Uma estação de carregamento de veículos elétricos, também chamada de estação de recarga EV, ponto de recarga elétrica, ponto de carga, ponto de carga, ECS (Electronic Charging Station) e EVSE, é um elemento de uma infraestrutura que fornece energia elétrica para a recarga. de veículos elétricos, como veículos elétricos plug-in, incluindo carros elétricos, veículos elétricos de bairro e híbridos plug-in. Em casa ou no trabalho, alguns veículos elétricos têm conversores onboard que podem ser conectados a uma tomada elétrica padrão ou a uma tomada de alta capacidade. Outros exigem ou podem usar uma estação de carregamento que ofereça conversão elétrica, monitoramento ou funcionalidade de segurança. Estas estações também são necessárias quando se viaja, e muitas suportam um carregamento mais rápido em voltagens e correntes mais altas do que as disponíveis em EVSEs residenciais. As estações de recarga pública são tipicamente instalações na rua fornecidas por empresas de energia elétrica ou localizadas em shopping centers de varejo e operadas por muitas empresas privadas.
As estações de carregamento fornecem um ou vários conectores pesados ou especiais que atendem à variedade de padrões concorrentes. Os padrões comuns de carregamento rápido incluem o Combined Charging System, CHAdeMO e o Tesla Supercharger.
Em agosto de 2018, havia 800.000 veículos elétricos e 18.000 estações de carregamento nos Estados Unidos.
Contextos
As estações de carregamento se enquadram em quatro contextos básicos:
Estações de recarga residenciais: um proprietário de EV conecta-se quando volta para casa e o carro recarrega durante a noite. Uma estação de carga doméstica geralmente não possui autenticação de usuário, não possui medição e pode exigir a instalação de um circuito dedicado.Alguns carregadores portáteis também podem ser montados na parede como estações de carregamento.
Carregar enquanto estacionado (incluindo estações de carregamento público) – um empreendimento comercial por uma taxa ou gratuito, oferecido em parceria com os proprietários do estacionamento.Este carregamento pode ser lento ou de alta velocidade e incentiva os proprietários de EV a recarregar seus carros enquanto aproveitam as instalações próximas. Pode incluir estações de estacionamento, estacionamento em shoppings, pequenos centros e estações de trem (ou para funcionários de uma empresa).
Carregamento rápido em estações de recarga públicas> 40 kW, fornecendo mais de 60 milhas (100 km) de alcance em 10 a 30 minutos. Estes carregadores podem estar em paradas para permitir viagens de longa distância. Eles também podem ser usados regularmente por passageiros em áreas metropolitanas e por carregar enquanto estacionados por períodos mais curtos ou mais longos.Exemplos comuns são a CHAdeMO (empresa que projeta e vende carregadores padronizados), SAE Combined Charging System e Tesla Superchargers.
Bateria troca ou carrega em menos de 15 minutos. Um alvo especificado para créditos CARB para um veículo de emissão zero está adicionando 200 milhas ao seu alcance em menos de 15 minutos.Em 2014, isso não foi possível para a carga de veículos elétricos, mas é possível com os swaps de bateria EV e os veículos movidos a célula de hidrogênio. Pretende corresponder às expectativas de reabastecimento dos condutores regulares.
A capacidade da bateria e a capacidade de lidar com cargas mais rápidas estão aumentando, e os métodos de carregamento precisam ser alterados e melhorados. Novas opções também foram introduzidas (em pequena escala, incluindo estações de carregamento móveis e carregamento via tapetes de carregamento indutivo). As diferentes necessidades e soluções de vários fabricantes diminuíram o surgimento de métodos de cobrança padrão e, em 2015, há um forte reconhecimento da necessidade de padronização.
visão global
Status internacional
Em dezembro de 2012, cerca de 50.000 pontos de carregamento não residenciais foram implantados nos EUA, Europa, Japão e China. Em agosto de 2014, havia 3.869 carregadores rápidos CHAdeMO implantados em todo o mundo, sendo 1.978 no Japão, 1.181 na Europa e 686 nos Estados Unidos, 24 em outros países. Em dezembro de 2013, a Estônia é o primeiro e único país que completou a implantação de uma rede de carregamento EV com cobertura nacional, com 165 carregadores rápidos disponíveis nas rodovias a uma distância máxima de 40 a 60 km (25 a 37 mi), e uma maior densidade em áreas urbanas.
