Ev Charger Teknologiak

Txinan eta Estatu Batuetan ibilgailu elektrikoak kargatzeko teknologiak oso antzekoak dira. Bi herrialdeetan, kableak eta entxufeak dira ibilgailu elektrikoak kargatzeko teknologia nagusiena. (Haririk gabeko kargatzeak eta bateriak trukatzeak presentzia txikia dute gehienez.) Bi herrialdeen artean desberdintasunak daude karga-mailei, kargatzeko estandarrei eta komunikazio-protokoloei dagokienez. Antzekotasun eta desberdintasun hauek jarraian eztabaidatzen dira.

A. Kargatze-mailak

Estatu Batuetan, ibilgailu elektrikoen karga handia 120 voltiotan egiten da, aldatu gabeko etxeko horma-hartuneak erabiliz. Hau, oro har, 1. maila edo "trickle" karga gisa ezagutzen da. 1. mailako kargarekin, 30 kWh-ko bateria tipiko batek 12 ordu behar ditu gutxi gorabehera %20tik ia karga osoa izatera pasatzeko. (Txinan ez dago 120 voltioko entxuferik).

Bai Txinan bai Estatu Batuetan, EV kargatze handia 220 voltiotan (Txinan) edo 240 voltiotan (Estatu Batuetan) egiten da. Estatu Batuetan, 2. maila kargatzea bezala ezagutzen da.

Kargaketa hori aldatu gabeko entxufeekin edo EV kargatzeko ekipo espezializatuekin egin daiteke eta normalean 6-7 kW inguruko potentzia erabiltzen du. 220-240 voltiotan kargatzen denean, 30 kWh-ko bateria tipiko batek 6 ordu behar ditu gutxi gorabehera %20tik ia karga osoa izatera pasatzeko.

Azkenik, Txinak zein Estatu Batuek DC kargagailu azkarren sare gero eta handiagoak dituzte, normalean 24 kW, 50 kW, 100 kW edo 120 kW-ko potentzia erabiltzen dutenak. Geltoki batzuek 350 kW edo 400 kW-ko potentzia eskain dezakete. DC kargagailu azkar hauek ibilgailuen bateriaren % 20tik karga ia osoa izatera eraman ditzakete ordubetetik 10 minutura gutxi gorabehera.

6. taula:AEBetako karga-maila ohikoenak

Iturria: AEBetako Energia Saila

B. Kargatzeko Arauak

i. Txina

Txinak nazio osoan EV karga azkar estandar bat du. AEBek hiru ibilgailu elektriko kargatzeko estandar ditu.

Txinako estandarra Txina GB/T izenez ezagutzen da. (InizialakGBestandar nazionalaren ordez.)

China GB/T 2015ean kaleratu zen hainbat urte garatu ondoren.124 Orain derrigorrezkoa da Txinan saltzen diren ibilgailu elektriko berri guztientzat. Nazioarteko autogileek, Tesla, Nissan eta BMW barne, GB/T estandarra hartu dute Txinan saltzen diren ibilgailu elektrikoetarako. Gaur egun GB/T-k karga azkarra ahalbidetzen du gehienez 237,5 kW-eko irteeran (950 V eta 250 amperetan), nahiz eta asko

Txinako DC kargagailu azkarrek 50 kW kargatzen dituzte. GB/T berri bat kaleratuko da 2019 edo 2020an, eta horrek estandarra berrituko du ibilgailu komertzial handiagoetarako 900 kW-raino kargatzeko. GB/T Txinako soilik estandarra da: atzerrian esportatutako Txinan egindako EV gutxi batzuek beste estandar batzuk erabiltzen dituzte.125

2018ko abuztuan, Txinako Elektrizitate Kontseiluak (CEC) Japonian oinarritutako CHAdeMO sarearekin akordio-memoria bat iragarri zuen karga ultra-azkarra elkarrekin garatzeko. Helburua GB/T eta CHAdeMOren arteko bateragarritasuna da karga azkarrerako. Bi erakundeek lankidetza egingo dute estandarra Txina eta Japonia haratagoko herrialdeetara zabaltzeko.126

ii. Estatu Batuak

Estatu Batuetan, DC karga azkarrerako hiru EV karga estandar daude: CHAdeMO, CCS SAE Combo eta Tesla.

