Elbilar behöver en strömkälla för att ladda sina batterier. Utan denna strömkälla skulle de vara begränsade till nivå 1-laddning, vilket skulle belasta deras batterier mycket, samtidigt som det skulle minska deras bränsleekonomi och AER. Lyckligtvis finns det en extern laddare som kan användas för att omvandla växelström från nätet till likström. Den här typen av laddare kan användas för att ladda elbilar var som helst i världen och kan ge ultrasnabb laddning.
Nivå 1-laddning belastar PHEV-batterier
EV-batterier försämras i måttlig takt över tiden. De flesta fordon uppvisar en blygsam kapacitetsförlust. Vissa fordon uppvisar en högre nedbrytningshastighet än andra. Nedgångshastigheten varierar beroende på fordonsmodell och laddningsförhållanden.
Till exempel kommer en elbil med en räckvidd på 250 mil att förlora cirka fyra mils räckvidd varje år. En elbil med en räckvidd på 300 mil kommer att förlora cirka två mil varje år. Den genomsnittliga batterinedbrytningshastigheten för alla fordon är 2,3 procent per år. Nedgångstakten för elbilar med hög användning är dock lägre.
De flesta elbilar har ett batterihanteringssystem som hjälper till att dämpa de negativa effekterna av DC-snabbladdning. Dessa system gäller dock endast batterier som inte är nära fulla.
Ett annat sätt att minska effekten av batteriförsämring är att hålla batteriets SOC på 20-80 procent. Vissa elbilar har ett alternativ att sluta ladda med 100 procent under en viss tidsperiod.
Generellt sett kan en nivå 2-laddare ladda en EV fyra gånger snabbare än en nivå 1-laddare. En nivå 2-laddare kan också ge ytterligare fyra miles per timme laddning. Den här laddaren kräver dock en extra uppsättning utrustning.
För ett typiskt hem bör en nivå 2-laddare räcka för de flesta laddningsbehov. Men om du planerar att använda ditt fordon för långväga resor, kommer du sannolikt att behöva använda en nivå 3-laddningsstation. De flesta nivå 3-laddare finns på offentliga platser, som bensinstationer eller kommersiella byggnader.
Men nivå 3-laddare är lite dyrare än nivå 2-laddare. Många elbilsägare använder förlängningssladdar för att ladda sina fordon. Även om dessa sladdar inte är designade för elbilar, gör vissa ägare detta i vad som kallas en "daisy chain"-arrangemang.
Laddningsindustrin för elbilar utvecklas också samtidigt. Många tillverkare utvecklar tvåvägsladdningsteknik. Detta kommer sannolikt att skapa nya möjligheter inom en snar framtid.
Slutligen ägnar sig många förare åt offentlig laddning. Detta kan vara ett bekvämt sätt att ladda din elbil.
Begränsad laddning minskar bränsleekonomin och AER
Oavsett om du kör ett elfordon för enstaka passagerare eller en hel flotta av dem, måste du ladda dem. Dessa elfordon är mycket effektivare än deras motsvarigheter för förbränning. De kan minska utsläppen och minska dina bränslekostnader. Att ha ett elfordon innebär att du kan köra längre på en laddning än någonsin tidigare. Elbilar kan också förbättra luftkvaliteten och minska ditt koldioxidavtryck. Men det största hindret för elbilar är infrastrukturen. I takt med att elfordon antas mer allmänt kommer elföretag att möta fler utmaningar och större påfrestningar. För att hålla nätet i drift på optimala nivåer kommer elbolagen att behöva implementera begränsade laddningsprogram för att begränsa laddningen av PHEVs under högtrafik.
Dessa program kommer att kräva att elbolag investerar i en mängd ny infrastruktur. Det enklaste sättet att kontrollera laddningsbeteenden är med användningstider. Detta kan göras genom installation av en elmätare. Dessa priser kan sedan vidarebefordras till PHEV-ägare genom prisplaner. Dessutom kan incitament användas för att locka elbilsägare att ladda under lågtrafik. Ju mer enhetlig den dagliga lastprofilen är, desto mindre kostsam är den för elverket.
Det finns flera olika begränsade laddningsstrategier, inklusive prissättning i realtid, fordon-till-nät (V2G) och efterfrågesvar. Varje strategi har sin egen uppsättning krav för implementering. Till exempel kräver V2G elektronisk tvåvägskommunikation mellan en PHEV och en nätoperatör. Realtidsprissättning kräver att PHEV har förmågan att bearbeta signaler från elnät. Detta kan vara svårt för en vanlig elbilsförare att göra.
Den största effekten av begränsad laddning kommer från kommunikationskraven mellan en PHEV-ägare och ett elföretag. Utöver kommunikationsutmaningarna kommer denna typ av strategi att sätta begränsningar på elnätet. Till exempel kommer PHEVs som inte kan ladda sitt energilagringssystem ombord (ESS) helt och hållet behöva arbeta i ett CS-läge oftare. Detta kommer att minska deras batterieffektivitet och EAER.