Em março de 2013, existiam 5.678 estações de recarga públicas nos Estados Unidos, com 16.256 pontos de recarga públicos, dos quais 3.990 estavam localizados na Califórnia, 1.417 no Texas e 1.141 em Washington. Em novembro de 2012, cerca de 15.000 estações de carregamento foram instaladas na Europa.
Em março de 2013, a Noruega, que possui a maior propriedade elétrica per capita, tinha 4.029 pontos de carregamento e 127 estações de recarga rápida. Como parte de seu compromisso com a sustentabilidade ambiental, o governo holandês iniciou um plano para estabelecer mais de 200 estações de carregamento rápido em todo o país até 2015. O lançamento será realizado pela empresa de automação e automação baseada na Suíça ABB e pela startup holandesa Fastned, e terá como objetivo fornecer pelo menos uma estação a cada 50 quilômetros (31 milhas) para os 16 milhões de habitantes da Holanda. Além disso, a fundação E-laad instalou cerca de 3000 pontos de carga pública (lenta) desde 2009.
Em dezembro de 2012, o Japão tinha 1.381 estações públicas de carga rápida, a maior implantação de carregadores rápidos no mundo, mas apenas cerca de 300 carregadores lentos. Em dezembro de 2012, a China tinha cerca de 800 pontos públicos de carregamento lento e não havia estações de carregamento rápido. Em dezembro de 2012, o país com a maior taxa de carregadores rápidos para veículos elétricos (EVSE / EV) foi o Japão, com uma relação de 0,030, e a Holanda teve a maior razão de EVSE / EV lento, com mais de 0,50, enquanto os EUA tiveram uma relação EVSE / EV lenta de 0,20.
Em setembro de 2013, as maiores redes de cobrança pública na Austrália existem nas capitais de Perth e Melbourne, com cerca de 30 estações (7 kW AC) estabelecidas em ambas as cidades – redes menores existem em outras capitais.
Em abril de 2017, a YPF, empresa estatal de petróleo da Argentina, informou que instalará 220 estações de carga rápida para veículos elétricos em 110 de suas estações de serviço em território nacional.
Segurança
Embora os veículos e equipamentos elétricos recarregáveis possam ser recarregados a partir de uma tomada doméstica, uma estação de recarga é geralmente acessível a vários veículos elétricos e possui mecanismos adicionais de detecção de corrente ou conexão para desconectar a energia quando o EV não está sendo carregado.
Existem dois tipos principais de sensor de segurança:
Sensores de corrente que monitoram a energia consumida e mantêm a conexão somente se a demanda estiver dentro de um intervalo predeterminado. Os fios do sensor reagem mais rapidamente, têm menos partes para falhar e são possivelmente menos caros de projetar e implementar. No entanto, os sensores de corrente podem usar conectores padrão e podem prontamente fornecer uma opção para os fornecedores monitorarem ou cobrarem pela eletricidade realmente consumida.
“Fios de sensor” físicos adicionais que fornecem um sinal de feedback, como especificado pelos esquemas SAE J1772 e IEC 62196 abaixo mencionados, que exigem conexões de plugue de alimentação especiais (com vários pinos).
Até 2013, houve um problema em que os carregadores Blink estavam superaquecendo e causando danos ao carregador e ao carro. A solução empregada pela empresa foi reduzir a corrente máxima.
Padrões
A SAE, baseada nos EUA, define o nível 1 de carga como o uso de uma tomada padrão de CA de 120 volts para carregar um veículo elétrico. Isso levará muito tempo para carregar totalmente o carro, mas se usado apenas para comutar ou percorrer distâncias curtas, uma carga completa não é necessária ou pode ser feita durante a noite.
O carregamento de 240 volts CA é conhecido como carregamento de nível 2. O carregamento de nível 2 é semelhante aos eletrodomésticos, como secadores de roupas. Os carregadores de nível 2 variam de carregadores instalados em garagens de consumo a carregadores públicos relativamente lentos. Eles podem carregar uma bateria de carro elétrico em 4-6 horas. Os carregadores de nível 2 são frequentemente colocados em destinos para que os condutores possam carregar o seu carro enquanto trabalham ou fazem compras. Os carregadores domésticos de nível 2 são melhores para os condutores que utilizam os seus veículos com mais frequência ou exigem mais flexibilidade. Em muitos países fora da América do Norte e do Sul, esta é a voltagem doméstica padrão.