CHAdeMO lehen ibilgailu elektrikoen karga azkarreko estandarra izan zen, 2011koa. Tokiok garatu zuen.

Electric Power Company eta "Charge to Move" (japonieraz hitz-joko bat) esan nahi du.127 CHAdeMO gaur egun Estatu Batuetan erabiltzen da Nissan Leaf eta Mitsubishi Outlander PHEV, gehien saltzen diren ibilgailu elektrikoen artean. Leaf-ek Estatu Batuetan izan dezakeen arrakasta izan daitekeIBILGAILUE ELEKTRIKOAK KARGATZEA TXINAN ETA ESTATU BATUetan

ENERGIA POLITIKA.COLUMBIA.EDU | 2019ko OTSAILA |

neurri batean, Nissan-ek CHAdeMO karga azkarreko azpiegiturak kontzesionarioetan eta beste hiri-kokapen batzuetan ezartzeko konpromisoa hartu zuelako.128 2019ko urtarrilean, 2.900 CHAdeMO kargagailu azkar baino gehiago zeuden Estatu Batuetan (baita Japonian 7.400 baino gehiago eta 7.900). Europan).129

2016an, CHAdeMOk bere estandarra berrituko zuela iragarri zuen hasierako 70eko karga-tasatik

kW 150 kW eskaintzeko.130 2018ko ekainean CHAdeMOk 400 kW kargatzeko gaitasunaren sarrera iragarri zuen, 1.000 V, 400 amp likidoz hoztutako kableak erabiliz. Karga handiagoa izango da ibilgailu komertzial handien beharrak asetzeko, hala nola kamioiak eta autobusak.131

Estatu Batuetako bigarren karga estandarra CCS edo SAE Combo izenez ezagutzen da. 2011n kaleratu zuen Europako eta AEBetako auto fabrikatzaile talde batek. Hitzakonbinazioaentxufeak AC karga (gehienez 43 kW) eta DC karga dituela adierazten du.132 In

Alemanian, Charging Interface Initiative (CharIN) koalizioa sortu zen CCS zabaltzearen alde egiteko. CHAdeMO ez bezala, CCS entxufe batek DC eta AC kargatzea ahalbidetzen du ataka bakar batekin, ibilgailuaren karrozeriaren espazioa eta irekidurak murriztuz. Jaguar,

Volkswagen, General Motors, BMW, Daimler, Ford, FCA eta Hyundaik CCS onartzen dute. Tesla ere koalizioan sartu da eta 2018ko azaroan iragarri zuen bere ibilgailuak CCS kargatzeko portuekin hornituta etorriko zirela Europan.133 Chevrolet Bolt eta BMW i3 CCS karga erabiltzen duten Estatu Batuetako ibilgailu elektriko ezagunen artean daude. Gaur egungo CCS kargagailu azkarrek 50 kW inguruko karga eskaintzen duten arren, Electrify America programak 350 kW-ko karga azkarra barne hartzen du, eta horrek 10 minututan karga ia osoa ahalbidetu dezake.

Ameriketako Estatu Batuetako hirugarren karga estandarra Teslak kudeatzen du, 2012ko irailean bere jabedun Supercharger sarea abiarazi zuen Estatu Batuetan.134 Tesla

Superkargagailuek normalean 480 voltiotan funtzionatzen dute eta gehienez 120 kW-an kargatzen dute. As

2019ko urtarrilean, Teslaren webguneak 595 Supercharger kokapen zerrendatu zituen Estatu Batuetan, eta 420 kokapen gehiago "laster etorriko dira".135 2018ko maiatzean, Teslak iradoki zuen etorkizunean bere Supercharger-ek 350 kW-ko potentzia-maila izatera iritsi zitezkeela.136

Txosten honetarako egindako ikerketan, AEBetako elkarrizketatuei galdetu genien ea DC karga azkarrerako estandar nazional bakarraren falta EV hartzeko oztopotzat jotzen zuten. Gutxik erantzun zuten baietz. DC karga azkarreko hainbat estandar arazotzat hartzen ez diren arrazoiak hauek dira:

● Ibilgailu elektrikoen karga gehienak etxean eta lanean egiten dira, 1. eta 2. mailako kargagailuekin.

