Ev Charger Technologies

Teknologjitë e karikimit të EV në Kinë dhe Shtetet e Bashkuara janë gjerësisht të ngjashme. Në të dy vendet, litarët dhe prizat janë teknologjia mbizotëruese për karikimin e automjeteve elektrike. (Ngarkimi me valë dhe ndërrimi i baterive kanë më së shumti një prani të vogël.) Ka dallime midis dy vendeve në lidhje me nivelet e karikimit, standardet e karikimit dhe protokollet e komunikimit. Këto ngjashmëri dhe dallime diskutohen më poshtë.

A. Nivelet e tarifimit

Në Shtetet e Bashkuara, një pjesë e madhe e karikimit të EV kryhet në 120 volt duke përdorur priza të pandryshuara në mur shtëpiak. Kjo njihet përgjithësisht si Niveli 1 ose tarifimi "rrjedh". Me ngarkimin e Nivelit 1, një baterie tipike 30 kWh i duhen afërsisht 12 orë për të shkuar nga 20% në një karikim pothuajse të plotë. (Nuk ka priza 120 volt në Kinë.)

Si në Kinë ashtu edhe në Shtetet e Bashkuara, një pjesë e madhe e karikimit të EV kryhet në 220 volt (Kinë) ose 240 volt (Shtetet e Bashkuara). Në Shtetet e Bashkuara, kjo njihet si tarifimi i nivelit 2.

Një karikim i tillë mund të bëhet me priza të pandryshuara ose pajisje të specializuara për karikimin e EV dhe zakonisht përdor rreth 6-7 kW energji. Kur karikohet me 220–240 volt, një baterie tipike 30 kWh i duhen afërsisht 6 orë për të shkuar nga 20% në një karikim pothuajse të plotë.

Së fundi, si Kina ashtu edhe Shtetet e Bashkuara kanë rrjete në rritje të karikuesve të shpejtë DC, që zakonisht përdorin fuqi 24 kW, 50 kW, 100 kW ose 120 kW. Disa stacione mund të ofrojnë 350 kW ose edhe 400 kW fuqi. Këta karikues të shpejtë DC mund të marrin një bateri automjeti nga 20% në një karikim pothuajse të plotë në kohë që variojnë nga afërsisht një orë deri në 10 minuta.

Tabela 6:Nivelet më të zakonshme të karikimit në SHBA

Burimi: Departamenti Amerikan i Energjisë

B. Standardet e Tarifimit

i. Kinë

Kina ka një standard mbarëkombëtar të karikimit të shpejtë të EV. SHBA ka tre standarde të karikimit të shpejtë të EV.

Standardi kinez njihet si China GB/T. (InicialetGBqëndrojnë për standardet kombëtare.)

China GB/T u lëshua në vitin 2015 pas disa vitesh zhvillimi.124 Tani është i detyrueshëm për të gjitha automjetet e reja elektrike të shitura në Kinë. Prodhuesit ndërkombëtarë të automjeteve, duke përfshirë Tesla, Nissan dhe BMW, kanë miratuar standardin GB/T për automjetet e tyre elektrike të shitura në Kinë. GB/T aktualisht lejon karikim të shpejtë në një maksimum prej 237,5 kW të prodhimit (në 950 V dhe 250 amp), megjithëse shumë

Karikuesit e shpejtë kinezë DC ofrojnë karikim 50 kW. Një GB/T e re do të dalë në 2019 ose 2020, e cila thuhet se do të përmirësojë standardin për të përfshirë karikimin deri në 900 kW për automjetet më të mëdha komerciale. GB/T është një standard vetëm për Kinën: disa automjete elektrike të prodhuara në Kinë të eksportuara jashtë vendit përdorin standarde të tjera.125

Në gusht 2018, Këshilli i Energjisë Elektrike i Kinës (CEC) njoftoi një memorandum mirëkuptimi me rrjetin CHAdeMO, me bazë në Japoni, për të zhvilluar së bashku karikim ultra të shpejtë. Qëllimi është përputhshmëria midis GB/T dhe CHAdeMO për karikim të shpejtë. Të dy organizatat do të bashkëpunojnë për të zgjeruar standardin në vende përtej Kinës dhe Japonisë.126

ii. Shtetet e Bashkuara

Në Shtetet e Bashkuara, ekzistojnë tre standarde të karikimit të EV për karikimin e shpejtë DC: CHAdeMO, CCS SAE Combo dhe Tesla.

