25 let na trhu autoopravárenství

Budoucnost je tady: Elektrická budoucnost vaší dílny

Pokračování článku najdete v časopisu AutoEXPERT 6/2020

PRO ZLOM:

Červená

 

Na aktuální téma

Infrastruktura

Text: Michal Fleisner

Foto: Archiv redakce a společnosti CleverPower

Obr libovolně, vyber si

Zlom na 3 strany viz struktura

 

Budoucnost je tady:

Elektrická budoucnost vaší dílny

Díl první:

Infrastruktura pro nabíjení elektromobilů 1

Budoucnost autoopravárenství se v současnosti skloňuje zejména s masovým nástupem elektromobility. To vyvolává otázky typu: jak nabíjet hybridní vozidla a elektromobily v dílně, jak vybudovat potřebnou infrastrukturu, nebo také jak se dopracovat k částečné či úplné energetické nezávislosti, jak ukládat energii vyrobenou ze solárních panelů a využívat ji pro vlastní potřebu atd. Na všechny tyto otázky budeme spolu se zástupci společnosti CleverPower hledat odpovědi v novém seriálu, jehož první díl vám právě přinášíme.

 

 

 

 

 

Společnost CleverPower se od svého založení zabývá problematikou digitalizace energetických  distribučních sítí. Tyto naše zkušenosti a řešení postavená na ověřených technologiích a produktech jsme před více než třemi roky prezentovali zástupcům importérů a výrobců automobilek s cílem diskutovat a navrhnout společná řešení pro umožnění prodeje elektromobilů a vozů s plug-in hybridním elektropohone (tzn. vozy, které se dobíjejí kabelem z elektrické sítě).

 

<M>Problematika rozšiřování infrastruktury

Jednou z významných bariér pro pořízení elektromobilu je totiž malá a v nedávné době i uzavřená síť dobíjecích stanic. Na druhé straně při akceptaci prodejních cílů jednotlivých výrobců elektromobilů je třeba brát zřetel na to, jak nárůst budoucí spotřeby zvládne obsloužit stávající distribuční síť v České republice a jak bude možné tuto spotřebu vygenerovanou elektromobily regulovat (pravidla pro připojování a provoz nabíjecích stanic spoluvytváří provozovatelé distribučních sítí). Výsledkem našich jednání bylo zpracování konceptu jak elektromobily a automobily s hybridním pohonem dobíjet v typizovaných provozech jako jsou prodejní místa (dealerství), servisy, firemní flotily elektromobilů a v neposlední řadě i u koncových zákazníků. V rámci tohoto článku se zaměříme na problematiku vybudování nabíjecí infrastruktury pro servisní pracoviště a související budovy/prostory.

<M>Typy nabíjecích zařízení a parametry nabíjení elektromobilu

Pro základní úvahy o vybudování nabíjecí infrastruktury pro elektromobily je potřeba si ujasnit několik základních parametrů:

Prvním je typ nabíjecího zařízení (v textu použité pojmy nabíjecí/rychlonabíjecí stanice, nabíječka, nabíjecí kabel, wallbox reprezentují vždy nabíjecí zařízení, pouze různého typu).

Pro nabíjení se dodávají dva základní typy nabíjecích zařízení – střídavá (označovaná „AC“ – alternating current) a stejnosměrná (označovaná jako „DC“ – direct current).

Nabíjecí stanice typu „AC“ nedisponují usměrňovačem elektrického proudu a využívají usměrňovače umístěného v elektromobilu. Nabíjecí stanice typu „AC“ se dělí na jednofázové (až 3,7 kW) a třífázové (až 22 kW). Pro „AC“ nabíjení je jeho výkon definován i výkonem usměrňovače, který je součástí elektromobilu. Vozidla současnosti umožňují nabíjet nejběžněji max. výkonem 7,2 – 11,5 kW, v případě premiových značek se o 22 kW.

Nabíjecí stanice typu “DC” jsou vybaveny usměrňovačem elektrického proudu a typicky slouží pro rychlé nabíjení elektromobilů. V současné době jsou natrhu nabíjecí stanice  disponující výkonem nejčastěji mezi 40 kW až 300 kW. Stejně jako u AC nabíjení platí i pro DC nabíjení, že i nabíjecí příkon je dán možnostmi auta. Nově uváděné vozy na trh  umožňují nabíjení mezi 40 až 150 kW, v případě prémiových značek až cca  300 kW. V přípdě rychlodobíjení se vozy dobíjejí do cca 80% kapacity baterií.

Druhým parametrem, na který je při návrhu vhodné brát zřetel, je kapacita baterie elektormobilu. U vozů s plug-in hybridním pohonem bývá v současnosti kapacita baterie na úrovni okolo 16 kWh, je v však možné na trhu nalézt i plug-in hybridní vozy s kapacitou baterie kolem 35 kWh. Plně elektrické vozy současnosti potom disponují nejčastěji baterií o kapacitě od 30 kWh do 100 kWh.

