Elektrikli Araç Şarj Standartları ve Altyapısı

Günümüzün popüler konularından biri olan elektrikli araçların sayısı hızlı bir şekilde artmakta. Gelecekte trafikte sıklıkla karşılaşacağımız elektrikli araçların şarj standartlarını ve altyapısını inceledik. Detaylar yazımızda.

A- A+

05.09.2019 tarihli yazı 14557 kez okunmuştur.

Elektrikli araçlar 19. yüzyılın ortalarında ortaya çıkmaya başlamıştır. Ama asıl olarak 21. yüzyılın başında, elektrikli araçlara duyulan ilgi, emisyonlarının neden olduğu çevreye zarar ve mevcut hidrokarbonun sürdürülebilirliği de dahil olmak üzere hidrokarbonla çalışan araçlarla ilgili sorunların artması nedeniyle artmıştır. Bu ilginin artmasıyla da elektrikli araç üretimi çoğalmasıyla birlikte şarj cihazlarının da artışı halinde gelişmeye başlamıştır.

Elektrikli araç şarj standartlarını daha iyi anlamak için şarj cihazlarını 3 seviyede incelenir. Yavaş şarj (AC), hızlı şarj (AC) ve hızlı şarj (DC) olarak adlandırılır. AC ve DC şarj cihazları, standart konnektörler ve şarj istasyonlarının kullanılabilirliği dahil olmak üzere elektrikli araçların şarj edilmesinin bazı gerçeklerine genel olarak bakalım.

AC ve DC Elektrikli Araç Şarj Cihazları: Konut ve Kamu Uygulamaları

Elektrikli araçlar, genellikle elektrik şebekesinden beslenen pillerini şarj etmek için bir AC veya DC güç kaynağı gerektirir. Konut şarjı genellikle 120V ve 12A (1.5kW) veya 240V ve 20-50 A'de (5kW-12kW) yapılır.

Elektrikli araçlar genellikle bir ucunda araç fişi, diğer tarafında konut duvar fişi olacak bir AC EVSE veya elektrikli araç tedarik ekipmanları ile birlikte verilir. Kablolu AC şarj cihazları ayrıca konut montajı için de kullanılabilir. Ancak daha çok işyerlerinde veya halka açık otoparklarda bulunur. Diğer bir deyişle DC hızlı şarj cihazları ve Tesla’nın Süper Şarj cihazları gibi özel EV şarj alanlarında sıklıkla bulunabilir ve genellikle 50 kW’dan 400 kW’a ya da daha fazlasını sağlar.

Tesla Süper Şarj Edici İstasyonu

►İlginizi Çekebilir: Elektrikli Araçlar Nasıl Şarj Edilir?

DC hızlı şarj cihazında şarj gücü, genellikle araç aküsünün arz tarafından değil, kabul edebileceği kapasite ile sınırlandırılır. Ekipmanın karmaşıklığı ve ihtiyaç duyulan güç miktarı nedeniyle, DC hızlı şarj cihazları, konut veya işyeri park alanlarında nadiren bulunur.

Elektrikli Araç Şarj Bağlantı Standartları

Kuzey Amerika'da, araçlara genellikle bir konnektöre hem AC hem de DC şarjı içeren bir SAE J1772 / CCS kombo konnektörü verilir.

Elektrikli Araç Şarj Konnektörü (SAE J1772 / CCS)

►İlginizi Çekebilir: Türkiye'de Elektrikli Araç Şarj Üniteleri Kurulacak

Ek olarak, bir CHAdeMO konnektörü ile karşılaşabilirsiniz. CHAdeMO, özel bir elektrik konnektörü ile 62,5 kW'a kadar 500 V, 125 A doğru akım sağlayan, akülü elektrikli araçlar için hızlı bir şarj yönteminin ticari adıdır.

