شارژ سریع نیاز به یک سری سیم­ کشی­‌های خاص دارند. همچنین می­‌توان بعضی از شارژر­های قابل حمل را به دیوار وصل کرد و به عنوان ایستگاه شارژ استفاده کرد.

ایستگاه­‌های شارژ اماکن عمومی

معمولا صاحبان مراکز تفریحی و فرهنگی و تجاری که کارمندان و مشتری­‌های زیادی دارند. خودرو­هایی زیادی در پارکینگ ­های این مراکز پارک است، اقدام به نصب شارژر­های خودرو­های PLUG-IN در قسمت­هایی از پارکینگ می­‌کنند. این شارژر­ها می‌­توانند رایگان باشند تا صاحبان خودرو­های PLUG-IN را ترغیب کنند تا ضمن استفاده از امکانات آن مراکز، خودرو­های خود را نیز شارژ کنند. شارژر­های مورد استفاده در این اماکن معمولا AC نوع اول و دوم هستند که جلوتر پیرامون آن­ها صحبت خواهیم کرد.

دیگر نوع ایستگاه‌­های شارژ، شارژر­های شارژ سریع در ایستگاه­های عمومی است. این شارژر­ها با قدرت بیش از 40 کیلووات قادر به تحویل بیش از 97 کیلومتر برد در 10 تا 30 دقیقه هستند. این ایستگاه­‌های شارژ معمولا در استراحت­گاه­‌های بین راهی مورد استفاده قرار می­‌گیرند تا امکان سفر­های طولانی‌­تر را برای خودرو­های برقی فراهم آورد. البته در ایستگاه­‌های شهری نیز برای شارژ سریع در زمان پارک­‌های کوتاه مورد استفاده قرار می­‌گیرد. سوکت­‌های این شارژر­ها معمولا از نوع 2 (اروپایی)، CCS، CHAdeMO و سوپر شارژر­های تسلا هستند.

یک روش دیگر برای شارژ کردن خودرو­های برقی این است که باتری به طور کامل با یک باتری شارژ شده تعویض گردد. با این روش می‌­توان 320 کیلومتر برد در کمتر از 15 دقیقه بوجود آورد. تا قبل از سال 2014 امکان تعویض باتری خودرو­های برقی وجود نداشت اما هم اکنون در بعضی از خودرو­های برقی این امکان بوجود آمده است.

انواع ایستگاه‌های شارژ برقی
انواع ایستگاه‌های شارژ برقی

ظرفیت باتری و قابلیت شارژ سریع هر دو در حال پیشرفت است اما نیاز به بهبود روش­‌های شارژ هنوز حس می­‌شود. روش­‌های شارژ دیگری از جمله ایستگاه‌­های شارژ سیار و شارژر­های بی سیم نیز مطرح شده‌­اند. نیاز­ها و راه حل­های متنوع ارائه شده توسط تولید کنندگان، ظهور روش­های استاندارد شارژ را کند کرده است. از سال 2015 اقدامات مربوط به استاندارد سازی روش­‌های شارژ با جدیت بیشتری انجام گرفت.

مدت زمان شارژ شدن

مدت زمان شارژ شدن بستگی به ظرفیت باتری و قدرت شارژر آن دارد. به زبان ساده مدت زمان شارژ شدن یک باتری به میزان شارژ شدن باتری بستگی دارد. میزان شارژ شدن باتری نیز به مقدار ولتاژ باتری و شارژر وابسته است. انجمن SAE شارژر­ها از نظر مدت زمان شارژ در سه سطح تقسیم بندی کرده است: سطح 1؛ 120 ولت AC خانگی که کمترین سرعت را دارد. سطح2؛ 240 ولت VAC خانگی ارتقا یافته که سرعت متوسط دارد. سطح3؛ سوپرشارژر 480 ولت DC که سریع‌­ترین نوع است.