Carregamento de nível 3, também conhecido como carga rápida CC, suporta carregamento de até 500 volts. A organização CHAdeMO está trabalhando para padronizar carregadores rápidos.Carregadores de nível 3 usam um plugue de 480 V fornecendo 62,5 kW (a potência de pico pode chegar a 120 kW e é variada em toda a carga. O Tesla Supercharger é o mais onipresente nos Estados Unidos. [Quando?] Para um Tesla Model S 75 , um supercharger pode adicionar cerca de 275 km (170 milhas) de alcance em cerca de 30 minutos ou uma carga completa em cerca de 75 minutos.A partir de abril de 2018, Tesla relata que eles têm 1.210 estações de superalimentação e está expandindo continuamente a rede.
Outra organização de padrões, a International Electrotechnical Commission, define a cobrança nos modos (IEC 62196).
Modo 1 – carregamento lento de uma tomada elétrica normal (monofásica ou trifásica)
Modo 2 – carregamento lento a partir de um soquete comum, mas com algum tipo de proteção específica contra EV (por exemplo, os sistemas Park & Charge ou PARVE)
Modo 3 – carregamento lento ou rápido usando uma tomada específica EV de vários pinos com funções de controle e proteção (por exemplo, SAE J1772 e IEC 62196)
Modo 4 – carregamento rápido usando alguma tecnologia de carregador especial, como CHAdeMO
Existem três casos de conexão:
Caso A é qualquer carregador conectado à rede elétrica (o cabo de alimentação principal é normalmente conectado ao carregador) geralmente associado aos modos 1 ou 2.
O caso B é um carregador de veículo a bordo com um cabo de alimentação principal que pode ser separado da alimentação e do veículo – geralmente o modo 3.
A Case C é uma estação de carregamento dedicada com alimentação DC para o veículo. O cabo de alimentação principal pode estar permanentemente conectado à estação de carga, como no modo 4.
Existem quatro tipos de plug:
Tipo 1 – acoplador de veículo monofásico – refletindo as especificações do plugue automotivo SAE J1772 / 2009
Tipo 2 – acoplador de veículo monofásico e trifásico – refletindo as especificações do plugue VDE-AR-E 2623-2-2
Tipo 3 – acoplador de veículo monofásico e trifásico equipado com persianas de segurança – refletindo a proposta da EV Plug Alliance
Tipo 4 – acoplador de carga rápida – para sistemas especiais como o CHAdeMO
Para CCs (Charged Charging System) Carregamento CC que requer PLC (Powerline Communications), dois conectores extras são adicionados na parte inferior das entradas de veículo Tipo 1 ou Tipo 2 e plugues de carga para conectar as estações de carregamento CC de alta tensão à bateria do veículo. Estes são comumente conhecidos como conectores Combo 1 ou Combo 2. A escolha das entradas no estilo Combo 1 ou Combo 2 é normalmente padronizada por país, de modo que os provedores públicos de cobrança não precisam caber cabos com ambas as variantes.Geralmente, a América do Norte usa entradas de veículos no estilo Combo 1, a maioria do resto do mundo usa entradas de veículos no estilo Combo 2 para CCS.
Carregamento residencial
Modo 1: tomada doméstica e cabo de extensão
O veículo é conectado à rede elétrica através de tomadas padrão presentes em residências, que dependendo do país são geralmente avaliadas em cerca de 10 A. Para usar o modo 1, a instalação elétrica deve estar de acordo com os regulamentos de segurança e ter um sistema de aterramento. , um disjuntor para proteção contra sobrecarga e proteção contra vazamento de terra. Os soquetes possuem dispositivos de supressão para evitar contatos acidentais.
A primeira limitação é a potência disponível, para evitar riscos de:
Aquecimento da tomada e cabos após utilização intensiva durante várias horas à potência máxima ou perto dela (o que varia de 8 a 20 A, dependendo do país).
Riscos de incêndio ou dano elétrico se a instalação elétrica estiver obsoleta ou se determinados dispositivos de proteção estiverem ausentes.