<M>Časy potřebné pro nabíjení

Ze zmíněných dvou základních parametrů, tedy výkonu nabíjecího zařízení a kapacity baterie elektromobilu, lze odvodit předpokládané časy potřebné pro nabití baterie elektromobilu. K tomu je potřebné říci, že u elektromobilu nelze dojíždět „na výpary“, ale vždy je třeba mít alespoň 5 až 10 % kapacity baterie před dalším nabíjením vozidla. Řidič tím neriskuje zastavení vozidla a nucený odtah nebo přivolání asistenční služby pro dobití baterie (o této problematice se zmíníme později).

Z pohledu dobíjení baterie není nutné ani dobíjet vždy do 100 % její kapacity. Následující tabulka znázorňuje orientační dobíjecí časy pro dvě kapacity baterie (30 kWh je pro menší vozy, 50 kWh je pro vozy střední a vyšší třídy) při použití nabíječek o různém výkonu nabíjení. Čas je uveden ve formátu h:mm.

Dobíjená kapacita baterie
30 kWh 50 kWh
Výkon nabíječky 7,6 kW 3:57 6:34
11 kW 2:43 4:33
22 kW 1:22 2:16
50 kW 0:36 1:00
125 kW 0:14 0:24
150 kW 0:20

Tabulka 1 – závislost času nabití baterie na výkonu nabíjení

K tabulce je potřebné zmínit, že výkony nabíječek do 22 kW jsou především nabíječky typu „AC“, výkony nabíječek nad 22 kW jsou nabíječky typu „DC“.

Ještě jsme nezmínili další omezující parametr, ovlivňující nabíjení elektromobilu prostřednictvím nabíječek typu „DC“, kterým je vstupní výkonové omezení baterie. Každý vůz disponuje kromě parametru usměrňovače, jak jsme zmiňovali již dříve v textu (typicky nyní hodnoty mezi 7,2–11,5 kW), i hodnotou pro maximální výkon nabíjení prostřednictvím nabíječky typu „DC“ (pro menší vozy bývá maximem 25–45 kW, pro větší vozy do 150 kW i více). Pro plug-in hybridní vozy často platí, že umožňují nabíjení pouze typu „AC“.

Z výše uvedeného vyplývá i zaměření jednotlivých nabíjecích zařízení. Pro běžnou potřebu nabíjení v rámci servisu postačují nabíjecí zařízení typu „AC“, ať už ve formě kabelové nabíječky nebo ve formě tzv. wallboxu, což je nabíječka pevně přimontovaná na zeď.

Využití rychlonabíjecí stanice v rámci provozu servisu dává smysl především v situaci, kdy existuje potřeba urychleného dobití elektromobilu, anebo zajištění nabíjení většího počtu vozů v omezeném čase (typicky u jednodenních servisů). Dalšími důvody jsou pak požadavky na splnění standardů automobilky pro autorizované servisy.

<M>Další kritéria výběru

Vzhledem k tomu, že v současnosti není rozšířená síť dobíjecích stanic, je možné o tyto služby rozšířit portfolio nabízených služeb servisu. Toto rozhodnutí záleží na konkrétní lokalitě umístění, (ne)dostupnosti nabíjení v okolí a postupnému nárůstu elektromobility.

Nabíjecí stanice se dále rozlišují na dvě základní kategorie: stanice řiditelné a neřiditelné. U řiditelných stanic jsou k dispozici funkce pro:

  • řízení výkonu nabíjecí stanice (regulace výkonu například pro případ potřeby snížení výkonu)
  • právo přístupu k nabíjecí stanice (například ve formě bezkontaktních karet a nastavení oprávnění)
  • poskytování dat o nabíjení (sběr a poskytování dat o tom kdo, kdy a za kolik nabíjel)
  • dálkovou správu (vzdálený přístup pro správu výše uvedených funkcí).

V případě, že plánujete poskytovat služby v oblasti elektromobility, doporučujeme pořízení řiditelných nabíjecích stanic.

 

<M>Suma sumárum…

Prvním rozhodnutím pro vybudování nabíjecí infrastruktury v rámci vaší provozovny je tedy určení počtu a typu nabíjecích stanic. K tomu je možné se dostat například prostřednictvím úvahy o budoucím počtu opravovaných/prodávaných vozů a o požadavcích na jejich nabíjení. Dále je možné tyto služby rozšířit i o služby (polo)veřejného nabíjení nebo půjčování elektromobilu po dobu opravy zákazníkova vozu. Tuto základní rozvahu je možné rozšířit v závislosti na její komplexnosti o alternativní zdroje elektrické energie, čerpání možných dotací na financování projektu a způsobech financování. Naše společnost poskytuje svým zákazníkům služby zpracování zprávy zahrnující stávající stav provozovny z pohledu spotřeby elektrické energie, požadavky na rozšíření, kalkulaci nákladů na realizaci rozvodů a změny v připojení k distribuční síti včetně modelového příkladu pro případné veřejné nabíjení.

Při zpracování bylo použito matriálů společnosti CleverPower.

 

V dalším pokračování článku o nabíjení elektromobilů se zaměříme na oblasti vybudování elektrorozvodů a montáž nabíjecích stanic a s tím související problematiku nárůstu spotřeby elektrické energie, která je v případě nabíjení špičková bez možnosti predikce charakteristiky odběrového diagramu.