Τρόποι φόρτισης: Οι διαφορές που κάνουν τη διαφορά

Όταν εμφανίστηκε το ηλεκτρικό είδος ή μάλλον για την ακρίβεια όταν επανεμφανίστηκε δυναμικά, η διαδικασία φόρτισης ήταν το τελευταίο που απασχολούσε το φιλοθέαμον κοινό καθώς η ηλεκτροκίνηση από μόνη της στα μέσα της πρόσφατης δεκαετίας του 2000 αρκούσε για να εντυπωσιάσει, ασχέτως αν απαιτούνταν άπειρες… εργατοώρες από μια πρίζα για να αναπληρώσει την ενέργεια των μπαταριών των πρώτων ηλεκτροκίνητων.

Ευτυχώς πλέον τα πράγματα έχουν αλλάξει δραστικά προς το καλύτερο σε ό,τι αφορά τη διαδικασία φόρτισης και τους χρόνους που απαιτούνται. Ωστόσο, για τους περισσότερους οι όροι γρήγορη, ταχεία και υπερταχεία φόρτιση μπορεί να εξακολουθούν να αποτελούν γρίφους ή απλά συνώνυμα, πράγμα που δεν ισχύει – τουλάχιστον σε ό,τι αφορά την ηλεκτροκίνηση.

Αν και η πλειονότητα των ηλεκτρικών οχημάτων είναι συμβατή με τους περισσότερους διαφορετικούς φορτιστές που θα… συναντήσουν στον δρόμο τους, από το είδος του εκάστοτε φορτιστή εξαρτάται και η ταχύτητα αναπλήρωσης της ενέργειας των μπαταριών. Πριν υπεισέλθουμε ωστόσο στα είδη, αξίζει να σημειωθεί ότι οι μπαταρίες των ηλεκτροκίνητων αυτοκινήτων απαιτούν συνεχές ρεύμα για την επαναφόρτισή τους.

Αν και ο Εντισον επικράτησε του Τέσλα στο αρχέτυπο εμπορικού πολέμου των ρευμάτων που ουσιαστικά υπερέβη τις εφευρέσεις αμφοτέρων, οι τυπικές οικιακές πρίζες όσο και τα wallbox τροφοδοτούνται με εναλλασσόμενο ρεύμα από το δίκτυο. Αυτό σημαίνει ότι όλα τα ηλεκτροκίνητα και plug-in υβριδικά οχήματα εφοδιάζονται με μετατροπείς AC/ DC που αναλαμβάνουν τη μετατροπή του εναλλασσόμενου ρεύματος (AC) σε συνεχές (DC). Ως αποτέλεσμα είναι επί της ουσίας οι δυνατότητες του συγκεκριμένου μετατροπέα που τελικώς επηρεάζουν την ταχύτητα φόρτισης των EV.

Τα είδη φορτιστών

Τα είδη φορτιστών Σε ό,τι αφορά τα είδη των φορτιστών μπορούν να κατηγοριοποιηθούν απλουστευτικά σε τρεις κατηγορίες. Η πρώτη, τα επονομαόμενα συστήματα «γρήγορης φόρτισης», περιγράφει τους φορτιστές από 7 kW έως 22 kW που μπορούν να αναπληρώσουν την ενέργεια των μπαταριών ενός αυτοκινήτου με μικρής χωρητικότητας μπαταρία σε ένα διάστημα μεταξύ τριών-τεσσάρων ωρών και είναι το πιο κοινό είδος φορτιστών σε χώρους στάθμευσης εμπορικών κέντρων κ.ο.κ. καθώς η παραμονή ενός οχήματος εκεί είναι περιορισμένη.

Η δεύτερη κατηγορία περιλαμβάνει δύο υποείδη φορτιστών, αμφότερα πιο ικανά σε ό,τι αφορά τους υπεσχημένους χρόνους φόρτισης. Το πρώτο που ορίζεται ως ταχεία φόρτιση AC έχει ουσιαστικά περισσότερη ισχύ (43 kW) και ως αποτέλεσμα είναι ταχύτερο σε χρόνους από ένα τυπικό σύστημα γρήγορης φόρτισης. Και σε αυτή την περίπτωση ο φορτιστής τροφοδοτεί με εναλλασσόμενο ρεύμα και η μετατροπή σε συνεχές εξακολουθεί να πραγματοποιείται στον ενσωματωμένο μετατροπέα του ηλεκτροκίνητου οχήματος. Εξ ου και το δεύτερο είδος ταχυφορτιστή (DC) είναι και δημοφιλέστερο καθώς πρόκειται για ένα σύστημα φόρτισης που αναλαμβάνει το ίδιο να μετατρέπει το εναλλασσόμενο ρεύμα σε συνεχές, τροφοδοτώντας απευθείας το αυτοκίνητο και παρακάμπτοντας τη διαδικασία της μετατροπής AC/DC.

