Hjemmelading av elbil
Hjemmelading er et spørsmål om energiplanlegging og elektrisk installasjon. Det beste systemet erstatter dagens energiforbruk på en sikker måte, passer til bygningens tilgjengelige kapasitet og er klart når bilen må kjøre.
Begynn med energi, ikke maksimal effekt
Et stort batteri krever ikke automatisk en hjemmelader med høy effekt. Det avgjørende er energien som brukes mellom parkeringsperiodene.
Tenk deg en fører som kjører 60 km per dag i en elbil som bruker 20 kWh/100 km:
Energi brukt av kjøretøyet = 60 km × 20 kWh/100 km
= 12 kWh
Hvis hele prosessen fra vegg til batteri hadde en virkningsgrad på 90%, ville det kreve omtrent 13.3 kWh fra måleren å erstatte 12 kWh i batteriet. Fordelt over ti parkerte timer krever dette bare omtrent 1.3 kW i gjennomsnitt. Faktisk forbruk, tap, temperatur og tariffer varierer, men eksemplet viser hvorfor parkering over natten kan bety mer enn batteriets totale kapasitet.
Legg inn margin for vinterforbruk, uregelmessige lange dager, tidsbegrensninger for lading og ønsket gjenoppretting etter en reise. En husholdning med to elbiler kan ha større behov for lastdeling enn for to kurser med maksimal effekt.
Den brukbare ladeeffekten er den laveste av:
- Bygningens nettilkobling og tilgjengelige reservekapasitet
- Kursen
- EVSE-innstillingen
- Kabelen og kontakten
- Kjøretøyets AC-ombordlader
- Eventuelle dynamiske laststyringsgrenser
En vegglader på 11 kW kan ikke levere 11 kW til en bil som er begrenset til 7.4 kW, og en trefaset vegglader får ikke et enfaset kjøretøy til å lade på tre faser.
Få installasjonen dimensjonert for kontinuerlig belastning
Elbillading kan opprettholde en betydelig strømstyrke i mange timer. Det skiller seg fra et apparat som bare kortvarig når merkeeffekten.
En kvalifisert installatør bør vurdere:
- Kapasiteten i inntak og sikringsskap
- Eksisterende topplaster og fremtidig elektrifisering
- Kabelføring, ledertverrsnitt, spenningsfall og omgivelsestemperatur
- Egen kurs og overstrømsvern
- Jordfeilvern
- Registrering av DC-lekkasjestrøm der dette kreves
- Jordingssystem
- Overspenningsvern og lokale krav fra nettselskapet
- Utendørs eksponering, fare for støt, drenering og kapslingsgrad
- Tillatelser, inspeksjon, melding og regler for nettilkobling
De nøyaktige verneinnretningene og jordingsløsningen avhenger av jurisdiksjonen. IEC 61851 definerer krav til EVSE, men nasjonale installasjonsregler og den faktiske bygningsinstallasjonen er fortsatt avgjørende. I USA viser offisiell veiledning til en egen kurs for EVSE. Andre markeder følger egne regler for kurser, jordfeilvern og strømforsyning.
Boligeiere bør få oppgitt kursens merkestrøm, EVSE-konfigurasjonen, testresultater, dokumentasjon på idriftsettelse og instruksjoner for sikker frakobling av utstyret.
Fast tilkobling, stikkontakt eller bærbar EVSE
En korrekt spesifisert EVSE med støpsel er ikke i seg selv utrygg. Utfordringen er at en stikkontakt tilfører kontaktpunkter som kan løsne, slites, korrodere eller være dårlig installert. Motstand i et svekket kontaktpunkt skaper varme under en lang ladeøkt med høy strøm.
En fast tilkoblet vegglader fjerner forbindelsen mellom støpsel og stikkontakt, motvirker tilfeldig flytting og er ofte det enkleste valget for en permanent installasjon med høyere strøm. En vegglader med støpsel kan gjøre utskifting eller sesongmessig demontering enklere, men stikkontakten, kapslingen, kursen og belastningsklassen må alle være egnet for vedvarende elbillading. Lokale regler kan begrense hvilken løsning som er tillatt.
Det neste bildet viser konsekvensen av overopphetede stikkontaktforbindelser. Det skal ikke tolkes som bevis for at alle EVSE-er med støpsel vil svikte. Det illustrerer hvorfor kontaktkvalitet, tiltrekkingsmoment, slitasje, temperatur og inspeksjon er viktig.
Et bærbart Mode 2-ladesett kan være nyttig på reise eller som reserveløsning når stikkontakten og kursen er egnet. Det skal ikke kombineres med en vanlig skjøteledning, reiseadapter, skadet stikkontakt eller ukjent kurs. Gjentatte utkoblinger, misfarging, lukt, knitring eller et varmt støpsel er grunner til å stoppe ladingen og få installasjonen kontrollert.
Velg effekt etter parkeringsvinduet
Høyere effekt er verdifullt når bilen kommer nesten tom hjem sent om kvelden og må kjøre tidlig, eller når flere kjøretøy deler det samme utstyret. Den har mindre verdi når bilen vanligvis står i tolv timer etter en kort arbeidsreise.
Nyttige spørsmål:
- Hvor mange kilowattimer må normalt erstattes før avreise?
- Hva er det korteste vanlige parkeringsvinduet?
