Elektromos autó töltése

Az elektromos autók töltése egy szemléletmódbeli váltást igényel. Az autósok az akkumulátort az esetek többségében nem akkor töltik, amikor az teljesen lemerült, hanem akkor, amikor az autó egyébként is áll. Így a töltésre a mindennapokban nem kell extra időt fordítani, minden reggel vagy minden munkanap végén teletöltött akkumulátorral lehet elindulni. Ilyen esetekben csak az elhasznált energiát kell pótolni, nem a teljesen lemerült akkumulátort kell nulláról feltölteni. Mivel ilyenkor 6-10 órát állhat az autó, nincs szükség nagy teljesítményű töltésre. Az autókhoz gyárilag biztosított (többnyire) 10 Amperes töltő (vagy helyesebben inkább EVSE - electric vehicle supply equipment, vagyis elektromos jármű ellátó berendezés[23]) 8 óra alatt 100-120 km-nyi, vagyis kb. 18 kWh energiát képes pótolni. Aki 50-60 km-t autózik naponta átlagosan, az a szükséges energiát 4-5 óra alatt egy ilyenről is tudja tölteni. Ennél nagyobb napi futásteljesítmény esetén érdemes 7 vagy autótól és hálózattól függően 11 kW-os fali töltőt telepíteni, mert azokkal egy éjszaka vagy munkaidő alatt jóval több energia is pótolható.

Hosszabb utak esetén, amikor az otthon betöltött energia nem elegendő a teljes táv megtételére, az akkumulátor villámtöltőn 20-40 perc alatt is feltölthető.[24] [25]Ezeket a töltéseket érdemes az egyébként is tervezett vagy szükséges pihenőkre időzíteni (ebéd, mosdólátogatás, kávézás, stb.). Ezek hossza a töltés nélkül is eléri általában a 15-20 percet (még ha ez az emberek többségének nem is tűnik fel). Ezalatt az autó elegendő energiát nyer a következő 150-350 km-re. Ezek a töltők többnyire 50 kW-osak, de egyre gyakoribbak a 100-150 kW-is, illetve a 350 kW-os töltők is.[26] Fontos tudni, hogy az 50 kW-nál nagyobb teljesítményt csak az újabb autók egy része tudja kihasználni.

Töltési technológia szempontjából meg kell különböztetni az AC (váltakozó áramú) és a DC (egyenáramú) töltést. Míg az előbbinél az autó fedélzeti töltője alakítja a hálózati áramot (AC) az akkumulátorba is betölthető egyenárammá (DC), addig az utóbbi esetén az autó egyből egyenáramot kap a telepített készüléktől.[27] Az egyenáram előnye, hogy sokkal nagyobb teljesítményt tud így fogadni az autó (minimum 40-50 kW), hátránya hogy az ilyen eszközök telepítése és üzemeltetése rendkívül költséges. Otthoni és munkahelyi használatra az AC töltők, míg a hosszútávú utazás segítéséhez a DC töltők alkalmasabbak.

A DC töltők között Európában két szabvány terjedt el. A CHAdeMO (ejtsd: sademo) a japán gyártók által kidolgozott, rendkívül egyszerű és megbízható technológia. Elsősorban a tisztán elektromos Nissan Leaf és a plugin hibrid Mitsubishi Outlander használja, és világszinten ehhez érhető el a legtöbb töltő.[28] A CCS2 (Combined Charging System) az európai autógyártók fejlesztése, és így az EU preferált csatlakozó formátuma.[29] Rendkívül sok lehetőséget biztosító szabvány egyelőre sok implementációs problémával. A nyilvános töltőkön a CCS2 támogatása Magyarországon előírás, míg a CHAdeMO csatlakozó opcionális.[30]

Harmadik, zárt szabványként meg kell említeni a Tesla saját DC töltési csatlakozóját, ami a Model S és Model X esetén Type2, a Model 3 esetén CCS2 formátumú, ennek ellenére csak a Teslákkal kompatibilis. Így hiába lehet fizikailag csatlakoztatni őket más autóhoz is, csak a Teslák töltése indul el velük.