A segunda limitação está relacionada ao gerenciamento de energia da instalação.
Como a tomada de carga compartilha um alimentador do quadro com outros soquetes (sem circuito dedicado) se a soma dos consumos exceder o limite de proteção (em geral, 16 A), o disjuntor desarmará, interrompendo o carregamento.
Modo 2: tomada doméstica e cabo com um dispositivo de proteção
O veículo está ligado à rede elétrica principal através de tomadas domésticas. O carregamento é feito através de uma rede monofásica ou trifásica e da instalação de um cabo de aterramento. Um dispositivo de proteção é embutido no cabo. Esta solução é mais cara que o Modo 1 devido à especificidade do cabo.
Modo 3: Soquete específico em um circuito dedicado
O veículo é conectado diretamente à rede elétrica via soquete e plugue específicos e um circuito dedicado. Uma função de controle e proteção também é instalada permanentemente na instalação.Este é o único modo de carregamento que atende aos padrões aplicáveis que regulam as instalações elétricas. Ele também permite o descarte de cargas, de modo que os eletrodomésticos possam ser operados durante o carregamento do veículo ou, ao contrário, otimizar o tempo de carregamento do veículo elétrico.
Modo 4: Conexão de corrente contínua (DC) para recarga rápida
O veículo elétrico é conectado à rede elétrica principal através de um carregador externo. As funções de controle e proteção e o cabo de carregamento do veículo são instalados permanentemente na instalação.
A infraestrutura
Estações de carregamento para veículos elétricos podem não precisar de muita infraestrutura nova em países desenvolvidos, menos do que entregar um novo combustível alternativo em uma nova rede. As estações podem alavancar a onipresente rede elétrica existente e a recarga doméstica é uma opção. Por exemplo, pesquisas mostraram que mais da metade dos proprietários de imóveis nos Estados Unidos têm acesso a um plug para carregar seus carros. Também a maior parte da condução é local em distâncias curtas, o que reduz a necessidade de carregamento a meio da viagem. Nos EUA, por exemplo, 78% dos deslocamentos são menos de 40 milhas (64 km) de ida e volta. No entanto, viagens mais longas entre cidades e vilas exigem uma rede de estações de recarga públicas ou outro método para estender o alcance de veículos elétricos além do trajeto diário normal. Um desafio em tal infraestrutura é o nível de demanda: uma estação isolada ao longo de uma rodovia movimentada pode ver centenas de clientes por hora se cada veículo elétrico que passa tiver que parar por lá para completar a viagem. Na primeira metade do século XX, os veículos de combustão interna enfrentavam um problema semelhante de infraestrutura.
O tempo de carga
Táxi BYD e6 em Shenzhen, China. Recarregando em 15 minutos para 80 por cento
Solaris Urbino 12 elétrico, barramento elétrico de bateria, estação de carregamento indutivo
O tempo de carga depende da capacidade da bateria e da carga. Em termos simples, a taxa de tempo de carga depende do nível de carga utilizado, e o nível de carga depende do manuseio de tensão das baterias e componentes eletrônicos do carregador no carro. A SAE baseada nos EUA define o Nível 1 (lar 120 VAC) como o mais lento, o Nível 2 (agregado familiar atualizado de 240 VAC) no nível intermediário e o Nível 3 (super carregamento, 480 VDC ou superior) como o mais rápido. O tempo de carga de nível 3 pode chegar a 30 minutos para uma carga de 80%, embora tenha havido uma concorrência séria no setor, cujo padrão deve ser amplamente adotado. O tempo de carregamento pode ser calculado usando a fórmula: Tempo de carregamento = Capacidade da bateria / Poder de carga
A capacidade da bateria de um veículo elétrico totalmente carregado de montadoras de veículos elétricos (como a Nissan) é de cerca de 20 kWh, proporcionando uma autonomia elétrica de cerca de 160 quilômetros. A Tesla inicialmente lançou seu Modelo S com capacidades de bateria de 40 kWh, 60 kWh e 85 kWh, com o último tendo um alcance estimado de aproximadamente 480 km; em janeiro de 2018 eles têm dois modelos, 75 kWh e 100 kWh. Os veículos híbridos plug-in têm capacidade de aproximadamente 3 a 5 kWh, para uma autonomia elétrica de 20 a 40 quilômetros, mas o motor a gasolina garante a autonomia total de um veículo convencional.