- Hvilken AC-effekt og fasekonfigurasjon kan bilen ta imot?
- Skal en annen elbil, varmepumpe, induksjonstopp, varmtvannsbereder eller solcelleinverter dele nettilkoblingen?
- Kan EVSE-en redusere strømmen dynamisk når belastningen i bygningen øker?
- Er det rimeligere å forberede en fremtidig oppgradering av kabel og sikringsskap under den første installasjonen?
Svært høy AC-effekt i boliger kan øke kostnaden uten å forkorte vanlig nattlading. Den kan også øke effekttariffer eller utløse behov for en oppgradering av nettilkoblingen. Dynamisk laststyring kan ofte opprettholde en nyttig ladehastighet samtidig som anleggets totale strøm holdes under en konfigurert grense.
Fast kabel, stikkontakt og daglig bruk
En EVSE med fast kabel har kjøretøykabelen permanent tilkoblet. Den er rask å bruke og sikrer at kabelens kapasitet passer til utstyret, men kabelen er utsatt for vær og skader og kan være dyrere å erstatte.
En EVSE uten fast kabel har en stikkontakt. Føreren stiller med kabelen, som kan skiftes uavhengig og lagres innendørs, men hver ladeøkt krever en ekstra manuell tilkobling, og kabelen kan bli glemt.
Kontroller kabellengden mot plasseringen av bilens inntak uten å legge kabelen over en gangvei, la den være stramt sammenrullet under belastning, trekke den over skarpe kanter eller la kontakten bære kabelens egen vekt. Monteringshøyde, holderens utforming, belysning, snørydding, tilgjengelighet og en beskyttet vei fra utstyret til bilen har betydning hver dag.
Kontaktfamilier og plassering av inntak omtales i EV Charging Connectors and Inlets.
Smartlading kan bety flere ting
En tilkoblet vegglader kan tilby fjernstart, energihistorikk, tilgangskontroll, tariffstyring, solcelleintegrasjon eller deltakelse i nettselskapets ordninger. Disse funksjonene må ikke blandes sammen:
- Planlagt lading starter eller stopper på valgte tidspunkter.
- Tariffoptimalisering reagerer på kjente eller dynamiske strømpriser.
- Statisk lastdeling fordeler et fast strømbudsjett mellom flere ladepunkter.
- Dynamisk laststyring måler belastningen på anlegget og endrer strømmen til elbilen for å holde seg innenfor en grense.
- Lading med soloverskudd følger lokal produksjon, begrenset av bilens minste stabile ladestrøm og faseatferd.
- Styrt lading lar et nettselskap, en aggregator eller en anleggskontroller justere etterspørselen samtidig som førerens behov ved avreise ivaretas.
En nyttig smartlader bør fortsatt kunne utføre sikker grunnleggende lading dersom skytjenesten, appen, Wi-Fi eller leverandørkontoen er utilgjengelig. Kjøpere bør undersøke lokal styring, retningslinjer for programvarestøtte, eksportmuligheter for energidata, sikkerhetsoppdateringer og hva som skjer hvis produsenten avvikler tjenesten.
Storbritannia er ett eksempel på et marked som regulerer smartfunksjonalitet, standardinnstillinger for perioder med lav belastning, tilfeldig forsinkelse, synlighet av måledata og enhetssikkerhet for private ladepunkter. Kravene er annerledes andre steder.
Nord Pool-bildet er et historisk priseksempel, ikke en gjeldende tariff. Dynamiske priser, avgifter, nettleie og leverandørpåslag må kontrolleres mot førerens faktiske avtale.
Ladetap og batteriinnstillinger
Energien som faktureres ved måleren, er større enn energien som lagres i batteriet. Tap oppstår i bygningens kabling, EVSE-elektronikken, ombordladeren, kjøretøyets hjelpesystemer, temperaturstyringen, lederne og batteriet. Ved lav ladeeffekt kan en større andel av tilført energi også gå til kjøretøyets faste grunnforbruk.
Ladegrenser, celleatferd, batteritemperatur og avveiningene ved regelmessig lading til et høyt ladenivå hører hjemme i How an EV Battery Charges. Hjemmesystemets oppgave er å levere sikker, styrbar effekt. Kjøretøyet bestemmer hvordan den skal brukes.
En praktisk sjekkliste for spesifikasjonen
Noter dette før installasjonen:
- Kjøretøykontakt og maksimal AC-inngang
- Støtte for én eller tre faser
- Normalt daglig energibehov og korteste parkeringsvindu
- Tilgjengelig kapasitet i nettilkoblingen og foreslått kurs
- Fast tilkobling eller stikkontakt
- Fast eller løs kabel og nødvendig rekkevidde
- Miljøklassifisering for innendørs eller utendørs bruk
- Påkrevd vern, jording, tillatelser og melding til nettselskap
- Statisk eller dynamisk laststyring
- Styring etter tariff, solproduksjon og avreisetid
- Lokal drift dersom nettverkstilkoblingen svikter
- Garanti for både utstyr og installasjon
Den riktige installasjonen er ikke nødvendigvis den kraftigste. Det er den som gjentatte ganger kan levere nødvendig energi uten å overskride grensene for kjøretøyet, bygningen eller lokale elektriske anlegg. Se EV Charging: The Complete System for sammenhengen mellom hjemmelading, offentlig lading, AC, DC og lading på kjøretøysiden.