● Orain arte kargatzeko azpiegitura publiko eta lantoki gehienek 2. mailako kargagailuak erabili dituzte.

● Egokigailuak eskuragarri daude, ibilgailu elektrikoaren jabeei DC kargagailu azkar gehienak erabiltzeko aukera ematen dietenak, nahiz eta ibilgailu elektrikoak eta kargagailuak karga estandar desberdinak erabili. (Salbuespen nagusia, Tesla superkarga-sarea, Tesla ibilgailuentzat bakarrik dago zabalik.) Nabarmentzekoa, karga azkarreko egokitzaileen segurtasunari buruzko kezka batzuk daude.

● Entxufeak eta konektoreak karga azkarreko geltoki baten kostuaren portzentaje txiki bat suposatzen dutenez, honek erronka tekniko edo finantzario txikia dakar geltokietako jabeentzat eta erregai-geltoki bateko oktano-gasolina ezberdinen mahukekin alderatu daiteke. Kargagune publiko askok kargatzeko postu bakarrean entxufe bat baino gehiago dituzte, edozein motatako EV kargatu ahal izateko. Izan ere, jurisdikzio askok hori eskatzen edo bultzatzen dute.IBILGAILUE ELEKTRIKOAK KARGATZEA TXINAN ETA ESTATU BATUetan

38 | ENERGIA POLITIKA GLOBALAREN ZENTROA | COLUMBIA SIPA

Autogile batzuek esan dute karga-sare esklusibo batek estrategia lehiakorra adierazten duela. Claas Bracklok, BMWko elektromugikortasuneko buruak eta CharINeko presidenteak, 2018an adierazi zuen: "CharIN sortu dugu botere-posizio bat eraikitzeko".137 Tesla jabe eta inbertitzaile askok bere gainkargagailuen sarea salmenta puntutzat dute, nahiz eta Teslak adierazten jarraitzen duen. beste auto-modelo batzuek bere sarea erabiltzeko prest egotea, baldin eta erabileraren proportzioan finantzaketa ematen badute.138 Tesla CharIN-en sustapenaren parte da ere. CCS. 2018ko azaroan, Europan saltzen diren 3 ereduko autoak CCS portuekin hornituta egongo zirela iragarri zuen. Tesla jabeek egokigailuak ere eros ditzakete CHAdeMO kargagailu azkarrak sartzeko.139

C. Kargatzeko komunikazio-protokoloak Kargatzeko komunikazio-protokoloak beharrezkoak dira karga optimizatzeko erabiltzailearen beharretarako (karga-egoera, bateria-tentsioa eta segurtasuna detektatzeko) eta sarerako (barne.

banaketa sarearen ahalmena, erabilera-denborako prezioak eta eskariari erantzuteko neurriak).140 China GB/T eta CHAdeMOk CAN izenez ezagutzen den komunikazio-protokoloa erabiltzen dute, eta CCSk PLC protokoloarekin lan egiten du. Komunikazio-protokolo irekiak, hala nola, Open Charge Point Protocol (OCPP) Open Charging Alliance-k garatutakoa, gero eta ezagunagoak dira Estatu Batuetan eta Europan.

