Hjemmeopladning af elbiler
Hjemmeopladning er et spørgsmål om energiplanlægning og elinstallation. Det bedste system erstatter sikkert den energi, der bruges hver dag, passer til bygningens tilgængelige kapacitet og er klar, når bilen skal køre.
Begynd med energi, ikke maksimal effekt
Et stort batteri kræver ikke automatisk en hjemmeoplader med høj effekt. Det afgørende er den energi, der bruges mellem parkeringsperioderne.
Som eksempel kan vi tage en fører, der kører 60 km om dagen i en elbil med et forbrug på 20 kWh/100 km:
Køretøjets energiforbrug = 60 km × 20 kWh/100 km
= 12 kWh
Hvis hele processen fra elinstallation til batteri var 90% effektiv, ville det kræve omkring 13.3 kWh fra elmåleren at tilføre batteriet 12 kWh. Fordelt over ti timers parkering kræver det kun omkring 1.3 kW i gennemsnit. Det faktiske forbrug, tab, temperaturen og tarifferne varierer, men eksemplet viser, hvorfor opholdstiden natten over kan være vigtigere end batteriets samlede kapacitet.
Tilføj en margen for vinterforbrug, uregelmæssige lange dage, begrænsninger i ladetidspunkter og den ønskede genopladning efter en rejse. En husstand med to elbiler kan have større behov for belastningsdeling end for to strømkredse med maksimal effekt.
Den anvendelige ladeeffekt bestemmes af den laveste grænse blandt:
- Bygningens nettilslutning og tilgængelige reservekapacitet
- Gruppekredsen
- EVSE-indstillingen
- Kablet og stikket
- Køretøjets indbyggede AC-oplader
- Enhver grænse fra dynamisk belastningsstyring
En ladeboks på 11 kW kan ikke levere 11 kW til en bil, der er begrænset til 7.4 kW, og en trefaset ladeboks får ikke et enfaset køretøj til at lade på tre faser.
Få installationen dimensioneret til kontinuerlig belastning
Opladning af elbiler kan opretholde en betydelig strømstyrke i mange timer. Det adskiller sig fra et apparat, der kun kortvarigt når sin mærkeeffekt.
En kvalificeret installatør bør vurdere:
- Kapaciteten i nettilslutningen og eltavlen
- Eksisterende spidsbelastninger og fremtidig elektrificering
- Kabelføring, ledertværsnit, spændingsfald og omgivelsestemperatur
- Dedikeret strømkreds og overstrømsbeskyttelse
- Jordfejls- eller fejlstrømsbeskyttelse
- Registrering af DC-lækstrøm, hvor det kræves
- Jordingsforhold
- Overspændingsbeskyttelse og lokale krav fra netselskabet
- Udendørs påvirkning, risiko for påkørsel, afvanding og kapslingsklasse
- Tilladelser, inspektion, anmeldelse og regler for nettilslutning
De præcise beskyttelsesenheder og jordingsløsningen afhænger af jurisdiktionen. IEC 61851 definerer krav til EVSE, men de nationale installationsregler og bygningens faktiske elinstallation er fortsat afgørende. I USA henviser officielle retningslinjer til en dedikeret gruppekreds til EVSE; andre markeder anvender deres egne regler for strømkredse, fejlstrøm og forsyning.
Boligejeren bør modtage oplysninger om strømkredsens mærkeværdi, EVSE-konfigurationen, testresultater, idriftsættelsesdokumentation og instruktioner i sikker afbrydelse af udstyret.
Fasttilsluttet, stiktilsluttet eller transportabel EVSE
En korrekt specificeret stiktilsluttet EVSE er ikke i sig selv usikker. Problemet er, at en stikdåse tilføjer kontakter, som kan løsne sig, blive slidt, korrodere eller være dårligt installeret. Modstand i en forringet kontakt skaber varme under en lang ladesession med høj strømstyrke.
En fasttilsluttet ladeboks fjerner forbindelsen mellem stik og stikdåse, modvirker tilfældig flytning og er ofte det enklere valg til en permanent installation med højere strømstyrke. En stiktilsluttet ladeboks kan gøre udskiftning eller sæsonbestemt afmontering lettere, men stikdåsen, kapslingen, strømkredsen og belastningsklassificeringen skal alle være egnet til vedvarende opladning af elbiler. Lokale regler kan begrænse, hvilken løsning der er tilladt.
Det følgende billede viser konsekvensen af overophedede stikdåseforbindelser. Det skal ikke opfattes som bevis for, at alle stiktilsluttede EVSE'er vil svigte; det illustrerer, hvorfor kontaktkvalitet, tilspændingsmoment, slitage, temperatur og inspektion er vigtige.
Et transportabelt Mode 2-ladekabel kan være nyttigt på rejser eller som nødopladning, når stikkontakten og strømkredsen er egnede. Det bør ikke kombineres med en almindelig forlængerledning, rejseadapter, beskadiget stikkontakt eller ukendt strømkreds. Gentagne uforklarlige udkoblinger, misfarvning, lugt, knitrende lyde eller et varmt stik er grunde til at stoppe opladningen og få installationen undersøgt.
Vælg effekt efter parkeringsperioden
Højere effekt er værdifuld, når bilen vender næsten tom hjem sent om aftenen og skal køre tidligt, eller når flere køretøjer deler det samme udstyr. Den er mindre værdifuld, når bilen rutinemæssigt holder i tolv timer efter en kort pendlertur.
Nyttige spørgsmål omfatter:
- Hvor mange kilowatttimer skal normalt tilføres inden afgang?
