Infrastruttura di ricarica per veicoli elettrici AC vs DC.

I veicoli elettrici esistevano già da molto tempo, anche quando i cavalli erano il principale mezzo di trasporto tra il 1828 e il 1835. L'Ungheria, i Paesi Bassi e gli Stati Uniti hanno avuto persone che hanno pensato in anticipo e sviluppato veicoli elettrici di piccole dimensioni. Il primo veicolo elettrico grezzo fu costruito nel 1832 da Robert Anderson, ma un veicolo di successo non fu realizzato fino al 1880, quando William Morison ne costruì uno.Un veicolo elettrico (EV) ha bisogno di essere caricato e ricaricato proprio come il tuo smartphone. Per ottenere questo, le stazioni di ricarica, conosciute anche come Electric Vehicle Supply Equipment (EVSE), forniscono energia ai veicoli elettrici plug-in. Sono vecchie quanto i veicoli elettrici e sono migliorate nel corso degli anni. La ricarica degli EV può essere fatta con alimentazione AC o DC.

Confronto tra stazioni di ricarica AC e DC

Nonostante siano le più usate, le stazioni di ricarica AC hanno le loro peculiarità, mentre le stazioni di ricarica DC hanno nuove introduzioni e svantaggi. Ho confrontato questi due tipi di stazioni di ricarica sulla base del seguente argomento:

Natura della direzione di carica AC e DC

Le correnti alternate (AC) sono generalmente popolari per cambiare direzione in brevi periodi, e le reti producono tipicamente AC. È facile trasmettere la corrente alternata da un posto all'altro, quindi di solito viene fornita ai caricabatterie EV (stazioni di ricarica). Tuttavia, le batterie dei veicoli elettrici possono immagazzinare energia elettrica solo in corrente continua (DC).Come si fa allora a caricare una batteria a corrente continua nella tua auto con la corrente alternata fornita dalla rete? Per ricaricare questi veicoli, sono state messe in atto delle infrastrutture di supporto come le infrastrutture di ricarica AC e DC per fornire energia elettrica. Le stazioni di ricarica AC forniscono energia come AC, ma il caricatore di bordo all'interno dell'auto elettrica converte la AC in DC per essere accettata dalle batterie. La differenza tra una stazione di ricarica AC e una stazione di ricarica DC è come l'energia trova la sua strada verso le batterie. Per la stazione di ricarica AC, il circuito di ricarica di bordo è collegato direttamente all'alimentazione AC. Poi, fa uso di un convertitore che converte la corrente alternata in continua prima di trasmetterla alla batteria dell'auto. Nel frattempo, le stazioni di ricarica DC danno corrente continua ai veicoli elettrici, senza conversione nel caricatore di bordo; invece, la conversione da AC a DC è fatta nella stazione prima di trasmetterla attraverso l'EVSE.

Velocità e tensioni di ricarica dell'infrastruttura di ricarica dei veicoli elettrici

L'infrastruttura di ricarica dei veicoli elettrici ha vari livelli basati sulla velocità e sulla capacità. La classificazione attuale delle velocità di ricarica è quella dei livelli 1, 2 e 3. I livelli 1 e 2 sono per la ricarica AC, mentre il livello 3 è noto come ricarica veloce DC. Per il livello 1 di ricarica AC, ci vorrebbe una carica notturna per aggiungere 50-60 miglia, con un'uscita da 1.3kW a 2.5kW ad una presa domestica da 120V. Nel frattempo, il livello 2 di ricarica comporta il miglioramento a circa 208V-240V, la ricarica al tasso di 4kW a 18kW (equivalente a 12 a 54 miglia all'ora).Con l'uso di ricarica DC, che bypassa l'uso di un convertitore, la ricarica è più veloce. Questa velocità è prevista dal momento che il tempo impiegato per convertire la corrente alternata in corrente continua è parte di ciò che contribuisce alla lentezza della ricarica sperimentata nelle stazioni di ricarica a corrente alternata. I caricabatterie veloci DC possono caricare a un tasso di uscita da 50kW a 350kW. Un veicolo, a seconda del tipo, può essere caricato completamente in 15-45 minuti.