Txosten honetarako egindako ikerketan, AEBetako hainbat elkarrizketatuk komunikazio protokolo eta software irekietara jotzea aipatu zuten lehentasun politiko gisa. Bereziki, American Recovery and Reinvestment Act (ARRA) delakoaren arabera finantzaketa jaso zuten karga publikoko proiektu batzuek, ondoren finantza-zailtasunak izan zituzten plataforma jabedunen saltzaileak aukeratu zituztela aipatu zuten, eta ordezkatu behar zuten ekipamendu matxuratuak utzi zituzten.141 Hiri, zerbitzu publiko eta kargatze gehienek. Ikerketa honetarako harremanetan jarritako sareek komunikazio-protokolo irekien eta pizgarrien aldeko jarrera adierazi zuten kargatzen duten sareko ostalariek modu errazean aldatzeko aukera izan dezaten. hornitzaileak.142

D. Kostuak

Etxeko kargagailuak merkeagoak dira Txinan Estatu Batuetan baino. Txinan, 7 kW-ko horman muntatutako etxeko kargagailu tipikoa sarean saltzen da 1.200 RMB eta 1.800,143 RMB artean. Instalazioak kostu gehigarria behar du. (VE erosketa pribatu gehienek kargagailua eta instalazioa barne hartzen dituzte.) Estatu Batuetan, 2. mailako etxeko kargagailuek 450-600 $ bitarteko kostua dute, gehi 500 $ inguruko batez bestekoa instalatzeko.144 DC karga azkarreko ekipamendua nabarmen garestiagoa da. bi herrialdeak. Kostuak asko aldatzen dira. Txosten honetarako elkarrizketatutako txinatar aditu batek kalkulatu zuen Txinan 50 kW DC karga azkarreko postu bat instalatzea normalean RMB 45.000 eta RMB 60.000 artean kostatzen dela, kargatzeko postuak berak gutxi gorabehera RMB 25.000 - RMB 35.000 eta kableatuak, lur azpiegiturak eta lan-kontabilitatea. gainerakorako.145 Estatu Batuetan, DC karga azkarrak hamarnaka balio dezake milaka dolar mezu bakoitzeko. DC karga azkarreko ekipamenduak instalatzearen kostuan eragina duten aldagai nagusien artean, lubakiak, transformadoreak berritzea, zirkuitu berriak edo berrituak eta panel elektrikoak eta estetika berritzea daude. Seinaleztapena, baimenak eta ezinduentzako sarbidea kontu osagarriak dira.146

E. Haririk gabeko kargatzea

Haririk gabeko kargatzeak hainbat abantaila eskaintzen ditu, besteak beste, estetika, denbora aurreztea eta erabiltzeko erraztasuna.

1990eko hamarkadan eskuragarri zegoen EV1erako (hasierako auto elektrikoa), baina gaur egun arraroa da.147 Lineako haririk gabeko EV kargatzeko sistemek 1.260 $-tik 3.000 $-ra bitarteko kostua dute. %85 inguru.149 Haririk gabeko kargatzeko egungo produktuek 3-22 kW-eko potentzia-transferentzia eskaintzen dute; haririk gabeko kargagailuak Plugless karga 3,6 kW edo 7,2 kW-en eskuragarri dauden hainbat EV modeloetarako, 2. mailako kargaren baliokidea.150 EV erabiltzaile askok haririk gabeko kargatzeak kostu gehigarria merezi ez duela uste duten arren,151 analista batzuek aurreikusten dute teknologia laster zabalduko dela. eta hainbat autogilek iragarri dute etorkizuneko ibilgailu elektrikoetan haririk gabeko kargatzea eskainiko dutela aukera gisa. Haririk gabeko kargatzea erakargarria izan daiteke ibilbide zehaztua duten zenbait ibilgailurentzat, autobus publikoentzat adibidez, eta etorkizuneko autobide elektrikoko erreietarako ere proposatu da, nahiz eta kostu handia, karga-eraginkortasun baxua eta karga-abiadura motela eragozpenak izango liratekeen.152

F. Bateria trukatzea

Bateriak trukatzeko teknologiarekin, ibilgailu elektrikoek agortutako bateriak guztiz kargatuta dauden beste batzuengatik trukatu ditzakete. Honek EV bat kargatzeko behar den denbora nabarmen laburtuko luke, gidarientzat onura potentzial handiak ekarriz.