CHAdeMO konnektörü için şarj istasyonu

►İlginizi Çekebilir: Tesla'ya Rakip Olacak Yeni Elektrikli Araç: Lightyear One

Dünyanın geri kalanında IEC Tip 2/mennekes kullanılmaktadır, CHAdeMO da bazen bulunur. Farklı fiziksel farklılıklara rağmen, tüm şarj giriş standartları aynı temel özelliklere sahiptir: geniş çaplı güç iletimi telleri, koruyucu toprak bağlantısı, bir tür iki yönlü sinyalizasyon sistemi ve bağlantı noktasını konnektöre sabitlemek için bir mandal.

Hem IEC hem de SAE standart konnektörler, iletişim ve sinyalleşme için Şarj Pilotu ve Yakınlık Pilotu olarak bilinen bir çift kablo kullanır, CHAdeMO standardı ise tedarik ekipmanı ile araç arasındaki iletişim için daha karmaşık bir sinyal seti ve bir CAN (Controller Area Network) veri yolu kullanır.

Güç kaynağı, aracın aküsü ve araç içi şarj cihazı aralarındaki iletişim, kullanıcının güvenliğini, akünün ve şarj konnektörlerinin ömrünü sağlamak için çok önemlidir. Aracın, fişin tam olarak ne zaman takılı olduğunu tespit etmesine izin vermek, yerleşik şarj cihazına ve tedarik ekipmanına bağlantının her iki tarafının da her zaman dokunmak için güvenli olduğundan emin olmasını sağlar. Aracın konnektörün fişe takılmadan önce çekiş gücünü durdurmasını sağlamak için konnektörün mandalına ne zaman basıldığını tespit etmesi gerekir.

Aracın konnektörün fişe takılmadan önce çekiş gücünü durdurmasını sağlamak için konnektörün mandalına ne zaman basıldığını tespit etmesi gerekir. Araç, hangi voltaj ve akımları kabul edebileceğini ve aşırı ısınmayı önlemek için havalandırma gerekip gerekmediğini tespit etmelidir. Ayrıca, araç şasisinin aküden izole kalmasını sağlamak için besleme ekipmanı toprak arızalarını sürekli izlemelidir.

Elektrikli Araç Şarj İstasyonları

Aracın dahili şarj cihazı tüm AC şarj işlemlerini gerçekleştirir ve ayrıca voltaj dönüşümü gerekiyorsa DC şarjını da gerçekleştirir (örneğin, bir 400 V şarj cihazından 800 V araba şarj ederken). Besleme gerilimini batarya için gerekli gerilime düzeltmek ve arttırmak, sabit akım ve sabit gerilim şarjı gerçekleştirmek ve bataryada veya besleme ekipmanında herhangi bir hata durumu tespit edilirse şarjı durdurmak için batarya yönetim sistemi ile birlikte çalışacaktır.

Boagwarner Şarj Cihazı

►İlginizi Çekebilir: Elektrikli Araçlar için Kablosuz Şarj ve Deşarj

Yerleşik şarj cihazı ayrıca sürücünün takmasına izin veren ancak belirli bir zamana kadar şarjı erteleyen bir programlama sistemi de sunar. Bu elektrik oranlarının gün boyunca değiştiği, ücretlerin çoğunlukla veya tamamen ücretlerin en düşük olduğu zamanlarda (genellikle gece geç saatlerde ve sabahları) gerçekleşmesini sağlamak için faydalıdır.

Elektrikli Araç Şarj İstasyonu

Şarj ağları, elektrikli aracın benzin istasyonları eşdeğeridir ve elektrikli araç sahiplerinin, tek bir şarjla karşılayabilecekleri ve daha fazlasını karşılayabilecek, büyük mesafelere seyahat etmelerini sağlayan ağdır. Şarj standartları, fazlasıyla aracın birçok şarj istasyonlarında şarj olmasını sağlar.

Tesla şu anda başkalarının şarj cihazlarını kullanmalarını engellemek için tescilli şarj konektörleri ve protokolleri kullanmaktadır, ancak gelecekte Tesla tarafından diğer araçların şarj edilmesine izin vermek için bir adaptör kolaylıkla oluşturulabildiğinden, gelecekte bir noktada değişme olasılığı vardır. Şarj işlemi %20 ile %80 arasında bir şarj durumunda en hızlıdır, bu nedenle şarj süreleri genellikle bu şekilde ifade edilir.

