Ev Charger Technologies

Tecnulugie di carica EV in Cina è in i Stati Uniti sò largamente simili. In i dui paesi, i cordi è i tappi sò a tecnulugia dominante per a carica di i veiculi elettrici. (A ricarica senza filu è u scambiu di batterie anu à u più una presenza minore.) Ci sò differenze trà i dui paesi in quantu à i livelli di carica, i normi di carica è i protokolli di cumunicazione. Queste similitudini è diffirenzii sò discututi quì sottu.

A. Livelli di carica

In i Stati Uniti, una grande quantità di ricarica di EV si svolge à 120 volti cù prese di muru di casa senza mudificate. Questu hè generalmente cunnisciutu cum'è Livellu 1 o carica "trick". Cù a carica di Livellu 1, una batteria tipica di 30 kWh dura circa 12 ore per passà da u 20% à una carica quasi piena. (Ùn ci hè micca una presa di 120 volt in Cina.)

In Cina è in i Stati Uniti, una grande quantità di carica di EV si svolge à 220 volt (Cina) o 240 volt (Stati Uniti). In i Stati Uniti, questu hè cunnisciutu cum'è a carica di Livellu 2.

Una tale carica pò esse realizatu cù punti di vendita senza mudificazioni o equipaghji di carica specializati EV è tipicamente usa circa 6-7 kW di putenza. Quandu si carica à 220-240 volti, una bateria tipica di 30 kWh dura circa 6 ore per passà da u 20% à una carica quasi piena.

Infine, a Cina è i Stati Uniti anu una rete crescente di caricatori veloci DC, cumunamenti utilizendu 24 kW, 50 kW, 100 kW o 120 kW di putenza. Alcune stazioni ponu offre 350 kW o ancu 400 kW di putenza. Questi caricatori veloci DC ponu piglià una batteria di veiculu da u 20% à una carica quasi cumpleta in tempi chì varienu da circa una ora à pocu quantu à 10 minuti.

Tabella 6:Livelli di carica più cumuni in i Stati Uniti

Fonte: Dipartimentu di l'Energia di i Stati Uniti

B. Normi ​​di carica

i. Cina

Cina hà un standard naziunale di ricarica rapida EV. I Stati Uniti anu trè standard di ricarica rapida EV.

U standard Chinese hè cunnisciutu cum'è China GB / T. (L'inizialiGBstand per standard naziunale).

China GB / T hè stata liberata in 2015 dopu à parechji anni di sviluppu.124 Hè avà ubligatoriu per tutti i novi veiculi elettrici venduti in Cina. I pruduttori internaziunali, cumpresi Tesla, Nissan è BMW, anu aduttatu u standard GB / T per i so EV venduti in Cina. GB/T permette attualmente a carica rapida à un massimu di 237,5 kW di output (à 950 V è 250 amps), anche se parechji

I caricatori veloci cinesi DC offrenu una carica di 50 kW. Un novu GB / T serà liberatu in 2019 o 2020, chì si dice chì aghjurnà u standard per include una carica finu à 900 kW per i veiculi cummerciale più grande. GB/T hè un standard solu per a Cina: i pochi EVs fatti in Cina esportati à l'esteru utilizanu altri standard.125

In l'aostu 2018, u Cunsigliu di l'Electricità di China (CEC) hà annunziatu un memorandum d'intesa cù a reta CHAdeMO, basata in Giappone, per sviluppà inseme una carica ultra-rapida. U scopu hè a cumpatibilità trà GB / T è CHAdeMO per a carica rapida. I dui urganisazioni partenarii per espansione u standard à i paesi oltre a Cina è u Giappone.126

ii. Stati Uniti

In i Stati Uniti, ci sò trè standard di carica EV per a carica rapida DC: CHAdeMO, CCS SAE Combo è Tesla.

CHAdeMO hè statu u primu standard di ricarica rapida di EV, chì data di u 2011. Hè statu sviluppatu da Tokyo.