CHAdeMO ishte standardi i parë i karikimit të shpejtë të EV, që daton në 2011. Ai u zhvillua nga Tokio

Electric Power Company dhe qëndron për "Charge to Move" (një lojë fjalësh në japonisht).127 CHAdeMO aktualisht përdoret në Shtetet e Bashkuara në Nissan Leaf dhe Mitsubishi Outlander PHEV, të cilat janë ndër automjetet elektrike më të shiturat. Suksesi i The Leaf në Shtetet e Bashkuara mund të jetëKARKIMI I MJETEVE ELEKTRIKE NË KINË DHE SHTETET E BASHKUARA

ENERGJIPOLICIA.KOLUMBIA.EDU | SHKURT 2019 |

pjesërisht për shkak të angazhimit të hershëm të Nissan për të nxjerrë infrastrukturën e karikimit të shpejtë CHAdeMO në pikat e shitjes dhe vendndodhjet e tjera urbane.128 Që nga janari 2019, kishte mbi 2,900 karikues të shpejtë CHAdeMO në Shtetet e Bashkuara (si dhe më shumë se 7,400 në Japoni dhe 7,900 në Evropë).129

Në vitin 2016, CHAdeMO njoftoi se do të përmirësonte standardin e tij nga norma fillestare e tarifimit prej 70

kW do të ofrojë 150 kW.130 Në qershor 2018, CHAdeMO njoftoi prezantimin e aftësisë së karikimit 400 kW, duke përdorur kabllot 1000 V, 400 amp me ftohje të lëngshme. Tarifa më e lartë do të jetë e disponueshme për të përmbushur nevojat e automjeteve të mëdha tregtare si kamionët dhe autobusët.131

Një standard i dytë i karikimit në Shtetet e Bashkuara njihet si CCS ose SAE Combo. Ai u lëshua në vitin 2011 nga një grup prodhuesish automobilistikë evropianë dhe amerikanë. Fjalakombinimtregon se spina përmban karikim AC (deri në 43 kW) dhe karikim DC.132 Në

Gjermania, koalicioni Charging Interface Initiative (CharIN) u formua për të mbrojtur miratimin e gjerë të CCS. Ndryshe nga CHAdeMO, një prizë CCS mundëson karikimin DC dhe AC me një portë të vetme, duke reduktuar hapësirën dhe hapjet e kërkuara në trupin e automjetit. Jaguar,

Volkswagen, General Motors, BMW, Daimler, Ford, FCA dhe Hyundai mbështesin CCS. Tesla i është bashkuar gjithashtu koalicionit dhe në nëntor 2018 njoftoi se automjetet e saj në Evropë do të vijnë të pajisura me porte karikimi CCS.133 Chevrolet Bolt dhe BMW i3 janë ndër makinat EV të njohura në Shtetet e Bashkuara që përdorin karikimin CCS. Ndërsa karikuesit aktualë të shpejtë CCS ofrojnë karikim me rreth 50 kW, programi Electrify America përfshin karikim të shpejtë prej 350 kW, i cili mund të mundësojë një karikim pothuajse të plotë në vetëm 10 minuta.

Standardi i tretë i karikimit në Shtetet e Bashkuara operohet nga Tesla, i cili lançoi rrjetin e vet të pronarit Supercharger në Shtetet e Bashkuara në shtator 2012.134 Tesla

Supermbushësit zakonisht funksionojnë në 480 volt dhe ofrojnë karikim në një maksimum prej 120 kW. Si

të janarit 2019, faqja e internetit e Tesla-s renditi 595 lokacione të Superchargerëve në Shtetet e Bashkuara, me 420 vende të tjera "duke ardhur së shpejti".135 Në maj 2018, Tesla sugjeroi që në të ardhmen Supermbushësit e saj mund të arrijnë nivele fuqie deri në 350 kW.136

Në kërkimin tonë për këtë raport, ne pyetëm të intervistuarit amerikanë nëse e konsideronin mungesën e një standardi të vetëm kombëtar për karikimin e shpejtë DC si një pengesë për adoptimin e EV. Pak janë përgjigjur pozitivisht. Arsyet që standardet e shumta të karikimit të shpejtë DC nuk konsiderohen si problem përfshijnë:

● Shumica e karikimit të EV ndodh në shtëpi dhe në punë, me karikues të nivelit 1 dhe 2.