Como a autonomia apenas elétrica ainda é limitada, o veículo tem que ser carregado a cada dois ou três dias em média. Na prática, os motoristas ligam seus veículos todas as noites, começando assim cada dia com uma carga completa.
Para o carregamento normal (até 7,4 kW), os fabricantes de automóveis construíram um carregador de bateria no carro. Um cabo de carregamento é usado para conectá-lo à rede elétrica para fornecer corrente alternada de 230 volts. Para um carregamento mais rápido (22 kW, até 43 kW ou mais), os fabricantes escolheram duas soluções:
Use o carregador embutido do veículo, projetado para carregar de 3 a 43 kW em 230 V monofásico ou 400 V trifásico.
Use um carregador externo, que converte corrente CA em corrente contínua e carregue o veículo em 50 kW (por exemplo, Nissan Leaf) ou mais (por exemplo, 120-135 kW Tesla Model S).
| Tempo de carregamento para 100 km de faixa de BEV | Fonte de energia | Poder | Voltagem | Max.atual |
|---|---|---|---|---|
| 6 a 8 horas | Fase única | 3,3 kW | 230 V AC | 16 A |
| 3 a 4 horas | Fase única | 7,4 kW | 230 V AC | 32 A |
| 2 a 3 horas | Trifásico | 11 kW | 400 V AC | 16 A |
| 1 a 2 horas | Trifásico | 22 kW | 400 V AC | 32 A |
| 20 a 30 minutos | Trifásico | 43 kW | 400 V AC | 63 A |
| 20 a 30 minutos | Corrente direta | 50 kW | 400–500 V DC | 100–125 A |
| 10 minutos | Corrente direta | 120 kW | 300–500 V DC | 300 a 350 A |
O usuário acha que carregar um veículo elétrico é tão simples quanto conectar um aparelho elétrico normal; no entanto, para garantir que esta operação ocorra com total segurança, o sistema de carregamento deve executar várias funções de segurança e dialogar com o veículo durante a conexão e o carregamento.
Custos
A Tesla atualmente dá aos proprietários de seus carros Modelo S e Modelo X um crédito de sobrealimentação que dá 400 kWh de graça. Depois que o crédito é usado, os motoristas que usam o Tesla Superchargers têm que pagar por kWh. O preço varia de US $ 0,06 a US $ 0,26 por kWh nos Estados Unidos. O benefício dos superchargers da Tesla é que eles são utilizáveis apenas pelos veículos da Tesla. Outras redes de carregamento estão disponíveis para veículos que não sejam da Tesla. A rede de carregadores Blink possui Carregadores Rápidos de Nível 2 e DC e cobra tarifas separadas para membros e não membros. Seus preços variam de US $ 0,39 a US $ 0,69 por kWh para membros e US $ 0,49 a US $ 0,79 por kWh para não-membros, dependendo da localização. A rede ChargePoint possui carregadores gratuitos e carregadores pagos que os motoristas ativam com um cartão de associação gratuito. Os preços das estações de carregamento pagas são baseados em taxas locais (similarmente ao Blink). Outras redes utilizam métodos de pagamento semelhantes aos dos postos de gasolina típicos, nos quais se paga em dinheiro ou cartão de crédito por kWh de eletricidade.
Implantação de estações de recarga públicas
Atualmente, as estações de recarga estão sendo instaladas por autoridades públicas, empresas comerciais e alguns dos principais empregadores, a fim de estimular o mercado de veículos que utilizam combustíveis alternativos à gasolina e ao diesel. Por essa razão, a maioria das estações de cobrança atualmente é oferecida gratuitamente ou acessível a membros de determinados grupos sem custo significativo (por exemplo, ativada por um “cartão de associação” gratuito ou por um “código de dia” digital).
Localizações
Estações de carregamento podem ser encontradas e serão necessárias onde há estacionamento na rua, nos pontos de táxi, nos estacionamentos (em locais de trabalho, hotéis, aeroportos, shopping centers, lojas de conveniência, restaurantes fast food, cafés etc.), como bem como nos locais de trabalho, em calçadas e garagens em casa. Estações de abastecimento existentes também podem incorporar estações de carregamento. A partir de 2017, as estações de recarga foram criticadas por serem inacessíveis, difíceis de encontrar, fora de ordem e lentas; reduzindo assim a expansão EV.Ao mesmo tempo, mais postos de gasolina adicionam estações de carregamento de EV para atender à crescente demanda entre os motoristas de EV.
