Teknoloġiji tal-Ċarġer tal-Ev

It-teknoloġiji tal-iċċarġjar tal-EV fiċ-Ċina u fl-Istati Uniti huma ġeneralment simili. Fiż-żewġ pajjiżi, il-wajers u l-plakek huma t-teknoloġija dominanti għall-iċċarġjar tal-vetturi elettriċi. (L-iċċarġjar mingħajr fili u l-iskambju tal-batteriji għandhom preżenza żgħira l-aktar.) Hemm differenzi bejn iż-żewġ pajjiżi fir-rigward tal-livelli tal-iċċarġjar, l-istandards tal-iċċarġjar u l-protokolli tal-komunikazzjoni. Dawn ix-xebh u d-differenzi huma diskussi hawn taħt.

A. Livelli ta' Iċċarġjar

Fl-Istati Uniti, ħafna mill-iċċarġjar tal-EV iseħħ b'120 volt bl-użu ta' sokits tal-ħajt tad-dar mhux modifikati. Dan ġeneralment huwa magħruf bħala Livell 1 jew iċċarġjar "trickle". Bil-Livell 1, batterija tipika ta' 30 kWh tieħu madwar 12-il siegħa biex tmur minn 20% għal kważi ċarġ sħiħ. (M'hemm l-ebda sokits ta' 120 volt fiċ-Ċina.)

Kemm fiċ-Ċina kif ukoll fl-Istati Uniti, ħafna mill-iċċarġjar tal-EV iseħħ b'220 volt (Ċina) jew 240 volt (Stati Uniti). Fl-Istati Uniti, dan huwa magħruf bħala ċċarġjar tal-Livell 2.

Iċċarġjar bħal dan jista' jsir b'sokits mhux modifikati jew b'tagħmir speċjalizzat għall-iċċarġjar tal-EV u tipikament juża madwar 6–7 kW ta' enerġija. Meta tiċċarġja b'220–240 volt, batterija tipika ta' 30 kWh tieħu madwar 6 sigħat biex tmur minn 20% għal kważi ċarġ sħiħ.

Fl-aħħar nett, kemm iċ-Ċina kif ukoll l-Istati Uniti għandhom netwerks dejjem jikbru ta’ chargers veloċi DC, li ġeneralment jużaw 24 kW, 50 kW, 100 kW jew 120 kW ta’ qawwa. Xi stazzjonijiet jistgħu joffru 350 kW jew saħansitra 400 kW ta’ qawwa. Dawn il-chargers veloċi DC jistgħu jieħdu batterija ta’ vettura minn 20% sa kważi ċarġ sħiħ f’ħinijiet li jvarjaw minn madwar siegħa sa 10 minuti biss.

Tabella 6:L-aktar livelli komuni ta' ċċarġjar fl-Istati Uniti

Sors: Dipartiment tal-Enerġija tal-Istati Uniti

B. Standards tal-Iċċarġjar

i. Iċ-Ċina

Iċ-Ċina għandha standard wieħed nazzjonali għall-iċċarġjar veloċi tal-EV. L-Istati Uniti għandha tliet standards għall-iċċarġjar veloċi tal-EV.

L-istandard Ċiniż huwa magħruf bħala China GB/T. (L-inizjaliGBtirrappreżenta standard nazzjonali.)

L-istandard GB/T taċ-Ċina ġie rilaxxat fl-2015 wara diversi snin ta’ żvilupp.124 Issa huwa obbligatorju għall-vetturi elettriċi ġodda kollha mibjugħa fiċ-Ċina. Il-manifatturi internazzjonali tal-karozzi, inklużi Tesla, Nissan u BMW, adottaw l-istandard GB/T għall-EVs tagħhom mibjugħa fiċ-Ċina. Il-GB/T bħalissa jippermetti ċċarġjar veloċi b’massimu ta’ 237.5 kW ta’ output (f’950 V u 250 amps), għalkemm ħafna

Iċ-ċarġers veloċi Ċiniżi DC joffru ċċarġjar ta’ 50 kW. GB/T ġdid se jiġi rilaxxat fl-2019 jew fl-2020, li allegatament se jaġġorna l-istandard biex jinkludi ċċarġjar sa 900 kW għal vetturi kummerċjali akbar. GB/T huwa standard taċ-Ċina biss: il-ftit EVs magħmula fiċ-Ċina esportati barra l-pajjiż jużaw standards oħra.125