● Pjesa më e madhe e infrastrukturës së tarifimit publik dhe në vendin e punës deri më sot ka përdorur karikues të Nivelit 2.

● Janë në dispozicion adaptorë që lejojnë pronarët e EV të përdorin shumicën e karikuesve të shpejtë DC, edhe nëse EV dhe karikuesi përdorin standarde të ndryshme karikimi. (Përjashtimi kryesor, rrjeti i karikimit të Tesla-s, është i hapur vetëm për automjetet Tesla.) Veçanërisht, ka disa shqetësime në lidhje me sigurinë e përshtatësve me karikim të shpejtë.

● Meqenëse spina dhe lidhësi përfaqësojnë një përqindje të vogël të kostos së një stacioni me karikim të shpejtë, kjo paraqet pak sfidë teknike ose financiare për pronarët e stacioneve dhe mund të krahasohet me zorrët për benzinë ​​të ndryshme oktani në një stacion karburanti. Shumë stacione karikimi publik kanë priza të shumta të bashkangjitura në një post të vetëm karikimi, duke lejuar çdo lloj EV të karikojë atje. Në të vërtetë, shumë juridiksione e kërkojnë ose e stimulojnë këtë.KARKIMI I MJETEVE ELEKTRIKE NË KINË DHE SHTETET E BASHKUARA

38 | QENDRA E POLITIKAVE GLOBALE ENERGJIKE | KOLUMBIA SIPA

Disa prodhues makinash kanë thënë se një rrjet ekskluziv i tarifimit përfaqëson një strategji konkurruese. Claas Bracklo, kreu i elektromobilitetit në BMW dhe kryetar i CharIN, deklaroi në vitin 2018, "Ne kemi themeluar CharIN për të ndërtuar një pozicion pushteti."137 Shumë pronarë dhe investitorë të Tesla-s e konsiderojnë rrjetin e tij të supermbushësit një pikë shitjeje, megjithëse Tesla vazhdon të shprehet gatishmëria për të lejuar modele të tjera makinash të përdorin rrjetin e saj me kusht që të kontribuojnë fonde proporcionale me përdorimin.138 Tesla është gjithashtu pjesë e CharIN që promovon CCS. Në nëntor 2018, ajo njoftoi se makinat Model 3 të shitura në Evropë do të vinin të pajisura me porte CCS. Pronarët e Tesla-s mund të blejnë gjithashtu adaptorë për të aksesuar karikuesit e shpejtë CHAdeMO.139

C. Protokollet e komunikimit të karikimit Protokollet e komunikimit të karikimit janë të nevojshme për të optimizuar karikimin për nevojat e përdoruesit (për të zbuluar gjendjen e karikimit, tensionin e baterisë dhe sigurinë) dhe për rrjetin (përfshirë

kapaciteti i rrjetit të shpërndarjes, çmimi i kohës së përdorimit dhe masat e përgjigjes së kërkesës).140 Kina GB/T dhe CHAdeMO përdorin një protokoll komunikimi të njohur si CAN, ndërsa CCS punon me protokollin PLC. Protokollet e komunikimit të hapur, si Protokolli i Pikës së Karikimit të Hapur (OCPP) i zhvilluar nga Open Charging Alliance, po bëhen gjithnjë e më të njohura në Shtetet e Bashkuara dhe Evropë.

