5 minut ładowania - 150 km zasięgu

• Ładowanie współczesnego auta elektrycznego prądem stałym jest kilkanaście-kilkadziesiąt razy bardziej efektywne niż ładowanie go z domowej sieci 230 V
• W Polsce są już dostępne bezpłatne punkty ładowania o mocy 50 kW. Pojawiają się też publiczne ładowarki o mocy 150 kW
• Jest już gotowa technologia pozwalająca na skrócenie czasu ładowania baterii do kilku-kilkunastu minut
  
  
  

Samochody na prąd można ładować ze zwykłego domowego gniazdka. Niby nic prostszego, jednak  wystarczy uświadomić sobie, że maksymalne chwilowe bezpieczne obciążenie pojedynczego gniazda domowej sieci 230 V to ok. 3,4 kW. Domowe urządzenia na prąd jednofazowy mają jednak niższą moc albo - ze względów bezpieczeństwa - są zaprojektowane tak, żeby nie pracowały w trybie ciągłym. Nie inaczej jest z ładowaniem samochodów na prąd: dla bezpieczeństwa użytkowania (żeby zredukować ryzyko przegrzania się instalacji i pożaru) podczas ładowania prądem zmiennym  jednofazowym (230 V) ich wbudowane prostowniki mają moc rzędu 1,5-2 kW. Oznacza to, że czas ładowania pustej baterii samochodu, która ma pojemność 35 kWh, to od kilkunastu do dwudziestu godzin. Jeśli pojemność baterii to 80 kWh, naładowanie pustej baterii trwałoby w domu ponads 2 dni... Długo! Oznacza to albo skrócenie i tak nieprzesadnie dużego zasięgu z np. 180 do 125 km, albo - w przypadku mocnych i komfortowych SUV-ów z bateriami o dużej pojekmności - pogodzenie się z faktem, że maksymalny zasięg jest tylko teorią, a nasze auto jest zawsze „głodne”. A każdy przyzna: jazda samochodem, którego zasięg spada poniżej, dajmy na to, 50 km, przestaje być komfortowa.

Tak zwane szybkie ładowanie - nie zawsze „aż tak” szybkie

Z tego względu możliwe jest ładowanie większości modeli aut elektrycznych prądem zmiennym trójfazowym. Specjalne gniazdo można zamontować w prywatnym garażu, coraz więcej jest też publicznych ładowarek prądu zmiennego (m.in. pod hipermarketami). O ile jednak gniazda domowe mają moc 3,6-11 kW, o tyle zdarzają się ogólnodostępne ładowarki nawet ponad 40 kW AC (prądu zmiennego). Prosta matematyka może jednak być myląca: to, że ładowarka ma np. 43 kW mocy, wcale nie znaczy, że naładujemy samochód 20 razy szybciej niż w domu. Ograniczeniem jest wewnętrzny prostownik auta, który wydłuża ładowanie pustej baterii do kilku godzin. Wciąż trwa to za długo, żeby naładować auto do pełna podczas zakupów.

Najbardziej wydajnym źródłem energii w przypadku aut na prąd są ładowarki prądu stałego, które generują prąd o napięciu kilkuset woltów, dysponując mocą np. 50 kW-150 kW. Taki sprzęt w ciągu pół godziny dostarcza autu nawet kilkanaście-kilkadziesiąt kWh energii - z reguły pokrywa to dzienne zapotrzebowanie osób jeżdżących po mieście.

 Technologia All Charge pozwala wykorzystywać samochód elektryczny jako źródło zasilania telefonów, laptopów, a nawet bardziej energochłonnych urządzeń, jak lodówka czy wiertarka. Takie auto jest wyposażone w „domowe” gniazdko, umieszczone np. pod klapką gniazda ładowania - można z niego czerpać na postoju.

A gdyby tak ładować auta jeszcze szybciej?

Podstawowym problemem jest jednak to, że szybkich ładowarek prądu stałego jest niewiele. Moc najnowszych ładowarek, instalowanych np. pod sklepami, przekracza w wielu wypadkach możliwości samochodu - zamiast wykorzystywać 50 kW mocy, wykorzystują 15-20 kW albo też wtyczka nie pasuje do gniazda i trzeba szukać innego punktu ładowania. Rozwiązaniem jest system All Charge, zaprezentowany przez firmę Continental na targach motoryzacyjnych we Frankfurcie we wrześniu 2017 roku. Inżynierowie firmy wyszli z założenia, że idealny samochód na prąd powinien nie tylko mieć możliwość ładowania za pomocą różnych systemów: „domowym” prądem zmiennym jednofazowym 230 V, zmiennym trójfazowym 400 V, a także prądem stałym o różnym napięciu (do 800 V). Mając do dyspozycji ładowarkę o mocy 350 kW (a choćby nawet 150 kW), można by naładować pustą baterię do pełna w ciągu kilku-kilkunastu minut!

Silnik zintegrowany z przetwornicą

Pomysł jest idealny, bo prosty: nie ma potrzeby montować w samochodzie elektrycznym kilku różnych podzespołów odpowiedzialnych za napełnienie baterii przy użyciu różnych standardów ładowania. Wystarczy wykorzystać możliwości typowego silnika elektrycznego, który jest wyposażony w inwerter. Trzeba jedynie dodać konwerter prądu stałego, zapewniający optymalny dopływ energii do baterii niezależnie od napięcia jej źródła. Tak powstał zaprezentowany we wrześniu 2017 roku napęd elektryczny, który pozwala na ładowanie z każdego z dostępnych obecnie źródeł prądu i maksymalnie wykorzystuje ich możliwości. Urządzenie może pracować przy zasilaniu prądem o napięciu do 800 V i mocy do 150 kW, a w przypadku niektórych specjalnych zastosowań klasy premium - do 350 kW. 5 minut ładowania i 150 km jazdy? Tak - już wkrótce!