Aktív töltőkábel

Az aktív töltőkábel (angol nyelvterületen: In-Cable Control Box, ICCB) egy olyan eszköz, amellyel elektromos autók töltését lehet elvégezni nem kifejezetten erre a célra rendszeresített hagyományos hálózati konnektorról.[1][2] A vezetékbe iktatott elektronika működése közben biztonsági és kommunikációs feladatokat lát el, amelyeket egy villanyautók töltésére készített töltőállomásnak is mindenképpen tudnia kell. Bizonyos aktív töltőkábeleknél lehetőség van a töltőáram kiválasztására 16 amperes felső határig, ugyanakkor az egyszerűbb típusok áramfelvétele legfeljebb 10 amper lehet.

Használatos még a vésztöltő elnevezés is utalván ezzel arra, hogy csak akkor célszerű használni ha más, kifejezetten villanyautó töltésére telepített berendezés nem áll rendelkezésre
Feladata és működése

Type 2 csatlakozó dugó

Háztartási csatlakozók

Kemping (CEE) csatlakozó dugó
Európában a háromfázisú nagy teljesítményű elektromos hálózathoz a német Mennekes cég által fejlesztett úgynevezett Type 2 csatlakozó terjedt el széles körben a villanyautók váltóáramról való töltésére. Ennek jelenleg a legnagyobb teljesítménye 43,5 kW. Ez a rendszer ugyanakkor lehetővé teszi a telepített töltőberendezés és az autó közötti kommunikációt is. Csatlakozás után az autó elektronikája tájékoztatja a töltőállomást arról, hogy mekkora teljesítmény felvételére képes éppen, majd a töltőállomás ennek megfelelően állítja ezt be, és a töltés folyamán az autó aktuális igényének megfelelően folyamatosan szabályozza.
Villanyautók meghajtó akkumulátorát gyakran háztartási elektromos hálózatról töltik. Az egyfázisú háztartási konnektorokat 16 amperes rövid idejű és 10 amperes hosszan tartó terhelésre tervezték. Folyamatos 16 amperes terheléshez már legalább az úgynevezett kemping csatlakozó (CEE csatlakozó) szükséges. Továbbá ezek a csatlakozók nem rendelkeznek az ehhez feltétlenül szükséges biztonsági jellemzőkkel.

Az aktív töltőkábel ilyen esetben képes az alábbi vezérlési és védelmi feladatokat ellátni miközben szigorúan szabályozza a töltési teljesítményt:

polaritás meghatározása és a földelés ellenőrzése
a jármű fém karosszériája és a földelés közötti elektromos kapcsolat ellenőrzése
szivárgó áram észlelése és szükség esetén a rendszer áramtalanítása
a töltési folyamat felügyelete vagy kikapcsolása anomáliák esetén (például a korrodált érintkezők által okozott áramingadozások)
a konnektor hőmérsékletének ellenőrzése és ennek függvényében az áramfelvétel szabályozása, túlmelegedés esetén leállítása.

Előnye
Dedikált villanyautó töltők jelenleg még Nyugat-Európában is csak elterjedési fázisban vannak, miközben a háztartási elektromos hálózat teljesen kiépült. Egy aktív töltőkábel tehát lehetőséget biztosít arra, hogy egy villanyautó szinte bárhol villamos energiához juthasson.

Hátrányok
A nem felügyelt vezeték hosszának minimalizálása és egyéb biztonsági okokból az elektronikát magába foglaló doboz közvetlenül a hálózati csatlakozó dugó mögött helyezkedik el. Ez elsősorban magasan elhelyezett konnektoroknál okozhat problémát azzal, hogy a nehéz vezérlőelektronika a csatlakoztatás után a levegőben lóg és a csatlakozó dugót a dugaljjal együtt lefelé feszíti. Ilyen esetben az elektronikát tartalmazó dobozt alá kell támasztani.
Aktív töltőkábel használatakor a leghosszabb a töltési idő és a legkisebb a töltési teljesítmény, ami nagyobb töltési veszteséggel is jár.[4]
Ha a konnektor és az aktív töltőkábel közé hosszabbítót iktatunk, akkor fennáll a lehetősége a konnektor veszélyes túlmelegedésének. Ugyanez történhet a felcsévélt állapotban használt hosszabbítóval is amik szélsőséges esetben elektromos tüzet is okozhatnak