شارژر­های نوع 3 می‌­توانند در 30 دقیقه باتری را تا 80% پر کنند. تهیه کننده­‌گان این شارژر­ها در پی آن هستند تا از استاندارد­های بیشتری در این حوزه پیروی کنند. می‌­توان به راحتی، زمان شارژ باتری را با استفاده از فرمول زیر بدست آورد:

قدرت شارژر (کیلووات) / ظرفیت باتری (کیلووات ساعت)= مدت زمان شارژ باتری (ساعت)

ظرفیت باتری در خودرو­های برقی نسل اول مانند نیسان لیف در حدود 20 کیلووات ساعت بود که حدودا 160 کیلومتر برد در اختیار راننده قرار می­داد که این مقدار بسیار کم بنظر می­رسید. برای اولین بار تسلا وسایل نقلیه برد طولانی با تولید انبوه را عرضه کرد. مدل S این شرکت با ظرفیت باتری 40، 60 و 85 کیلووات ساعت به بازار عرضه شد در حالیکه در مدل 60 کیلووات ساعتی تا 480 کیلومتر برد داشت.

با پیشرفت تکنولوژی و بوجود آمدن خودرو­های هیبریدی، خودرو­های هیبرید PLUG-IN به بازار معرفی شدند. ظرفیت باتری آن­ها 3 تا 5 کیلووات ساعت بود و برد موتور الکتریکی آن­ها 20 تا 40 کیلومتر می‌­رسید. اما با وجود یک موتور بنزینی که می­‌توانست در هر زمان موتور الکتریکی را شارژ کند وعملا توانایی پیمایش هر مسافتی را داشت.

انواع شارژهای برقی

برای شارژ­های عادی(حداکثر تا 4/7 کیلووات) سازنده­ی خودرو­ها از شارژر­های درون خودرو استفاده می­کنند. کابل شارژ این خودرو­ها به برق شهری(230 ولت AC) متصل می­‌شود. برای شارژ­های سریع­تر(22 کیلووات تا 43 کیلووات یا بیشتر)، سازندگان دو راه حل  در پیش رو دارند:

  • از شارژر درون خودرویی استفاده کنند که توانایی شارژ از 3 تا 43 کیلووات را با برق تکفاز 230 ولتی یا 400 ولتی سه فاز را دارند.
  • از شارژر خارجی استفاده کنند که جریان AC را به DC تبدیل می­‌کند. این شارژرها توانایی شارژ خودرو را از 50 کیلووات (نیسان لیف) تا 135 کیلووات (تسلا مدل S) دارد.
حداکثر جریانولتاژقدرتنوع جریانزمان شارژ باتری خودرو برقی
برای طی مسافت 100 کیلومتر
16 آمپر230 ولت AC3.3 کیلوواتتک فاز6-8 ساعت
32 آمپر 230 ولت AC 7.4 کیلووات تک فاز 3-4 ساعت
16 آمپر 400 ولت AC 11 کیلووات سه فاز 2-3 ساعت
32 آمپر 400 ولت AC 22 کیلووات سه فاز 1-2 ساعت
63 آمپر 400 ولت AC 43 کیلووات سه فاز 20-30 دقیقه
100-125 آمپر 400-500 ولت DC 50 کیلووات جریان مستقیم 20-30 دقیقه
300-350 آمپر 300-500 ولت DC 120 کیلووات
جریان مستقیم
10 دقیقه

هزینه شارژ کردن خودروهای برقی

در سال 2017 تسلا به دارندگان خودرو­های مدل S و X این شرکت کارت اعتباری هدیه داد تا بتوانند 400 کیلووات ساعت رایگان از سوپرشارژر­های همین شرکت استفاده کنند. بعد اتمام سهمیه رایگان در نظر گرفته شده، صاحبان خودرو­های برقی تسلا باید در هنگام استفاده از سوپرشارژر­های ایستگاه­های شارژ به ازای هر کیلووات ساعت هزینه پرداخت کنند. بازه قیمت استفاده از این سوپرشارژر­ها در آمریکا به ازای هر کیلووات ساعت بین 06/0 تا 26/0 دلار است. البته سوپرشارژر­های تسلا فقط برای خودرو­های تسلا قابل استفاده است.

دیگر شبکه­‌های شارژ برای خودروهای برقی به جز تسلا قابل استفاده است. یکی از این شبکه­‌ها Blink است که شارژر­های سطح 2 و DC شارژ سریع دارد. هزینه استفاده از این شارژر­ها برای اعضای شبکه متفاوت است. به ازای هر کیلووات ساعت بین 39/0 تا 69/0 دلار برای اعضا و 49/0 تا 79/0 دلار برای غیر اعضا با توجه موقعیت مکانی ایستگاه متفاوت است. تا سال 2013 شارژر­های این شرکت بیش از حد گرم می­‌شدند و به خود شارژر و اتومبیل آسیب می­‌زدند. راه حل این شرکت برای حل این مشکل، کاهش حداکثر جریان بود.