Όπως εύκολα αντιλαμβάνεται κανείς ο ταχυφορτιστής DC υπόσχεται ακόμα ταχύτερη διαδικασία επαναφόρτισης, ωστόσο η εγκατάστασή του είναι ακριβότερη με αποτέλεσμα να αποτελεί και το σπανιότερο από τα παραπάνω είδη φορτιστών. Ενδεικτικά θα αναφέρουμε ότι ένας ταχυφορτιστής DC 50 kW μπορεί να αναπληρώσει μια μπαταρία χωρητικότητας 40 kWh έως το 80% σε περίπου 30 λεπτά.

Η τέταρτη κατηγορία φορτιστών, τα λεγόμενα συστήματα υπερταχείας φόρτισης, βασίζεται ακριβώς στην ίδια λογική με το παραπάνω, με τη διαφορά ότι έχουν ακόμα περισσότερη ισχύ, η οποία ξεκινά από τα 150 kW και φτάνει έως και τα 350 kW. Σε αυτή την κατηγορία φορτιστών επενδύουν κυρίως το δίκτυο Ionity αλλά και η Tesla καθώς οι Superchargers, όπως ονομάζε[1]ται το δίκτυο φορτιστών της αμερικανικής φίρμας,προσφέρουν ισχύ που ξεκινά από 120 και φτάνει τα 250 kW στην τελευταία, νεότερη εκδοχή φορτιστών V3 που έχει εντάξει η Tesla στο δίκτυό της.

Στο άλλο άκρο…

Αν αναρωτιέστε ήδη αν όλα τα ηλεκτροκίνητα οχήματα είναι συμβατά με όλους τους παραπάνω φορτιστές, η απάντηση είναι όχι καθώς κατά πρώτον αυτό εξαρτάται από τον τύπο καλωδίου που περιλαμβάνει το κάθε ηλεκτροκίνητο μοντέλο για να συνδεθεί με τον φορτιστή. Η πλειονότητα πάντως των σύγχρονων EV εφοδιάζεται ή προσφέρει ως επιλογή το καλώδιο Type 2 (Τύπου 2),το οποίο είναι συμβατό με τους περισσότερους φορτιστές AC και DC. Bέβαια, ανάλογα με το μοντέλο και την τεχνολογία του, ανεξαρτήτως φορτιστή και μέσου σύνδεσης με αυτόν, το αυτοκίνητο ή μάλλον ακριβέστερα το κύκλωμα φόρτισης που συνοδεύει την μπαταρία επιβάλλει τους δικούς του ρυθμούς.

Έτσι αν το κύκλωμα φόρτισης ενός αυτοκινήτου μπορεί να υποστηρίξει φόρτιση 22 kW, η σύνδεσή του με έναν υπερταχυφορτιστή δεν πρόκειται να επιφέρει και ταχύτερους χρόνους φόρτισης καθώς το κύκλωμα θα περιορίσει αυτομά[1]τως την ισχύ, προς αποφυγή καταστροφής της μπαταρίας. Το κατά πόσο λοιπόν ένα αυτοκίνητο μπορεί να είναι επωφεληθεί από υπεταχυφορτιστές DC εξαρτάται από δύο παράγοντες, τις δυνατότητες του κυκλώματος φόρτισης αλλά και τον τύπο του καλωδίου και της υποδοχής φόρτισης του αυτοκινήτου.

Οι ταχυφορτιστές DC προσφέρουν συνήθως από δύο τύπους καλωδίων σύνδεσης τα CCS (Combined Charging System) και το λίγο πιο σπάνιο σε ό,τι αφορά τον αριθμό των αυτοκινήτων που έχουν αντίστοιχη θύρα φόρτισης, CHAdeMo. Το πρώτο και πιο δημοφιλές «καλώδιο» είναι αυτό που ενσωματώνεται στα περισσότερα σύγχρονα ηλεκτροκίνητα οχήματα και αν έπρεπε κανείς να το περιγράψει απλουστευτικά είναι αυτό που αντιστοιχεί στα EV που διαθέτουν υποδοχή φόρτισης με εννέα τρύπες, διαιρούμενη σε δύο τμήματα. Αυτονόητα βέβαια αρκεί μια ματιά στην υποδοχή φόρτισης ή στο εγχειρίδιο του αυτοκινήτου για να αντιληφθεί κανείς τι είδους φορτιστή αλλά και φόρτισης μπορεί να υποστηρίξει κάθε ηλεκτροκίνητο όχημα.

Πλην των παραπάνω, αξίζει να σημειωθεί ότι υπάρχει η κοινή αντίληψη ότι εφόσον ένα αυτοκίνητο μπορεί να υποστηρίξει τη διαδικασία υπερταχείας φόρτισης DC, οι συχνές επισκέψεις σε αντίστοιχο φορτιστή θα επιφέρουν ταχύτερη φθορά στην μπαταρία, ωστόσο οφείλουμε να σημειώσουμε ότι κάτι τέτοιο δεν ισχύει καθώς οι κατασκευαστές φροντίζουν να θωρακίζουν τις μπαταρίες τους με έξυπνα λογισμικά, τα οποία ακόμα και σε περίπτωση αύξησης της τάσης σε δυνητικά επισφαλή επίπεδα ή πολύ συχνή υπερταχεία φόρτιση, θα «ανακόψουν» την ισχύ προστατεύοντας την μπαταρία.