Sähköautoilu Suomessa Sähköauton latauksen peruskäsitteitä: Terminologia Lataustasot Lataustavat Lataustyypit Sähköautot ja niiden lataustyypit Tässä oppaassa selvitetään sähköautoilussa käytetyt perustermit sekä kerrotaan mitä sähköauton latauksessa tulee ottaa huomioon versio 13V1
Sähköauto (EV) = Sähkömoottorista ja ladattavasta akusta ajovoimansa saava kulkuväline. Kutsutaan myös ylisnimityksenä, sähköä jollakin tavalla ajovoimana käytettävistä kulkuneuvoista. Ladattava hybridi sähköauto (PHEV) = Kuten sähköauto, mutta sisältää polttoainesäiliön sekä polttomoottorin. Hybridi sähköauto (HEV) = Kuten edeltävä, mutta kulkuneuvon akkua ei ole ladattavissa. Latauspiste / -asema = Paikka, josta autoa voidaan ladata verkkovirtaa hyödyntäen. Latauskaapeli = Irrallinen latausjohto, jossa molemmissa päissä on latauspistoke (naaras autonpuolella ja uros latauspisteen puolella). Latausvirta = Sähkövirta, jolla auton akun hallintajärjestelmä pyytää akkua ladattavan. Maksimi virta on mahdollista rajoittaa latauspisteen avulla. Latausnopeus kasvaa latausvirran suhteessa. Latausnopeus voidaan laskea: Sähköauton lataustasot, -tavat ja -tyypit sekä terminologia: Lataustaso 1 = Level 1 = 120V AC Lataustaso 2 = Level 2 = 240V AC Lataustaso 3 = Level 3 = 480V DC Lataustapa 1 = Mode 1: Sähkökulkuneuvo sisältää latauskaapelin, joka liitetään normaaliin kotipistorasiaan (kansankielellä Schuko ). Tämä ei sovellu pitkäaikaiseen sähköauton lataukseen. Voidaan kuitenkin käyttää 2-pyöräisten lataukseen, jossa latausvirta ja -aika eivät aiheuta liittimen lämpenemistä. Kansankielellä ns. Hidas lataus: 16A, 230Vac eli max. 3,7 kw Verkonpuoli Autonpuoli (1) Lataustapa 2 = Mode 2: Sähkökulkuneuvo ladataan normaalista kotipistorasiasta kuten lataustavassa 1, mutta latauskaapeli sisältää latausvirranrajoittimen sekä vikavirtasuojan lähellä verkon puoleista pistoketta. Latausvirta rajoitetaan yleensä 6A - 10A:n, jolloin latausjärjestelmä kestää pidempiaikaistakin latausta. Kansankielellä ns. Hidas lataus: 6-10A, 230Vac eli max. 2,3 kw Verkonpuoli Autonpuoli (1)
Lataustapa 3 = Mode 3: Sähkökulkuneuvo ladataan sähköautonlataukseen tarkoitetulla latauspisteellä. Latauspiste takaa latauksen turvallisuuden sekä indikoi latauksen tilatiedon yleensä LED valoin. Latauspisteisiin on mahdollista myös lisätä mm. käyttäjän tunnistus, energian mittaus, sähköinen suojaus sekä kommunikointi väylä. Lataustavan 3 latauspisteet ovat suunniteltu sähköauton lataukseen, siksi niissä ei tarvitse huolehtia virtakestoisuuksista. Jokaista latauspistettä on kuitenkin suojattava 30mA:n vähintään tyypin A vikavirtasuojalla. Verkonpuoli Autonpuoli (1) Kansankielellä ns. keskinopea lataus: 1-vaih: 16/32A, 230Vac eli 3,7/7,4kW 3-vaih: 16/32/64A, 400Vac eli 11/22/44kW Lataustavasta 3 puhuttaessa on hyvä vielä esitellä 3 standardoitua latauspistoketyyppiä: Tyyppi 1 (Type 1, SAE J1772 -standardi) on usein käytetty japanilaisissa ja amerikkalaisissa autoissa. Latauspistoketyyppi 1 on aina yksivaiheinen. Se sisältää vaihe-, nolla- ja