هزینه شارژ خودروهای برقی

از دیگر شبکه های شارژ می‌­توان به ChargePoint اشاره کرد که شارژر­های پولی و رایگان دارد. رانندگان با گرفتن کارت عضویت می­‌توانند از مزایای در نظر گرفته شده برای اعضا بهره­‌مند شوند. این شبکه نیز مانند Blink با توجه موقعیت مکانی ایستگاه شارژ را با قیمت متفاوتی عرضه می­‌کند. دیگر شبکه­‌های شارژ عملکردی مشابه پمپ بنزین­‌ها دارند به صورتی که به ازای هر کیلووات ساعت الکتریسیته دریافتی مبلغی به صورت نقدی یا کارت اعتباری پرداخته می‌­شود.

ایمنی در ایستگاه­‌های شارژ خودرو­های برقی

با اینکه فرآیند شارژ خودرو­های برقی و نیمه برقی بنظر ساده می­‌آید و به راحتی می‌­توان با اتصال به پریز برق خانگی یک خودرو­ی برقی را شارژ کرد. اما در ایستگاه­‌های شارژ که معمولا چند خودرو در حال شارژ هستند، سیستم سنجش جریان اضافی و مکانیزم بررسی اتصال برای هنگامی که خودرو دیگر شارژ نمی­‌شود الزامی است. دو مدل اصلی برای سنسور­های ایمنی وجود دارد:

  • سنسور­های جریان قدرت مصرفی را نشان می­‌دهند و اتصال را با توجه به درخواست شارژ از پیش تعیین شده قطع و وصل می­‌کنند. سنسور­های سیمی نیز نوع دیگری از سنسور­ها هستند که عملکرد سریعی دارند و قطعات کمتری برای خرابی دارند و ارزان­‌تر هستند. اما سنسور­های جریانی به صورت استاندارد کار می­کنند و گزینه‌ه­ایی را برای صاحب ایستگاه شارژ فراهم می‌­آورد تا از برق مصرفی به ازای شارژ عرضه شده مطلع شود.
  • سنسور­های سیمی که با ارائه سیگنال بازخورد می­‌توانند که در مدل­های SAE J1772 و IEC 62196 کاربرد دارد.

سازندگان مطرح ایستگاه‌­های شارژ

تامین کنندگان و تولیدکنندگان ایستگاه­‌های شارژ خودرو­های برقی انواع مختلف ایستگاه­‌های شارژ از مدل خانگی گرفته تا مدل اماکن عمومی و ایستگاه‌­های پیشرفته تمام اتوماتیک را طراحی و می‌­سازند. بیشترین ایستگاه‌­های شارژ دنیا به ترتیب در آمریکا، آلمان، هلند، انگلیس و ایتالیا قرار دارند. در ادامه به توضیح مختصر چند شرکت تامین کننده ایستگاه­‌های شارژ می­‌پردازیم.

سازندگان مطرح ایستگاه‌­های شارژ

از سازندگان اصلی این ایستگاه­‌ها می­توان به ChargePoint که پیش‌­تر راجع به آن صحبت کردیم نام برد. این شرکت 12 سال پیش تاسیس شد و تاکنون بیش از چند هزار ایستگاه سوخت عمومی و خصوصی در کانادا مکزیک و دیگر کشور­ها ساخته است و می‌­توان گفت بزرگ­ترین شبکه شارژ خودرو­های برقی را مدیریت می­‌کند.

ABB

یکی از شرکت­‌های بزرگ تولید کننده ربات­‌های صنعتی در جهان است که در حوزه تولید تجهیزات برقی  نیز فعالیت دارد. این شرکت در سال­‌های اخیر طیف وسیعی از تکنولوژی‌­های مربوط به شارژ سریع اتوبوس‌­ها و اتومبیل­‌ها رونمایی کرده است. این شرکت همکاری­‌هایی با برخی خودروسازی­‌ها از جمله پورشه در زمینه توسعه شارژر­های خودرو­های برقی داشته است.