Electric Power Company è sta per "Charge to Move" (un pun in Japanese).127 CHAdeMO hè attualmente utilizatu in i Stati Uniti in u Nissan Leaf è Mitsubishi Outlander PHEV, chì sò trà i veiculi elettrici più venduti. U successu di Leaf in i Stati Uniti pò esseCARICA DI VEHICULE ELECTRICA IN CINA È I STATI UNITI

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dovutu in parte à l'impegnu iniziale di Nissan di implementà l'infrastruttura di ricarica rapida CHAdeMO in i concessionarii è altri lochi urbani.128 Da ghjennaghju 2019, ci era più di 2.900 caricatori rapidi CHAdeMO in i Stati Uniti (oltre più di 7.400 in Giappone è 7.900). in Auropa).129

In u 2016, CHAdeMO hà annunziatu chì aghjurnà u so standard da a so tarifa iniziale di carica di 70

kW per offre 150 kW.130 In u ghjugnu 2018 CHAdeMO hà annunziatu l'intruduzione di a capacità di carica 400 kW, utilizendu 1,000 V, 400 amp cables liquid-cooled. A carica più altu serà dispunibule per risponde à i bisogni di i grandi veiculi cummirciali cum'è camioni è autobus.131

Un secondu standard di carica in i Stati Uniti hè cunnisciutu cum'è CCS o SAE Combo. Hè stata liberata in u 2011 da un gruppu di fabricatori di auto europei è americani. A parollacomboindica chì a spina cuntene sia carica AC (finu à 43 kW) è carica DC.132 In

Germania, a coalition Charging Interface Initiative (CharIN) hè stata furmata per favurizà l'adopzione generale di CCS. A cuntrariu di CHAdeMO, un plug CCS permette a carica DC è AC cù un portu unicu, riducendu u spaziu è l'apertura necessarii nantu à a carrozzeria di u veiculu. giaguaru,

Volkswagen, General Motors, BMW, Daimler, Ford, FCA è Hyundai supportanu CCS. Tesla hà ancu unitu à a coalition è in nuvembre 2018 annuncia chì i so veiculi in Europa venenu equipati cù porti di carica CCS.133 U Chevrolet Bolt è BMW i3 sò trà i EV populari in i Stati Uniti chì utilizanu a carica CCS. Mentre i caricatori rapidi CCS attuali offrenu una carica à circa 50 kW, u prugramma Electrify America include una carica rapida di 350 kW, chì puderia permette una carica quasi cumpleta in appena 10 minuti.

U terzu standard di carica in i Stati Uniti hè operatu da Tesla, chì hà lanciatu a so propria reta Supercharger in i Stati Uniti in settembre 2012.134 Tesla.

I superchargers operanu tipicamente à 480 volti è offre una carica à un massimu di 120 kW. As

di ghjennaghju 2019, u situ web di Tesla hà listatu 595 supercharger in i Stati Uniti, cù 420 locazioni supplementari "pronto".135 In maghju 2018, Tesla hà suggeritu chì in u futuru i so Supercharger puderanu ghjunghje à livelli di putenza finu à 350 kW.136

In a nostra ricerca per stu rapportu, avemu dumandatu à l'intervistati americani se anu cunsideratu a mancanza di un unicu standard naziunale per a carica rapida DC per esse una barriera per l'adopzione EV. Pochi anu rispostu in l'affirmative. I mutivi chì parechji standard di carica rapida DC ùn sò micca cunsiderati un prublema include:

● A maiò parte di a carica di EV hè fatta in casa è in u travagliu, cù i caricatori di Livellu 1 è 2.

● A maiò parte di l'infrastruttura di carica di u publicu è di u locu di travagliu finu à a data hà utilizatu caricatori di Livellu 2.

● Adattatori sò dispunibuli chì permettenu à i pruprietarii di EV di utilizà a maiò parte di i caricatori veloci DC, ancu s'è l'EV è u caricatore utilizanu standard di carica differenti. (L'eccezzioni principale, a rete di supercharge di Tesla, hè solu aperta à i veiculi Tesla.) In particulare, ci sò parechje preoccupazioni per a sicurità di l'adattatori di carica rapida.

● Siccomu u plug and connector rapprisentanu un picculu percentinu di u costu di una stazione di ricarica rapida, questu presenta pocu sfida tecnica o finanziaria à i pruprietarii di stazioni è puderia esse paragunatu à i tubi per diverse gasolines d'octane in una stazione di rifornimentu. Parechje stazioni di ricarica pubbliche anu parechje plugs attaccati à un unicu postu di carica, chì permettenu ogni tipu di EV per carricà quì. In verità, parechje ghjuridizione necessitanu o incentivanu questu.CARICA DI VEHICULE ELECTRICA IN CINA È I STATI UNITI

