Для электромобиля возможны два вариант зарядки: от обычной сети переменного тока и от специальных колонок постоянного тока. При этом на выводы батареи для зарядки всегда подаётся постоянный ток. Различие заключается в том, к какому внешнему источнику тока подключается автомобиль. При зарядке от сети переменного тока система использует собственный бортовой выпрямитель. В зарядном устройстве переменный ток преобразуется в необходимый для заряда батареи постоянный ток.
При зарядке постоянным током напряжение подаётся на батарею через разъём для зарядки высоковольтной батареи непосредственно, без выпрямителя. Постоянный ток для зарядки создаётся при этом во внешнем зарядном устройстве.
При подключении зарядного разъёма активируется БУ напряжения заряда высоковольтной АКБ. Он инициирует блокирование зарядного разъёма и активирует БУ двигателя. Этот блок управления обеспечивает, в свою очередь, перевод в состояние готовности блоков управления всех высоковольтных компонентов. Если все блоки управления исправны, замыкаются высоковольтные контакторы. БУ двигателя выдаёт БУ напряжения заряда высоковольтной АКБ разрешение заряжать батарею. В ходе зарядки он контролирует блоки управления всех включённых в этот процесс высоковольтных компонентов. При возникновении неисправности или сбоя БУ двигателя прекращает процесс зарядки.
Рассмотрим технологию на примере электромобиля JAGUAR I-PACE.
Установить стояночный тормоз в положение (P) (Стоянка). Убедится, что электрическая система автомобиля выключена. Открыть лючок порта для зарядки. Подсоединить разъем к источнику питания или настенному блоку. Подсоединить кабель для зарядки к разъему для зарядки на автомобиле.
Кабель для зарядки всегда необходимо подсоединять к источнику питания, перед тем как подключить его к автомобилю. При зарядке электромобиля обязательно проверить, чтобы кабель для зарядки был полностью размотан, для его достаточного охлаждения. Если кабель для зарядки не будет полностью размотан, он может перегреться. Нельзя использовать удлинитель или разветвитель для подсоединения кабеля для зарядки.
Процесс зарядки контролируется по индикаторам 2 (рис. 12.19).
1 – крышка разъема для зарядки; 2 – условные обозначения светового индикатора разъема для зарядки; 3 – кабель для зарядки переменным током; 4 – световой индикатор разъема для зарядки; 5 – разъем для зарядки постоянным током
Светодиодный индикатор устанавливается в каждом из разъемов для зарядки. Этот светодиод показывает текущее состояние зарядки.
Включением светодиода разъема для зарядки управляет блок управления зарядным устройством аккумуляторной батареи (BCCM), и каждый цветной светодиодный индикатор имеет собственный выделенный источник питания с общей цепью массы. Светодиоды в автомобилях с двумя разъемами для зарядки соединены последовательно.
Условные обозначения индикатора для зарядки следующие:
1. Инициализация – мигает белым, чтобы показать, что процедура зарядки началась.
2. Плановая зарядка – мигает синим, чтобы показать, что процедура плановой зарядки была настроена.
Светодиод отключится не позднее, чем через 40 секунд после того, как был вставлен штепсель.
3. Зарядка – мигает зеленым, чтобы показать, что зарядка выполняется. Светодиод отключится не позднее, чем через 40 секунд после того, как был вставлен штепсель.
4. Полностью заряжен – светится зеленым, чтобы показать, что процедура зарядки завершена.
5. Ошибка при зарядке — мигает красным, чтобы показать, что при зарядке произошла ошибка.
Процедура зарядки начинается автоматически, если все предварительные условия для зарядки были соблюдены. Если была настроена плановая зарядка, процедура зарядки может быть отложена.
Если во время процедуры зарядки происходит отключение электричества, процедура зарядки прекращается. Каждые 5 минут автомобиль проверяет, восстановилась ли подача питания. При подаче питания процесс зарядки автоматически возобновляется.
После окончания зарядки отсоединяется кабель для зарядки. Для этого следует убедиться, что автомобиль не заперт, нажав кнопку отпирания на электронном ключе или задействовав систему пассивного доступа на любой двери автомобиля. Механизм блокировки кабеля для зарядки повторно зафиксируется, если кабель не будет убран в течение 30 секунд. Убедившись в том, что выбрано положение «P» (Стоянка) и электрическая система автомобиля выключена, нажимают кнопку отсоединения на верхней части разъема кабеля для зарядки (только для Северной Америки/Китая) и сначала необходимо отсоединить кабель от автомобиля. Закрывают крышку разъема для зарядки и отсоединяют разъем от источника питания/настенного блока.
Электромобили оснащаются встроенным зарядным устройством, которое может заряжаться от источников питания переменного и постоянного тока.
Если зарядное устройство устанавливается внутри автомобиля его называют бортовым зарядным устройством, если снаружи – внешним. Бортовое устройство преобразует переменное напряжение электросети в напряжение постоянного тока для подзарядки высоковольтной батареи.
При зарядке в режиме 2 и режиме 3 (AC) блок управления зарядным устройством аккумуляторной батареи (BCCM) контролирует скорость зарядки, обеспечиваемую EVSE. Этот процесс называется встроенной зарядкой.