Per saperne di più sul funzionamento della ricarica rapida in c.c.

Ogni stazione di ricarica DC ha un connettore di porta unico. Questa unicità limita il tipo di veicoli che si possono caricare in una stazione di ricarica DC. Così, per esempio, un supercharger Tesla non può caricare veicoli diversi dalle Tesla. Gli altri due tipi di caricabatterie DC disponibili includono Combined Charging System (CCS) e CHAdeMo, e sono relativamente comuni e possono essere adattati a diversi veicoli elettrici. La quantità di potenza che una batteria può accettare in un momento determina il suo rating. Almeno posso dire di modelli EV più recenti che possono accettare fino a 270kW all'ora, anche se i modelli comuni sono stati conosciuti per accettare potenza ad un tasso di 50kW all'ora. Mentre le valutazioni delle batterie EV continuano ad aumentare, anche la valutazione delle stazioni di ricarica continua a crescere. A partire dal 2020, la più alta stazione di ricarica EV di cui ho sentito parlare è 350kW. Quindi, come possono questi due (la capacità dei caricatori e quella delle batterie) corrispondere quando i caricatori vanno più veloci? La cosa buona è che non devono nemmeno corrispondere. Tutto ciò che deve accadere è una comunicazione tra il veicolo e la stazione di ricarica su quanta potenza è richiesta e questa verrebbe erogata.

Pro e contro dell'infrastruttura di ricarica per veicoli elettrici disponibile

La ricarica a corrente alternata è ancora molto popolare, specialmente la ricarica di livello 2. Quindi, non ci si può sempre aspettare di guidare in un'area di ricarica DC, anche se si volesse, perché la più vicina potrebbe essere lontana. Mentre la ricarica AC è ancora sicura e ottima, è lenta rispetto alla ricarica DC e richiede più ore di ricarica.È interessante notare che l'uso della ricarica veloce DC ha anche alcuni svantaggi. Il caso dei problemi termici è uno di loro che porta preoccupazione. La ricarica prolungata con la ricarica veloce DC riscalda le batterie EV, e questo degrada leggermente le batterie nel tempo. Mentre gli effetti a lungo termine sono ancora un dibattito, richiede più tecnologie di controllo del calore.Inoltre, è costoso da installare, e questo è un aspetto negativo significativo. Per le stazioni di ricarica DC, è necessaria una tensione più alta. Hanno bisogno del livello di 480 volt per funzionare la maggior parte del tempo, e il costo per questo requisito di tensione è relativamente più alto rispetto alla controparte AC. Quindi, dal lato delle società di installazione e degli utenti EV, ci sarebbero implicazioni di costo. Laconversionein corrente continua viene effettuata all'interno dell'auto. La conversione viene effettuata all'esterno dell'auto, nella stazione di ricarica.2 La curva di ricarica è una linea piatta, cioè si carica a un tasso continuo per tutto il tempo, e la curva di ricarica è una curva degradante poiché il tasso di ricarica si riduce con il tempo. Questo implica che il tasso veloce iniziale a cui la batteria EV accetta la potenza si riduce man mano che si avvicina alla capacità totale.3La velocità di ricarica è di solito intorno a 22kW-43kW per km/h.Può caricare fino a 50-100kW per km/h.4Le stazioni AC sono popolari e più.Le ultime stazioni di ricarica DC esistono in Europa ma non sono così popolari come le stazioni di ricarica AC.5Usa un convertitore di ricarica limitato a bordo.Utilizza un convertitore più grande al di fuori dell'EV per la ricarica veloce e bidirezionale.In generale, le infrastrutture di ricarica AC e DC si stanno sviluppando velocemente per facilitare un migliore utilizzo dei veicoli elettrici. Tuttavia, la ricarica in CC si distingue ancora per la sua velocità. Ha anche i suoi livelli di capacità in termini di corrente, tensione e potenza. Pertanto, mentre possiamo usare quello che abbiamo, è meglio esplorare opzioni migliori come la ricarica in corrente continua e migliorare l'efficienza.Questo blog fa parte di una serie V2X. Continua con gli altri blog della serie.

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