Në kërkimin tonë për këtë raport, disa të intervistuar amerikanë përmendën lëvizjen drejt protokolleve të hapura të komunikimit dhe softuerit si një prioritet politikash. Në veçanti, disa projekte të tarifimit publik që morën fonde sipas Aktit Amerikan të Rimëkëmbjes dhe Riinvestimit (ARRA) u cituan se kishin zgjedhur shitës me platforma të pronarit që më pas përjetuan vështirësi financiare, duke lënë pajisje të prishura që kërkonin zëvendësim.141 Shumica e qyteteve, shërbimeve komunale dhe tarifimit rrjetet e kontaktuara për këtë studim shprehën mbështetje për protokollet e komunikimit të hapur dhe stimuj për të mundësuar ngarkimin e hosteve të rrjetit që të ndërrojnë pa probleme ofruesit.142

D. Kostot

Karikuesit e shtëpisë janë më të lirë në Kinë sesa në Shtetet e Bashkuara. Në Kinë, një karikues shtëpie tipik 7 kW i montuar në mur shitet në internet për nga 1200 RMB deri në 1800 RMB.143 Instalimi kërkon kosto shtesë. (Shumica e blerjeve private të EV vijnë me karikuesin dhe instalimin e përfshirë.) Në Shtetet e Bashkuara, karikuesit e nivelit 2 të shtëpisë kushtojnë në rangun prej 450-600 dollarë, plus një mesatare prej rreth 500 dollarë për instalim.144 Pajisjet e karikimit të shpejtë DC janë dukshëm më të shtrenjta në të dy vendet. Kostot ndryshojnë shumë. Një ekspert kinez i intervistuar për këtë raport vlerësoi se instalimi i një poste me karikim të shpejtë 50 kW DC në Kinë zakonisht kushton midis 45,000 RMB dhe 60,000 RMB, me vetë postin e tarifimit që llogaritet përafërsisht 25,000 RMB - 35,000 RMB dhe kabllot, infrastrukturën nëntokësore dhe llogaritjen e punës. për pjesën e mbetur.145 Në Shtetet e Bashkuara, karikimi i shpejtë DC mund të kushtojë dhjetëra mijëra dollarë për postim. Variablat kryesorë që ndikojnë në koston e instalimit të pajisjeve të karikimit të shpejtë DC përfshijnë nevojën për hapje kanalesh, përmirësime të transformatorëve, qarqe të reja ose të përmirësuara dhe panele elektrike dhe përmirësime estetike. Sinjalizime, leje dhe akses për personat me aftësi të kufizuara janë konsiderata shtesë.146

E. Karikimi me valë

Karikimi me valë ofron disa përparësi, duke përfshirë estetikën, kursimin e kohës dhe lehtësinë e përdorimit.

Ai ishte i disponueshëm në vitet 1990 për EV1 (një makinë elektrike e hershme), por është e rrallë sot.147 Sistemet e karikimit EV me valë që ofrohen në internet variojnë me kosto nga 1260 dollarë në rreth 3000 dollarë. rreth 85%.149 Produktet aktuale të karikimit me valë ofrojnë transferim të fuqisë prej 3–22 kW; Karikuesit me valë të disponueshëm për disa modele EV nga karikimi Plugless me 3.6 kW ose 7.2 kW, ekuivalente me karikimin e Nivelit 2.150 Ndërsa shumë përdorues të EV e konsiderojnë karikimin me valë nuk ia vlen koston shtesë,151 disa analistë kanë parashikuar se teknologjia së shpejti do të përhapet gjerësisht. dhe disa prodhues të makinave kanë njoftuar se do të ofrojnë karikim me valë si një opsion në makinat elektrike të ardhshme. Karikimi me valë mund të jetë tërheqës për automjete të caktuara me rrugë të përcaktuara, si autobusët publikë, dhe është propozuar gjithashtu për korsitë e ardhshme të autostradave elektrike, megjithëse kostoja e lartë, efikasiteti i ulët i karikimit dhe shpejtësitë e ngadalta të karikimit do të ishin disavantazhe.152

F. Ndërrimi i baterive

Me teknologjinë e ndërrimit të baterive, automjetet elektrike mund të shkëmbejnë bateritë e tyre të varfëruara me të tjera që janë plotësisht të ngarkuara. Kjo do të shkurtonte në mënyrë dramatike kohën e nevojshme për të rimbushur një EV, me përfitime të rëndësishme potenciale për shoferët.