При зарядке в режиме 4 (DC) EVSE контролирует скорость зарядки. Этот процесс называется внешней зарядкой.
Процесс зарядки отображается на экране щитка приборов электромобиля (рис. 12.20).
1 – настройки электромобиля; 2 – уровень заряда высоковольтной аккумуляторной батареи (SOC); 3 – программная кнопка предварительного кондиционирования автомобиля; 4 – запас хода на остатке топлива; 5 – пиктограмма статуса зарядки (событие следующего отправления автомобиля)
Экран «Зарядка» отображает информацию, связанную с уровнем заряда высоковольтной батареи и текущим статусом зарядки автомобиля. Оставшийся запас хода согласно уровню заряда, отображается вместе с программной кнопкой для доступа к настройкам предварительного кондиционирования автомобиля. Кроме того, отображается одна из нескольких пиктограмм статуса зарядки (рис. 12.21).
А – событие предварительного кондиционирования автомобиля задано; B – оставшееся время зарядки; C – неисправность зарядки; D – зарядка завершена; E – кабель подключен — зарядка не выполняется
На экране щитка приборов под значком автомобиля также отображается набор колец для представления различных состояний зарядки (рис. 12.22).
1 – отсутствие колец — кабель для зарядки не подключен; 2 – неподвижные кольца – кабель для зарядки подключен, но автомобиль не заряжается; 3 – пульсирующие кольца – кабель для зарядки подключен, автомобиль заряжается.
Цвет изображения автомобиля и колец меняется в зависимости от текущего статуса зарядки. Уровень «заполнения» автомобиля отражает текущий уровень заряда высоковольтной батареи, например, автомобиль, наполовину заполненный цветом, соответствует 50% заряда.
Приложением для смартфона Remot можно контролировать процесс зарядки, а также подготовить электромобиль к поездке, прогрев салон и доведя батарею до рабочей температуры, пока I-Pace подключен к электросети. Кроме того, можно установить предпочтительное время зарядки, чтобы оно совпадало с выгодными тарифами на электроэнергию. Информация на экране о выполняемых действиях отображается на экране смартфона (рис. 12.23).
На нескольких экранах отображается информация, такая как показания одометра, уровень заряда аккумуляторной батареи, запас хода, состояние охранных систем и место последней парковки.
Кроме того, приложение позволяет управлять различными системами, такими как функции звукового и светового сигнала, запирание/отпирание дверей и различные функции навигации.
1 – уровень заряда аккумуляторной батареи (SOC), запас хода на остатке топлива, одометр; 2 – климат-контроль работает; 3 – зарядка – 1 час 10 минут; 4 – автомобиль заперт, сигнализация включена; 5 – звуковой сигнал и мигание фар; 6 – место последней парковки автомобиля; 7 – путь к автомобилю; 8 – предупреждение о низком уровне жидкости в омывателе
Сеть зарядных станций Malanka РБ также использует мобильное приложения для зарядки электромобилей.
В мобильном приложении пользователи смогут быстрее находить зарядные станции на карте (рис 12.24). Кроме того, можно получить квалифицированную помощь от круглосуточной службы поддержки. Зарядку электромобиля теперь можно начать, использовав встроенный считыватель QR-кодов, чтобы не искать локации на карте. Актуальная информация о тарифах будет доступна в каждой точке зарядки. В разделе «История сессий» предоставлены сведения об истории зарядных сессий, чеки, а также данные об оплате. Можно единовременно пополнить баланс на любую сумму до 250 белорусских рублей и изменять способ оплаты в личном кабинете (рекомендуется задействовать внутренний баланс программы).
Приложение Malanka использует в своей работе данные геолокации пользователя. Оно определяет точное положение автомобиля и выстраивает оптимальный маршрут до ближайшей зарядной станции, подходящей вашему электромобилю. Водитель только подключает коннектор, отсканировать QR-код, который находится рядом с коннектором, или выбирает станцию на карте. Оплата производится с внутреннего баланса или путём предавторизации денежных средств на карте пользователя по завершении зарядной сессии. Электронный чек будет сохранён в разделе «История сессий» аккаунта.
Как рассчитать время зарядки электромобиля? Возьмём в качестве примера батарею Audi e-tron 55 quattro, ёмкость которой составляет 95 кВт · ч. Для её полной зарядки в течение часа необходимо подавать мощность 95 кВт, для зарядки в течение пяти часов — 19 кВт. Максимальную мощность зарядного устройства можно рассчитать по формуле: вольты × амперы = ватты.
- 46 часов 42 минуты – от стандартной бытовой розетки;
- 8 часов 54 минуты – от трёхфазной розетки мощностью 11 кВт;
- 4 часа 30 минут – от зарядной станции Type 2 с переменным током мощностью 22 кВт*;
- 1 час 45 минут – от зарядной станции CCS c постоянным током мощностью 50 кВт;
- 48 минут – от зарядной станции CCS с постоянным током мощностью 150 кВт.
В реальности скорость зарядки может быть неравномерной и продолжительность процесса может меняться, но в общем время зарядки рассчитывается по формуле: ёмкость батареи (кВт⋅ч) / мощность зарядного устройства (кВт) = время зарядки (ч).