maajohtimen lisäksi kaksi kommunikointi johdinta signaaleille, joiden avulla latauspiste tarkastaa latauksen turvallisuuden lataustavan 3 mukaisesti. Suurin mahdollinen latausvirta on 32A. Kansankielessä tätä tyyppiä kutsutaan Yazaki nimellä japanialaisen valmistajan mukaan. Yazaki -pistoke (2) Nissan Leafin liittimet (3) Tyyppi 2 (Type 2, VDE-AR-E 2623-2-2 -standardi) on usein käytetty eurooppalaisissa autoissa. Se on myös valittu selvyydenvuoksi Suomeen asennettavien latauspisteiden standardi latauspistoketyypiksi. Latauspistoketyypin 2 voi kytkeä joko 1 tai 3-vaiheisesti ja sen suurin mahdollinen latausvirta on 64A. Se sisältää kolme vaihejohdinta, nolla- ja maajohtimet sekä 2 signaaleille varattua johdinta. Kansankielessä tätä tyyppiä kutsutaan Mennekes nimellä saksalaisen valmistajan mukaan. Volvo V60 PHEV liitin (4)
Tyyppi 3 (Type 3, EV plug alliance) on ranskalaisten vastine lataustavan 3 mukaiselle lataukselle. Tätä kuitenkin käytetään vain harvoissa maissa. Tyypin 3 latauspistokkeita kutsutaan usein SCAME pistokkeiksi. Tyyppi jaetaan vielä A ja C:hen joista 3C sopii kaikille tyypin 3 pistokkeen sähkökulkuneuvoille. SCAME pistoketyypit (5) Lataustapa 4 = Mode 4: Sähkökulkuneuvo ladataan suoraan tasavirralla, joka tarkoittaa sitä, että latauspisteessä on oltava tasasuuntaaja. Näin ollen verkosta syötetty vaihtovirta muutetaan latauspisteessä tasavirraksi, joka syötetään kulkuneuvon akkuun. Lataustavan etuna saadaan kulkuneuvoon syötettyä suurempi teho, joka nopeuttaa latausta sekä kulkuneuvossa ei tarvitse olla suurikokoista tasasuuntaajaa. Lataus prosessi perustuu CHAdeMO - protokollaan, jossa auton ja latauspisteen välillä kommunikoidaan CAN väylän kautta. Tämä mahdollistaa auton tilatietojen raportoinnin latauspisteellä. Kansankielellä ns. pikalataus: 125A, 500Vdc eli max. 62,5kW Käytännössä yleensä n. 50kW Autonpuoli (1) Tasavirtalataukseen on kehitetty myös ns. combolataus, jotta autonpuolella ei tarvittaisi kuin yhden tyyppinen latauspistoke, joka kävisi niin hitaampaan AC lataukseen (tapa 3) kuin DC pikalataukseen (tapa 4). Näin ollen syntyy kaksi erilaista latauspistoketta Combo 1 (tavan 3, tyypin 1 mukainen yläosa) ja Combo 2 (tavan 3, tyypin 2 mukainen yläosa). Näistä Combo 2 on valittu olemaan eurooppalaisten autojen pikalataustoteutus tulevaisuudessa. Vasemmalla olevassa kuvassa Amerikkaan soveltuva Combo1 ja oikeassa kuvassa Eurooppaan soveltuva Combo 2. Combo 1 (6) Combo 2 (7)
Edellä esitettyjen lataustapojen lisäksi, on kehitetty ns. johdotonta latausta, jossa sähkö siirretään induktiivisesti sähköauton akkuun sekä auton akun vaihtoasemia on ollut kehitteillä jo jonkin aikaa, mutta kaupallista toteutusta näistä ei vielä ole. Seuraavassa taulukossa on ilmoitettu autotyyppejä, joita voidaan ladata sähköllä. Ladattavissa olevat sähköautot ja niiden lataus (19.7.2013) Sähköautot Valmistaja Merkki Tyyppi Pistoke 1 Pistoke 2 Nissan Leaf BEV Mode3, type1 = "Yazaki" MODE4 = CHAdeMO Mitsubishi i-miev BEV Mode3, type1 = "Yazaki" MODE4 = CHAdeMO Citroen