Disa qytete dhe kompani kineze po eksperimentojnë aktualisht me ndërrimin e baterive, me fokus në automjetet elektrike të flotës me përdorim të lartë, siç janë taksitë. Qyteti i Hangzhou ka vendosur shkëmbimin e baterive për flotën e tij të taksive, e cila përdor Zotye EV të prodhuara në vend.155 Pekini ka ndërtuar disa stacione për shkëmbimin e baterive në një përpjekje të mbështetur nga prodhuesi lokal i automjeteve BAIC. Në fund të vitit 2017, BAIC njoftoi një plan për të ndërtuar 3,000 stacione shkëmbimi në mbarë vendin deri në vitin 2021.156 Fillimi kinez i EV NIO planifikon të adoptojë teknologjinë e ndërrimit të baterive për disa nga automjetet e tij dhe njoftoi se do të ndërtojë 1,100 stacione shkëmbimi në Kinë.157 Disa qytete në Kinë— duke përfshirë Hangzhou dhe Qingdao-kanë përdorur edhe ndërrimin e baterive për autobusët.158

Në Shtetet e Bashkuara, diskutimi i shkëmbimit të baterive u zbeh pas falimentimit të vitit 2013 të startup-it izraelit të shkëmbimit të baterive Project Better Place, i cili kishte planifikuar një rrjet stacionesh shkëmbimi për makinat e pasagjerëve.153 Në vitin 2015, Tesla braktisi planet e saj të stacionit të shkëmbimit pasi ndërtoi vetëm një objekt demonstrimi, duke fajësuar mungesën e interesit të konsumatorëve. Ka pak ose aspak eksperimente që po zhvillohen në lidhje me shkëmbimin e baterive në Shtetet e Bashkuara sot.154 Rënia e kostove të baterisë dhe ndoshta në një masë më të vogël vendosja e infrastrukturës së karikimit të shpejtë DC, ka të ngjarë të zvogëlojë tërheqjen e shkëmbimit të baterive në Shtetet e Bashkuara.

Ndërsa ndërrimi i baterisë ofron disa avantazhe, ai ka gjithashtu disavantazhe të dukshme. Një bateri EV është e rëndë dhe zakonisht ndodhet në fund të automjetit, duke formuar një komponent strukturor integral me toleranca minimale inxhinierike për shtrirjen dhe lidhjet elektrike. Bateritë e sotme zakonisht kërkojnë ftohje dhe lidhja dhe shkëputja e sistemeve të ftohjes është e vështirë.159 Duke pasur parasysh madhësinë dhe peshën e tyre, sistemet e baterive duhet të përshtaten në mënyrë të përsosur për të shmangur tronditjen, për të zvogëluar konsumin dhe për ta mbajtur automjetin në qendër. Arkitektura e baterive të skateboardit e zakonshme në EV-të e sotme përmirëson sigurinë duke ulur qendrën e peshës së automjetit dhe duke përmirësuar mbrojtjen nga përplasja në pjesën e përparme dhe të pasme. Bateritë e lëvizshme të vendosura në bagazh ose gjetkë do t'u mungonte ky avantazh. Meqenëse shumica e pronarëve të automjeteve ngarkojnë kryesisht në shtëpi oseKARKIMI I MJETEVE ELEKTRIKE NË KINË DHE SHTETET E BASHKUARAnë punë, ndërrimi i baterive nuk do të zgjidhte domosdoshmërisht çështjet e infrastrukturës së karikimit - ai vetëm do të ndihmonte në adresimin e karikimit publik dhe diapazonit. Dhe për shkak se shumica e prodhuesve të automjeteve nuk janë të gatshëm të standardizojnë paketat ose modelet e baterive - makinat janë të dizajnuara rreth baterive dhe motorëve të tyre, duke e bërë këtë një vlerë të pronarit kryesor160 - shkëmbimi i baterive mund të kërkojë një rrjet të veçantë stacioni shkëmbimi për secilën kompani makinash ose pajisje të veçanta shkëmbimi për modele të ndryshme dhe madhësive të automjeteve. Megjithëse janë propozuar kamionë të lëvizshëm për shkëmbimin e baterive,161 ky model biznesi ende nuk është zbatuar.