BP

یکی از غول­‌های صنعت انرژی است که بیشتر در حوزه تجارت نفت و گاز شناخته شده است. اما این شرکت نیز پیرامون خودرو­های برقی فعالیت خود را آغاز کرده است و یکی از بزرگ­ترین تامین کننده تجهیزات شارژ خودرو­های برقی در انگلستان است. این شرکت اخیرا در زمینه پلت فرم شارژ خودرو­های برقی با نام PowerShare سرمایه­ گذاری کرده است.

Shell

یکی دیگر از غول‌­های صنعت انرژی Shell است. این شرکت در زمینه شارژ وسایل نقلیه الکتریکی با نام GreenLots  ورود پیدا کرده و توانسته است درآمد خوبی نیز از این راه بدست آورد. این شرکت همچنین ادعا می­کند با همکاری­‌هایی که داشته می‌­تواند با استفاده از فناوری که در ربات­‌های خود مختار به کار رفته، جایگزینی برای شارژر­های معمولی ارائه دهد.

سازندگان مطرح ایستگاه‌­های شارژ

Webasto

یک شرکت تامین کننده قطعات صنعت خودرو است که انواع شارژر­های خانگی و جاده­ای عرضه می­کند. این شرکت یک وبسایت آنلاین نیز دارد که می­‌توانید از طریق آن به صورت آنلاین انواع شارژر­های خودرو­های برقی و هیبریدی Plug-in را با قیمت حدودا 700 یورو سفارش دهید.‌

Hyundai

برای توسعه سیستم شارژ بدون سیم وسایل نقلیه الکتریکی با KIA همکاری کرده است. به نظر می‌­رسد در سال­های آینده شاهد رونمایی خودرو­ی برقی جدیدی از این دو برند باشیم. شارژر­های بی سیم توسط دیگر شرکت­‌ها از جمله Daimler Mercedes-Benz مورد بررسی قرار گرفته است اما احتمالا تکنولوژی متفاوتی خواهند داشت. از دیگر فعالیت­‌های برند Hyundai می­توان به سیستم شارژ خورشیدی که در سقف اتومبیل قرار می­‌گیرد اشاره کرد.

شرکت­‌های کثیر دیگری نیز در این زمینه فعالیت دارند که به آن­ها اشاره نشده است. از جمله آن­ها می‌­توان به Blink، EVBox، EVgo، Renault و Phihong اشاره کرد. تعداد زیاد شرکت­های تامین کننده ایستگاه­‌های شارژ خودرو­های برقی و وارد شدن شرکت‌­های نفتی معروفی همچون Shell و BP به این حوزه، حاکی از از این حقیقت است که در این زمینه می­‌توان درآمد قابل توجهی داشت و با ارائه تکنولوژی­ها و روش­های جدید شارژ بازار وسایل نقلیه برقی را به دست گرفت.

در ایران با توجه به وجود نداشتن خودرو­های تمام برقی، فعلا ایستگاه شارژ به تعداد قابل قبول وجود ندارد. اما مپنا با ساخت یک ایستگاه شارژ استاندارد در نزدیکی برج میلاد در تهران، آمادگی خود را مبنی بر توانایی ساخت ایستگاه­‌های شارژ در ایران اعلام کرده است.

توضیحات

شارژر­های بی سیم: یک نوع از انتقال الکتریسیته است که در آن هیچ اتصال با سیمی وجود ندارد و از امواج الکترو مغناطیس در آن استفاده می‌­شود. از این تکنولوژی معمولا در شارژر­های گوشی­‌های هوشمند استفاده می­شود. اما جدیدا در شارژ خودرو­های برقی نیز مورد توجه قرار گرفته است.

SAE: انجمن مهندسان خودرو (society of automobile engineers) که به اختصار SAE گفته می­‌شود. مرکز این انجمن در آمریکا قرار دارد و بسیاری از استاندارد­های مربوط به حوزه خودرو توسط این انجمن تشکیل می­‌شود.

SAE J1772: این درگاه شارژ به J plug شناخته می­‌شود. در شارژر خودرو­های برقی آمریکای شمالی استفاده می­‌شود و تحت استاندارد SAE است.

IEC 62196: یک نوع از سوکت­‌های شارژ خودرو­های برقی است که طبق استاندارد جهانی ساخته شده است.

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

همچنین ببینید
بستن
دکمه بازگشت به بالا