C-Zero BEV Mode3, type1 = "Yazaki" MODE4 = CHAdeMO Peugeot i-on BEV Mode3, type1 = "Yazaki" MODE4 = CHAdeMO Toyota Prius PHEV Mode3, type1 = "Yazaki" Chevrolet Volt PHEV Mode3, type1 = "Yazaki" Opel Ampera PHEV Mode3, type1 = "Yazaki" Mercedes Vito e-cell BEV Mode3, type2 = "Mennekes" Volvo V60 PHEV (Diesel) Mode3, type2 = "Mennekes" Mitusbishi Outlander PHEV Mode3, type1 = "Yazaki" MODE4 = CHAdeMO Fisker Karma PHEV Mode3, type1 = "Yazaki" Sähköautot (ei vielä suomessa) Fiat 500e BEV Mode3, type1 = "Yazaki" Toyota RAV4 EV BEV Mode3, type1 = "Yazaki" Volkswagen e-golf BEV (2014) Mode3, type2 = "Mennekes" Combo? Nissan ENV200 BEV (2014) Mode3, type1 = "Yazaki" CHAdeMO Ford Focus PHEV Mode3, type1 = "Yazaki" Cadillac ELR PHEV Mode3, type1 = "Yazaki" Honda Accord Plug-in PHEV Mode3, type1 = "Yazaki" BMW i3 BEV Mode3, type2 = "Mennekes" Combo? Mode3, type2 = 3-vaiheinen Volvo C3 PHEV "Mennekes" SESKOn tekemä Sähköajoneuvojen lataaminen kiinteistöjen sähköverkosta, kertoo hyvin selvästi lataamisessa huomioon otettavista asioista ja standardeista. Ohjeen voi käydä lataamassa SESKOn sivuilta. Lähteet ja kuvat: (1) Lataustapakuvat The development of Finnish electric mobility. Saana Tikkanen & Simon Örnberg (2) YAZAKI plug http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e0/sae_j1772_7058855567.jpg (3) Leaf http://commons.wikimedia.org/wiki/file:nissan_leaf_charging_device.jpg (4) Volvo http://wot.motortrend.com/geely-to-use-volvo-plug-in-hybrid-technology-through-new- tech-sharing-agreement-178305.html/volvo-xc60-plug-in-hybrid-concept-charging-port- 1024x640/#axzz2Zlpqynwc (5) SCAME http://ecotecnews.wordpress.com/category/ev/page/2/ (6) Combo 1 http://c1cleantechnicacom.wpengine.netdna-cdn.com/files/2012/05/050312- CombinedChargingSystem.jpg (7) Combo 2 http://www.phoenixcontact.com.cn/en/industrial-connectors/25791_77547.h
Finn Electricin älykkäät sähköauton latauslaitteet ja järjestelmät Latauskotelot: 2 pyöräisten latausasemat: Kaikki lataustavat 1-3 3 eri mallia, 3:lla eri varustuksella: o BASIC o CP1 o SMART Seinään asennettava (kysyttäessä myös tolppaan asennettavissa) Latauspylväät: 2 sähköisesti sulkeutuvaa luukkua, joissa kaksi (mahdollisesti 4) itsekseen toimivaa latauspistoketta tarpeen mukaan Kaikki lataustavat 1-3 Itse seisova malli Sisältää aina mm. energian mittauksen, vikavirranmittauksen sekä täydellisen sähköisen suojauksen, muistin Lataustavat 1-2 3 tai 6 latauspisteen mallit Latauskaapelit: Latauskaapelit suoralla tai spiraali kaapelilla Mallit kaikille lataustavoille Soveltuu Suomen olosuhteisiin Latauksen hallinta: Latauslaitteiden kommunikaation ansiosta, laitteet on mahdollista liittää etähallintajärjestelmiin o PowerStudio Scada o OCPP:n avulla operaattorin järjestelmään Pikalatausasemat: Lataustavan 4 pikalaturit (CHAdeMO protokollan DC lataus) Latauspiste tasasuuntaajan kanssa erikseen tai yhdessä olevat mallit Lataupisteen varustelu: o 1 x CHAdeMO pistoke o 2 x CHAdeMO pistoke o 1 x CHAdeMO pistoke + 1 tavan 3, tyypin 3 latauspistoke