Projetos de veículos e estações de recarga e joint ventures
Fabricantes de carros elétricos, provedores de infra-estrutura de recarga e governos regionais firmaram muitos acordos e empreendimentos para promover e fornecer redes de veículos elétricos de estações de recarga públicas.
A EV Plug Alliance é uma associação de 21 fabricantes europeus que propõe uma solução de conexão alternativa. O projeto é impor uma norma IEC e adotar um padrão europeu para a solução de conexão com soquetes e plugues para infraestrutura de carregamento de veículos elétricos. Os membros (Schneider Electric, Legrand, Scame, Nexans, etc.) argumentam que o sistema é mais seguro porque eles usam obturadores. O consenso geral é que a IEC 62196 e a IEC 61851-1 já cuidaram da segurança, tornando as peças não-ativas quando tocáveis.
Troca de bateria
Uma estação de troca (ou troca) de bateria é um local no qual a bateria descarregada de um veículo ou bateria pode ser imediatamente trocada por uma totalmente carregada, eliminando o atraso envolvido na espera pela carga da bateria do veículo.
A troca de baterias é comum em armazéns que utilizam empilhadeiras elétricas. O conceito de um serviço de bateria trocável foi proposto pela primeira vez em 1896, a fim de superar a faixa operacional limitada de carros elétricos e caminhões. Foi posta em prática pela primeira vez entre 1910 e 1924, pela Hartford Electric Light Company, através do serviço de bateria da GeVeCo, e estava inicialmente disponível para caminhões elétricos. O proprietário do veículo comprou o veículo, sem bateria, da General Vehicle Company (GeVeCo), parcialmente controlada pela General Electric, e a eletricidade foi comprada da Hartford Electric através do uso de uma bateria trocável.Tanto os veículos quanto as baterias foram modificados para facilitar uma troca rápida de baterias.O proprietário pagou uma taxa variável por milha e uma taxa de serviço mensal para cobrir a manutenção e o armazenamento do caminhão. Durante o período do serviço, os veículos cobriram mais de 6 milhões de milhas.
A partir de 1917, um serviço de sucesso semelhante foi operado em Chicago para os proprietários de carros da Milburn Electric, que também podiam comprar o veículo sem as baterias. Um sistema de substituição rápida de baterias foi implementado para manter em funcionamento 50 ônibus elétricos nos Jogos Olímpicos de 2008.
Nos últimos anos, a Better Place, a Tesla e a Mitsubishi Heavy Industries estiveram envolvidas na integração da tecnologia de troca de bateria com seus veículos elétricos para ampliar o alcance de direção. Em uma estação de troca de bateria, o motorista não precisa sair do carro enquanto a bateria é trocada. A troca de bateria requer um carro elétrico projetado para a “troca fácil” de baterias. No entanto, os fabricantes de veículos elétricos que trabalham com a tecnologia de troca de bateria não padronizaram o acesso, a fixação, a dimensão, a localização ou o tipo de bateria.
Em 2013, a Tesla anunciou um serviço proprietário de estação de carregamento para apoiar os proprietários de veículos Tesla. Uma rede de estações de Supercharger da Tesla deveria suportar ambos os swaps de baterias para o Model S, junto com a capacidade de carregamento rápido mais difundida para o Model S e o Tesla Roadster. No entanto, a Tesla abandonou suas iniciativas de troca de baterias em favor de estações de carregamento rápido em rápida expansão. Essa decisão levou a Tesla a ser líder de mercado em estações de carregamento rápido, totalizando 1.210 estações em todo o mundo, a partir de abril de 2018.
Os seguintes benefícios são reivindicados para troca de bateria:
Troca rápida de bateria em menos de cinco minutos.
Driving range ilimitado, onde existem estações de troca de bateria disponíveis.
O motorista não precisa sair do carro enquanto a bateria é trocada.
O motorista não possui a bateria no carro, transferindo os custos da bateria, a duração da bateria, a manutenção, o custo de capital, a qualidade, a tecnologia e a garantia para a empresa da estação de troca da bateria.