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Certi carmakers anu dettu chì una rete di carica esclusiva rapprisenta una strategia cumpetitiva. Claas Bracklo, capu di l'elettromobilità in BMW è presidente di CharIN, hà dichjaratu in u 2018: "Avemu fundatu CharIN per custruisce una pusizione di putere". vuluntà di permette à l'altri mudelli di vitture per utilizà a so reta, sempre chì cuntribuiscenu à u finanziamentu proporzionale à l'usu.138 Tesla hè ancu parte di CharIN chì prumove CCS. In nuvembre 2018, hà annunziatu chì e vitture Model 3 vendute in Europa seranu equipate cù porti CCS. I pruprietarii di Tesla ponu ancu cumprà adattatori per accede à i caricatori veloci CHAdeMO.139

C. Protokolli di cumunicazione di carica I protokolli di cumunicazione di carica sò necessarii per ottimisà a carica per i bisogni di l'utilizatori (per detectà u statu di carica, a tensione di a bateria è a sicurità) è per a rete (cumpresa.

a capacità di a rete di distribuzione, u prezzu di u tempu d'usu è e misure di risposta à a dumanda).140 China GB/T è CHAdeMO utilizanu un protocolu di cumunicazione cunnisciutu cum'è CAN, mentri CCS travaglia cù u protocolu PLC. I protokolli di cumunicazione aperti, cum'è l'Open Charge Point Protocol (OCPP) sviluppatu da l'Open Charging Alliance, sò diventati sempri più populari in i Stati Uniti è in Europa.

In a nostra ricerca per stu rapportu, parechji intervistati di i Stati Uniti anu citatu u muvimentu versu protokolli di cumunicazione aperti è software cum'è una priorità pulitica. In particulare, certi prughjetti di carica publica chì anu ricivutu finanziamentu sottu l'American Recovery and Reinvestment Act (ARRA) sò stati citati cum'è avè sceltu venditori cù piattaforme prupietarie chì successivamente anu avutu difficultà finanziarie, lascendu l'equipaggiu rottu chì necessitava rimpiazzamentu.141 A maiò parte di cità, utilità è carica. e rete cuntattate per stu studiu anu spressu supportu per i protokolli di cumunicazione aperti è incentivi per permette à l'ospiti di a rete di carica per cambià senza saldatura i fornitori.142

D. Costi

I caricatori di casa sò più prezzu in Cina cà in i Stati Uniti. In Cina, un tipicu caricatore di casa da muru di 7 kW si vende in linea per trà RMB 1,200 è RMB 1,800.143 L'installazione richiede un costu supplementu. (A maiò parte di l'acquisti privati ​​​​EV venenu cù u caricatore è l'installazione inclusa.) In i Stati Uniti, i caricatori di casa di Livellu 2 custanu in a gamma di $ 450- $ 600, più una media di circa $ 500 per a stallazione. 144 L'equipaggiu di carica rapida DC hè significativamente più caru in i dui paesi. I costi varianu assai. Un espertu cinese intervistatu per stu rapportu hà stimatu chì l'installazione di un postu di ricarica rapida di 50 kW DC in Cina costa tipicamente trà RMB 45,000 è RMB 60,000, cù u postu di ricarica stessu cuntandu circa RMB 25,000 - RMB 35,000 è cablaggio, infrastruttura sotterranea è contabilità di u travagliu. per u restu.145 In i Stati Uniti, a carica rapida DC pò costà decine di millaie di dollari per postu. Variabili maiò chì affettanu u costu di l'installazione di l'equipaggiu di carica rapida DC includenu a necessità di trenching, aghjurnamenti di trasformatori, circuiti novi o aghjurnati è pannelli elettrici è aghjurnamenti estetici. A signalazione, l'autorizazione è l'accessu per i disabili sò considerazioni supplementari.146

E. Carica wireless

A carica wireless offre parechji vantaghji, cumprese l'estetica, u risparmiu di tempu è a facilità d'utilizazione.

Era dispunibule in l'anni 1990 per l'EV1 (una prima vittura elettrica) ma hè raru oghje.147 I sistemi di ricarica wireless EV offerti in linea in u prezzu di u costu da $ 1,260 à circa $ 3,000.148 A ricarica wireless EV porta una penalità di efficienza, cù i sistemi attuali chì offrenu efficienza di carica di attornu a 85%.149 I prudutti di ricarica wireless currenti offrenu trasferimentu di putenza di 3-22 kW; caricatori wireless dispunibuli per parechji mudelli EV da a carica Plugless à 3.6 kW o 7.2 kW, equivalenti à a carica di Livellu 2.150 Mentre chì parechji utilizatori EV consideranu chì a ricarica wireless ùn vale micca u costu supplementu,151 alcuni analisti anu previstu chì a tecnulugia sarà prestu diffusa. è parechji pruduttori di vitture anu annunziatu chì offrenu a carica wireless cum'è una opzione nantu à i futuri EV. A carica wireless puderia esse attrattiva per certi veiculi cù rotte definite, cum'è l'autobus publichi, è hè stata pruposta ancu per futuri corsi d'autostrade elettriche, anche se u costu altu, a bassa efficienza di carica è a velocità di carica lenta seranu inconvenienti.152