Begränsade laddningsprogram kan också hjälpa elbolag att bättre reglera systemet. Detta uppnås genom att begränsa antalet timmar en PHEV kan ladda. Detta kommer att minska toppbelastningen på el. Att begränsa en PHEVs laddningstid kommer också att öka bolagets kapacitet att hantera ett högre inflöde av elbilar.
Off-board laddare omvandlar växelström från nätet till likström
Elektrifiering av fordon är ett snabbt växande segment. Under de senaste åren har elektriska personbilar fått bred acceptans i många utvecklade länder. I takt med att dessa fordon blir mer populära förväntas behovet av laddare ombord att öka. Den här artikeln ger en översikt över befintliga laddningsgränssnitt och laddningstopologier.
I en konventionell dubbelriktad laddarprocess tillförs ström i två steg. Det första steget är en likriktare DC/DC-omvandlare som omvandlar en högeffekts AC-ingång till DC-effekt. Det andra steget är en styrenhet som justerar spänning, ström och effektfaktor. Laddaren är även utrustad med ett EMI-filter. Laddaren måste isolera elnätet från högspännings DC-bussen. Det är viktigt att laddaren är utrustad med en effektfaktorkorrigeringskrets för att ge en strömvågform som ligger nära en grundläggande sinusvåg.
En dubbelriktad laddare kan också fungera som ett energilagringssystem. Det kan vara kapabelt att stödja effektnivåer så höga som 40 till 100 kW.
Till skillnad från inbyggda laddare kan externa laddare leverera ström till fordonet även när fordonet är i rörelse. Detta möjliggör fordon-till-nät-drift (V2G). Dessutom är laddare utanför fordonet inte föremål för begränsningarna för fordonets storlek och vikt. De är också designade för att stödja ett brett spektrum av EV-batterispänningar.
Å andra sidan är externa laddare inte konstruerade för att laddas i vanliga eluttag. Närvaron av en inbyggd laddare förväntas också öka kostnaderna för fordonet. Laddningsinfrastrukturen förväntas spela en nyckelroll vid implementering av batterielektriska bussar i städer.
Utvecklingen av batteriteknik och strikta föroreningslagar förväntas driva marknaden för billaddare ombord. Denna marknad förväntas nå en CAGR på 30 procent under perioden 2020 till 2025. Vissa användare kan dock tycka att systemet är obekvämt. Dessutom har batteridrivna elbussar en begränsad räckvidd.
Utöver ovanstående måste omvandlarsystemens effekttäthet vara hög för att möjliggöra snabb laddning och urladdning. Dessa laddare kräver dock även galvanisk isolering för att förhindra en strömspets.
SparkCharge utvecklar en bärbar och ultrasnabb laddningsenhet
SparkCharge, som grundades av Joshua Aviv i Syracuse, New York, är en cleantech-startup som utvecklar en bärbar och ultrasnabb laddningsenhet för elfordon. Deras uppdrag är att förbättra ägarupplevelsen av elfordon och att ta bort hinder som hindrar elbilsägare från att ta till sig tekniken.
För närvarande kan SparkCharges laddningsenhet fylla på ett fordons räckvidd på så lite som 60 sekunder. Detta system är 14 gånger snabbare än nivå ett-laddning och sex gånger snabbare än nivå två-laddning. Dessutom har företaget planer på att skala tillverkningen för att möta den växande efterfrågan på deras produkter.
Sedan lanseringen 2017 har SparkCharge samlat in 5 miljoner dollar i finansiering från investerare. Detta kommer att hjälpa dem att fortsätta utveckla sin produkt och möta den växande efterfrågan på sina produkter.
Företaget arbetar nu med flera partners inklusive Spiffy, Allstate, Urgently och DoorDash. De har också kunnat utöka sitt serviceområde till Los Angeles och San Francisco Bay Area. De arbetar också med ett antal biltillverkare och försäkringsbolag.
SparkCharge-enheten är en bärbar, modulär, batteridriven laddningsenhet. Den är designad för att passa in i lastutrymmet på alla fordon. Enheten är portabel och kan ladda elfordon med upp till en mil per minut. Den är även kompatibel med nivå 3 laddstationer. Laddaren väger nio pund, medan batterimodulen väger tjugotvå pund. Laddarens effekt är 20 kilowattimmar.
SparkCharges bärbara laddningsenhet kan ladda en elbil på så lite som 10 till 20 minuter. Laddaren är också portabel, vilket innebär att användaren kan ha den i bilen i nödfall.
SparkCharge har också utvecklat en app som hjälper förare att hitta laddstationer. Appen visar laddningscentraler inom en radie på en mil från fordonets plats. Det tillåter också användare att schemalägga en ultrasnabb laddningsleverans.
För närvarande är SparkCharge tillgänglig i San Francisco Bay Area, Dallas, Chicago, San Jose och Los Angeles. Företaget expanderar också till 11 nya städer i Kalifornien.