Contrato com empresa de troca de bateria poderia subsidiar o veículo elétrico a um preço menor do que carros a gasolina equivalentes.
As baterias sobressalentes nas estações de troca podem participar do armazenamento do veículo para a rede.
Melhor lugar
A rede Better Place foi a primeira implementação comercial moderna do modelo de troca de bateria.O Renault Fluence ZE foi o primeiro carro elétrico habilitado com tecnologia de bateria selecionável disponível para a rede Better Place em operação em Israel e na Dinamarca. A Better Place usou a mesma tecnologia para trocar baterias que os aviões de combate a jato F-16 usam para carregar suas bombas. A Better Place lançou sua primeira estação de troca de baterias em Israel, em Kiryat Ekron, perto de Rehovot em março de 2011. O processo de troca de baterias levou cinco minutos.Em dezembro de 2012, cerca de 600 ZE da Fluence foram vendidos no país. As vendas durante o primeiro trimestre de 2013 melhoraram, com 297 carros vendidos, elevando a frota total em Israel para perto de 900. Em dezembro de 2012, havia 17 estações de troca de bateria totalmente operacionais na Dinamarca, permitindo aos clientes dirigir em qualquer lugar do país. carro elétrico.As vendas da Fluence ZE totalizaram 198 unidades até dezembro de 2012.
A Better Place entrou com pedido de falência em Israel em maio de 2013. As dificuldades financeiras da empresa foram causadas pelo alto investimento necessário para desenvolver a infraestrutura de cobrança e troca, cerca de US $ 850 milhões em capital privado e uma penetração de mercado significativamente menor do que a originalmente prevista por Shai Agassi. . Menos de 1.000 carros Fluence ZE foram implantados em Israel e apenas cerca de 400 unidades na Dinamarca. Sob o modelo de negócios da Better Place, a empresa possuía as baterias, então o síndico tinha que decidir o que fazer com os clientes que não possuíam a bateria e arriscar-se a ficar com um carro inútil.
Tesla
A Tesla projetou seu Modelo S para permitir troca rápida de bateria. Em junho de 2013, a Tesla anunciou seu objetivo de implantar uma estação de troca de baterias em cada uma de suas estações de superalimentação. Em um evento de demonstração, Tesla mostrou que uma operação de troca de bateria com o Modelo S levou pouco mais de 90 segundos, cerca de metade do tempo necessário para recarregar um carro movido a gasolina usado para fins de comparação durante o evento.
As primeiras estações foram planejadas para serem instaladas ao longo da Interstate 5 na Califórnia porque, de acordo com a Tesla, um grande número de sedãs Model S fazem a viagem de São Francisco a Los Angeles regularmente. Essas estações seriam seguidas por outras no corredor de Washington, DC, para Boston. Elon Musk disse que o serviço seria oferecido pelo preço de cerca de 15 galões americanos (57 l; 12 imp gal) de gasolina à taxa local atual, em torno de US $ 60 a US $ 80 a preços de junho de 2013. Os proprietários poderiam pegar sua bateria totalmente carregada na viagem de retorno, que estava incluída na taxa de swap. A Tesla também ofereceria a opção de manter o pacote recebido no swap e pagar a diferença de preço se a bateria recebida fosse mais nova ou receber o pacote original de volta da Tesla por uma taxa de transporte. O preço não havia sido determinado.
Em junho de 2015, Musk indicou que a Tesla provavelmente abandonaria seus planos de construir uma rede de estações de swap. Ele disse aos acionistas de sua empresa que, apesar de convidar todos os proprietários do Model S na área da Califórnia para experimentar a instalação existente, no Harris Ranch, apenas quatro ou cinco pessoas o fizeram. Consequentemente, era improvável que o conceito valesse a pena expandir.
Rede de energia de Gogoro
A Gogoro anunciou sua intenção de lançar a Rede de Energia Gogoro em 2015. A rede é construída com base na idéia de GoStations distribuídos, que servirão como locais de troca de baterias para os Smartscooters da Gogoro.
BattSwap
A BattSwap é uma nova empresa europeia com solução de troca de baterias. Tem um protótipo funcional coberto pelo financiamento inicial recebido dos anjos europeus. A estação de troca leva apenas 30 segundos para fazer uma troca completa e é 10x mais barata do que o supercharger da Tesla para construir.