F. Scambiu di batterie

Cù a tecnulugia di scambiu di batterie, i veiculi elettrichi puderanu scambià e so batterie sguassate per altri chì sò cumpletamente carichi. Questu accurtà drasticamente u tempu necessariu per ricaricà un EV, cù benefici potenziali significativi per i cunduttori.

Parechje cità è cumpagnie cinesi sò attualmente sperimentate cù u scambiu di batterie, cun un focusu nantu à EV di flotta d'alta utilizazione, cum'è i taxi. A cità di Hangzhou hà implementatu u scambiu di bateria per a so flotta di taxi, chì usa Zotye EVs.155 Pechino hà custruitu parechje stazioni di scambiu di bateria in un sforzu sustinutu da u fabricatore locale BAIC. À a fine di u 2017, BAIC hà annunziatu un pianu di custruisce 3.000 stazioni di scambiu in tuttu u paese da u 2021.156 A startup EV cinese NIO pensa à aduttà a tecnulugia di scambiu di batterie per alcuni di i so veiculi è hà annunziatu chì custruisce 1.100 stazioni di scambiu in Cina.157 Diverse cità in Cina- cumpresi Hangzhou è Qingdao-anu ancu utilizatu u scambiu di bateria per l'autobus.158

In i Stati Uniti, a discussione di u scambiu di batterie sbiadita dopu à u fallimentu di u 2013 di l'iniziu di scambiu di batterie israeliana Project Better Place, chì avia pianificatu una reta di stazioni di scambiu per vitture di passageri.153 In 2015, Tesla abbandunò i so piani di stazioni di scambiu dopu avè custruitu solu una. facilità di dimostrazione, accusendu a mancanza di interessu di i cunsumatori. Ci hè un pocu di esperimenti in corso in quantu à u scambiu di batterie in i Stati Uniti oghje.154 A diminuzione di i costi di a batteria, è forsi in una misura minore l'implementazione di l'infrastruttura di carica rapida DC, anu prubabilmente ridutta l'attrazione di u scambiu di batterie in u Stati Uniti.

Mentre chì u scambiu di bateria offre parechji vantaghji, hà ancu svantaghji notevuli. Una batteria EV hè pesante è tipicamente situata à u fondu di u veiculu, furmendu un cumpunente strutturale integrale cù tolleranza minima di ingegneria per l'allineamentu è e cunnessione elettriche. E batterie d'oghje di solitu necessitanu di rinfrescante, è cunnetta è disconnecting sistemi di rinfrescante hè difficiule.159 Data a so grandezza è u pesu, i sistemi di batterie deve esse adattati perfettamente per evità sbattimenti, riduce l'usura è mantene u veiculu centratu. L'architettura di a batteria di skateboard cumuna in l'EVs d'oghje migliora a sicurezza abbassendu u centru di pesu di u veiculu è migliurà a prutezzione di crash in fronte è in daretu. Batterie removable situate in u troncu o in altrò ùn mancanu stu vantaghju. Siccomu a maiò parte di i pruprietarii di veiculi caricanu principalmente in casa oCARICA DI VEHICULE ELECTRICA IN CINA È I STATI UNITIà u travagliu, u scambiu di a batteria ùn hà micca bisognu di risolve i prublemi di l'infrastruttura di carica - aiuteria solu à affruntà a carica publica è a gamma. E perchè a maiò parte di l'automobilisti ùn volenu standardizà i pacchetti di batterie o i disinni - e vitture sò cuncepite intornu à e so batterie è i so mutori, facendu questu un valore di proprietà chjave160 - u scambiu di a batteria puderia esse bisognu di una rete di stazioni di scambiu separata per ogni cumpagnia di vitture o equipamentu di scambiu separatu per mudelli differenti è dimensioni di i veiculi. Ancu se i camioni di scambiu di batterie mobili sò stati pruposti,161 stu mudellu di cummerciale ùn hè ancu implementatu.