En iyisi, geriye kalan şarjınız yaklaşık %20 olduğunda rotanız boyunca mutlaka bir şarj istasyonu bulursunuz ve %80 şarja ulaştığınızda yolunuza devam edersiniz. Çoğu elektrikli araç, bilgi-eğlence navigasyon sistemlerinde bunu hesaba katabilme özelliğine sahiptir ve üretici tarafından önceden programlanmış şarj istasyonlarında rota boyunca durmaları planlayacaktır.

Isıtma, iklimlendirme kullanımı ve çevredeki sıcaklığın yanı sıra yükseklik değişimi ve hava durumu sık sık dikkate alınır. Bu faktörlerin tümü, aracın toplam aralığı üzerinde önemli bir etkiye sahip olacaktır.

►İlginizi Çekebilir: Elektrikli Araçlarda Kullanılan Motorlar ve Özellikleri

Bu sistemin tek dezavantajı, ilgili veri tabanlarını güncel tutmaya ve tüm büyük şarj ağlarının dahil edilmesini sağlamaya ihtiyaç duymasıdır. Kuzey Amerika'da, en kapsamlı şarj şebekelerinin bazıları ChargePoint, Blink ve EVgo tarafından işletilmektedir. Sürücülerin her biri, şarj istasyonunun kilidini açan ve şarj cihazının, sürücüyü istasyonda kullanılan enerji ve zaman için faturalandırmasını sağlayan bir RFID üyelik kartı taşımasını gerektirir.

Elektrikli araç şarj cihazlarına olan talep, şarj istasyonlarındaki büyümeyi geride bıraktığından, kamuya açık istasyonların çoğu, sürücülerin araçlarını başka bir elektrikli araçların istasyonu kullanmasına izin verecek şekilde hareket ettirmeye teşvik etmek için bir ücret tamamladıktan sonra takılı kalırsa bir ceza ücreti talep eder.

Konut Şarjı: V2G Teknolojisi

Konut şarj cihazları, hizmet sağlayıcılara benzersiz fırsatlar sunar. Elektrikli araç şarjı çoğunlukla evde gerçekleşir ve elektrik şebekesine saatlerce fazla ve sürekli gerçekleşir. Elektrikli araç sahiplerinin en düşük talep sürelerinde ücretlendirmeye teşvik edilmesine yardımcı olmak için, kuruluşlar genellikle yoğun saatlerde daha yüksek bir ücret karşılığında, yoğun olmayan saatler boyunca güç konusunda büyük bir indirim sunar.

Bununla birlikte, yeni nesil elektrik şebekesi için fırsat olan “araçtan şebekeye” veya V2G olarak adlandırılır. Bir V2G kurulumu şebekedeki enerji için bir köprü görevi görür, yoğun olmayan saatlerde saklar ve yoğun saatlerde şebekeye geri döndürür. Bu, elektrikli araç sahiplerinin araçlarını kullanmadıklarında takılı bırakmalarını ve enerji faturalarını azaltmalarını sağlar. V2G teknolojileri, yeni nesil elektrikli araçlarda güç hattı iletişim protokolleri ve çift yönlü şarj cihazları kullanılarak geliştirilmektedir.

►İlginizi Çekebilir: Elektronik Cihazlar Rüzgar Enerjisi ile Şarj Edilecek

Şu anda, bir elektrikli araçlarda uzun mesafeli seyahat yapmak için dikkatli bir planlama yapılması ve normalde benzinle çalışan bir otomobilin yakıt ikmali yapması için beklenenden daha uzun duraklamalar gerekir. Bununla birlikte, batarya teknolojisi sürekli ilerliyor ve her yeni nesil bir öncekinden daha hızlı şarj edebiliyor. Bir elektrikli aracı “sonuna kadar doldurmak” sadece bir zaman olayı.

Kaynak:

►Allaboutcircuit
►dalroad

Yazar: Damla Kubat