Voltia
A Voltia (antiga Greenway Operator) projetou e opera estações proprietárias de troca de baterias (BSS) na Eslováquia para a troca de baterias em veículos comerciais leves. As estações estão em operação comercial de sucesso desde 2012.
O BSS da Voltia é drive up / drive na estação, com uma casa para um número de baterias a serem carregadas simultaneamente. A estrutura permite aos condutores puxar para cima e, usando um elevador hidráulico, trocar sua bateria usada por uma nova e totalmente carregada em menos de 7 minutos. Um sistema de computador avisa os drivers onde encaixar a bateria antiga e qual a nova a ser usada. É ideal para empresas nas quais o tempo é essencial e o tempo gasto em recarga é tempo e dinheiro.
As baterias vêm em uma variedade de tamanhos (40-90kWh), que oferecem diferentes faixas úteis (160-270 km).
Crítica
Essas soluções de troca de baterias foram criticadas por serem proprietárias. Ao criar um monopólio sobre a propriedade das baterias e as tecnologias protegidas por patentes, as empresas dividem o mercado e diminuem as chances de um uso mais amplo da troca de baterias.
Tecnologias relacionadas
Comunicação de rede inteligente
Recarregar uma bateria grande apresenta uma alta carga na rede elétrica, mas isso pode ser programado para períodos de carga reduzida ou redução dos custos de eletricidade. Para agendar a recarga, a estação de carregamento ou o veículo podem se comunicar com a rede inteligente.Alguns veículos plug-in permitem que o operador do veículo controle a recarga por meio de uma interface da Web ou aplicativo de smartphone. Além disso, em um cenário veículo-grade, a bateria do veículo pode fornecer energia à rede em períodos de pico de demanda. Isso requer comunicação adicional entre a rede elétrica, a estação de recarga e a eletrônica do veículo. A SAE International está desenvolvendo uma série de padrões para a transferência de energia de e para a rede, incluindo o SAE J2847 / 1 “Comunicação entre Veículos Plug-in e a Rede de Utilidade”. A ISO e a IEC também estão desenvolvendo uma série similar de padrões conhecida como ISO / IEC 15118: “Veículos rodoviários – Interface de comunicação veículo a rede”.
Eletricidade renovável e estações de carga RE
As estações de carregamento geralmente são conectadas à rede elétrica, o que geralmente significa que a eletricidade delas é proveniente de usinas de combustível fóssil ou usinas nucleares. A energia solar também é adequada para veículos elétricos. A Nidec Industrial Solutions projetou um sistema que pode ser alimentado pela rede ou por fontes de energia renováveis, como o PV (50-320 kW). A SolarCity está comercializando seus sistemas de energia solar junto com instalações de carregamento de carros elétricos. A empresa anunciou uma parceria com o Rabobank para disponibilizar gratuitamente o carregamento de carros elétricos aos proprietários de veículos da Tesla que viajam pela Highway 101 entre São Francisco e Los Angeles. Outros carros que podem utilizar a mesma tecnologia de carregamento são bem-vindos.
Estação SPARC
O SPARC (Estação de recarga automotiva movida a energia solar) usa um único painel solar monocristalino fabricado sob medida capaz de produzir 2,7 kW de potência de pico para carregar híbrido elétrico ou plug-in puro até 80% da capacidade sem retirar eletricidade da rede local. Os planos para o SPARC incluem um sistema não vinculado à rede, bem como redundância para conexão à rede elétrica por meio de um plano de energia renovável. Isto suporta a sua reivindicação de condução sem zeros de veículos elétricos.
Estação de carregamento E-Move
A estação de carregamento E-Move está equipada com oito painéis solares monocristalinos, que podem fornecer 1,76 kWp de energia solar. Com mais refinamentos, os projetistas esperam gerar cerca de 2000 kWh de eletricidade dos painéis ao longo do ano.
Estação de carregamento movida a energia eólica
Em 2012, a Urban Green Energy introduziu a primeira estação de carregamento de veículos elétricos movida a energia eólica do mundo, a Sanya SkyPump. O projeto apresenta uma turbina eólica de eixo vertical de 4 kW emparelhada com uma GE WattStation.