- Hvad er den korteste regelmæssige parkeringsperiode?
- Hvilken AC-effekt og fasekonfiguration kan bilen modtage?
- Skal en anden elbil, varmepumpe, induktionskogeplade, vandvarmer eller solcelleinverter dele nettilslutningen?
- Kan EVSE'en dynamisk reducere strømstyrken, når bygningens belastning stiger?
- Er det billigere at forberede en fremtidig opgradering af kabel og eltavle under den første installation?
Meget høj AC-effekt i boliger kan øge omkostningerne uden at forkorte normal opladning natten over. Den kan også øge effekttariffer eller udløse behov for en opgradering af nettilslutningen. Dynamisk belastningsstyring kan ofte bevare en nyttig ladehastighed, samtidig med at anlæggets samlede strømstyrke holdes under en konfigureret grænse.
Faste kabler, stikdåser og daglig brug
En EVSE med fast kabel har køretøjskablet permanent tilsluttet. Den er hurtig at bruge og sikrer, at kablets mærkeværdi passer til udstyret, men kablet er udsat for vejr og skader og kan være dyrere at udskifte.
En EVSE uden fast kabel har en stikdåse. Føreren leverer selv et kabel, som kan udskiftes separat og opbevares et andet sted, men hver ladesession kræver endnu en manuel tilslutning, og kablet kan blive glemt.
Kontrollér kabellængden i forhold til bilens placering af indtaget, uden at kablet behøver at krydse en gangsti, forblive stramt oprullet under belastning, skrabe over skarpe kanter eller bære sin egen vægt fra stikket. Monteringshøjde, holderens udformning, belysning, snerydning, tilgængelighed og en beskyttet føring fra udstyr til bil har betydning hver dag.
Stikfamilier og placeringer af indtag gennemgås i EV Charging Connectors and Inlets.
Intelligent opladning har flere betydninger
En internetforbundet ladeboks kan tilbyde fjernstart, energihistorik, adgangskontrol, tarifplanlægning, solcelleintegration eller deltagelse i netselskabets ordninger. Disse funktioner bør ikke forveksles:
- Planlagt opladning starter eller stopper på valgte tidspunkter.
- Tarifoptimering reagerer på kendte eller dynamiske elpriser.
- Statisk belastningsdeling fordeler et fast strømbudget mellem flere ladepunkter.
- Dynamisk belastningsstyring måler anlæggets efterspørgsel og ændrer elbilens strømstyrke for at holde sig inden for en grænse.
- Opladning med solcelleoverskud følger den lokale produktion, afhængigt af bilens laveste stabile ladestrøm og faseadfærd.
- Styret opladning gør det muligt for et netselskab, en aggregator eller en anlægsstyring at justere efterspørgslen og samtidig beskytte førerens behov ved afgang.
En brugbar intelligent oplader bør stadig kunne udføre sikker grundlæggende opladning, hvis dens cloudtjeneste, app, Wi-Fi eller leverandørkonto ikke er tilgængelig. Købere bør undersøge lokal styring, politikken for softwaresupport, eksportmuligheder for energidata, cybersikkerhedsopdateringer og hvad der sker, hvis producenten indstiller tjenesten.
Storbritannien er et eksempel på et marked, der regulerer intelligente funktioner, standardindstillinger for lavlastperioder, tilfældig forsinkelse, synlighed af måledata og enhedssikkerhed for private ladepunkter. Kravene andre steder er forskellige.
Nord Pool-billedet er et historisk priseksempel, ikke en aktuel tarif. Dynamiske priser, afgifter, nettariffer og leverandørtillæg skal kontrolleres for førerens faktiske aftale.
Ladetab og batteriindstillinger
Den energi, der afregnes ved elmåleren, er større end den energi, der lagres i batteriet. Der opstår tab i bygningens kabler, EVSE-elektronikken, den indbyggede oplader, køretøjets hjælpesystemer, termisk konditionering, ledere og batteriet. Opladning med lav effekt kan også bruge en større andel af den tilførte energi på køretøjets faste grundforbrug.
Ladegrænser, celleadfærd, batteritemperatur og afvejningerne ved rutinemæssigt at lade til en høj ladetilstand hører til i How an EV Battery Charges. Hjemmesystemets opgave er at levere sikker, styrbar effekt; køretøjet bestemmer, hvordan den bruges.
En praktisk tjekliste til specifikationen
Notér følgende før installationen:
- Køretøjsstik og maksimalt AC-input
- Understøttelse af én eller tre faser
- Normalt dagligt energibehov og korteste parkeringsperiode
- Tilgængelig kapacitet i nettilslutningen og den foreslåede strømkreds
- Fasttilsluttet forbindelse eller stikdåseforbindelse
- Fast eller løst kabel og den nødvendige rækkevidde
- Kapslingsklasse til indendørs eller udendørs miljø
- Påkrævet beskyttelse, jording, tilladelser og anmeldelse til netselskabet
- Statisk eller dynamisk belastningsstyring
- Styring efter tarif, solceller og afgangstidspunkt
- Lokal drift, hvis netværksforbindelsen svigter
- Garanti for både udstyr og installation
Den korrekte installation er ikke nødvendigvis den mest effektfulde. Det er den, der gentagne gange kan levere den nødvendige energi uden at overskride køretøjets, bygningens eller de lokale elektriske grænser. For forholdet mellem opladning hjemme, offentligt, med AC, med DC og i køretøjet henvises til EV Charging: The Complete System.