Txinako hainbat hiri eta enpresa bateriak trukatzeko esperimentatzen ari dira gaur egun, erabilera handiko flotako ibilgailu elektrikoetan arreta jarriz, taxiak adibidez. Hangzhou hiriak bateria-trukea zabaldu du bere taxi flotarako, tokian tokiko Zotye EV-ak erabiltzen dituena.155 Pekinek bateria-truke-geltoki batzuk eraiki ditu BAIC tokiko autogileak lagundutako ahaleginean. 2017aren amaieran, BAICek 2021erako 3.000 truke-estazio eraikitzeko plana iragarri zuen nazio osoan.156 Txinako EV startup NIOk bere ibilgailu batzuetarako bateria-truke-teknologia hartzea aurreikusten du eta Txinan 1.100 truke-estazio eraikiko zituela iragarri zuen.157 Txinako hainbat hiri— Hangzhou eta Qingdao barne, bateria-trukea ere erabili dute autobusak.158

Estatu Batuetan, bateria-trukearen inguruko eztabaida desagertu egin zen 2013ko israeldarren bateria-trukearen abiaraztearen porrotaren ondoren, bidaiarientzako autoen truke-geltoki sarea planifikatu zuen Project Better Place.153. 2015ean, Teslak bere truke-estazio-planak alde batera utzi zituen, bakarra eraiki ondoren. erakustaldi instalazioa, kontsumitzaileen interes falta leporatzen. Gaur egun Estatu Batuetan bateria-trukeari dagokionez esperimentu gutxi egiten ari dira.154 Baterien kostuen jaitsierak eta, beharbada, neurri txikiagoan DC karga azkarreko azpiegitura hedatzeak, ziurrenik bateria-trukearen erakarpena murriztu dute. Estatu Batuak.

Bateria trukatzeak hainbat abantaila eskaintzen dituen arren, eragozpen nabarmenak ere baditu. EV bateria astuna da eta normalean ibilgailuaren behealdean kokatzen da, lerrokatze eta konexio elektrikoetarako ingeniaritza-perdoia minimoekin egitura-osagai integral bat osatuz. Gaur egungo pilek hoztu egin behar dute normalean, eta hozte-sistemak konektatzea eta deskonektatzea zaila da.159 Haien tamaina eta pisua kontuan hartuta, bateria-sistemek ezin hobeto moldatu behar dira kirtenak saihesteko, higadura murrizteko eta ibilgailua zentratuta mantentzeko. Gaur egungo ibilgailu elektrikoetan ohikoa den skateboard-en bateria-arkitekturak segurtasuna hobetzen du ibilgailuaren pisu-zentroa jaitsiz eta istripu-babesa aurrealdean eta atzealdean hobetuz. Maleteroan edo beste leku batean kokatutako bateria desmuntagarriek abantaila hori faltako lukete. Ibilgailuen jabe gehienek etxean kobratzen dute batez ere edoIBILGAILUE ELEKTRIKOAK KARGATZEA TXINAN ETA ESTATU BATUetanlanean, bateriak trukatzeak ez luke zertan konponduko karga-azpiegituraren arazoak; karga publikoa eta iraupena zuzentzen lagunduko luke soilik. Eta autogile gehienek bateria-paketeak edo diseinuak estandarizatu nahi ez dituztenez (autoak beren bateria eta motorren inguruan diseinatuta daude, eta hori jabedun balio giltzarri bihurtuz160), baliteke bateria-trukeak auto-konpainia bakoitzerako elkartruke-sare bereizi bat behar izatea edo eredu desberdinetarako trukatzeko ekipamendu bereizia behar izatea. ibilgailuen tamainak. Bateriak trukatzeko kamioi mugikorrak proposatu diren arren,161 negozio-eredu hori oraindik ezarri gabe dago.