F'Awwissu 2018, il-Kunsill tal-Elettriku taċ-Ċina (CEC) ħabbar memorandum ta' ftehim man-netwerk CHAdeMO, ibbażat fil-Ġappun, biex jiżviluppaw b'mod konġunt iċċarġjar ultraveloċi. L-għan huwa l-kompatibbiltà bejn GB/T u CHAdeMO għall-iċċarġjar veloċi. Iż-żewġ organizzazzjonijiet se jingħaqdu flimkien biex jespandu l-istandard għal pajjiżi lil hinn miċ-Ċina u l-Ġappun.126

ii. L-Istati Uniti

Fl-Istati Uniti, hemm tliet standards ta' ċċarġjar tal-EV għall-iċċarġjar veloċi tad-DC: CHAdeMO, CCS SAE Combo u Tesla.

CHAdeMO kien l-ewwel standard ta' ċċarġjar veloċi għall-EV, li jmur lura għall-2011. Ġie żviluppat minn Tokyo

Electric Power Company u tfisser “Charge to Move” (logħob bil-Ġappuniż).127 CHAdeMO bħalissa jintuża fl-Istati Uniti fin-Nissan Leaf u l-Mitsubishi Outlander PHEV, li huma fost l-aktar vetturi elettriċi mibjugħa. Is-suċċess tal-Leaf fl-Istati Uniti jista’ jkunIĊĊARĠJAR TA' VEIKOLI ELETTRIĊI FIĊ-ĊINA U L-ISTATI UNITI

ENERGYPOLICY.COLUMBIA.EDU | FRAR 2019 |

parzjalment minħabba l-impenn bikri ta' Nissan li tintroduċi infrastruttura ta' ċċarġjar veloċi CHAdeMO fin-negozjanti u f'postijiet urbani oħra.128 Minn Jannar 2019, kien hemm aktar minn 2,900 ċarġer veloċi CHAdeMO fl-Istati Uniti (kif ukoll aktar minn 7,400 fil-Ġappun u 7,900 fl-Ewropa).129

Fl-2016, CHAdeMO ħabbret li se ttejjeb l-istandard tagħha mir-rata inizjali ta' ħlas ta' 70

kW biex toffri 150 kW.130 F'Ġunju 2018, CHAdeMO ħabbret l-introduzzjoni ta' kapaċità ta' ċċarġjar ta' 400 kW, bl-użu ta' kejbils imkessħin bil-likwidu ta' 1,000 V u 400 amp. L-iċċarġjar ogħla se jkun disponibbli biex jissodisfa l-ħtiġijiet ta' vetturi kummerċjali kbar bħal trakkijiet u karozzi tal-linja.131

It-tieni standard ta' ċċarġjar fl-Istati Uniti huwa magħruf bħala CCS jew SAE Combo. Ġie rilaxxat fl-2011 minn grupp ta' manifatturi tal-karozzi Ewropej u Amerikani. Il-kelmataħlitajindika li l-plagg fih kemm iċċarġjar AC (sa 43 kW) kif ukoll iċċarġjar DC.132 In

Fil-Ġermanja, ġiet iffurmata l-koalizzjoni Charging Interface Initiative (CharIN) biex tappoġġja l-adozzjoni mifruxa tas-CCS. Għall-kuntrarju ta' CHAdeMO, plagg tas-CCS jippermetti l-iċċarġjar DC u AC b'port wieħed, u b'hekk jitnaqqas l-ispazju u l-fetħiet meħtieġa fuq il-karozzerija tal-vettura. Jaguar,

Volkswagen, General Motors, BMW, Daimler, Ford, FCA u Hyundai jappoġġjaw is-CCS. Tesla wkoll ingħaqdet mal-koalizzjoni u f'Novembru 2018 ħabbret li l-vetturi tagħha fl-Ewropa se jiġu mgħammra b'portijiet ta' ċċarġjar tas-CCS.133 Iċ-Chevrolet Bolt u l-BMW i3 huma fost l-EVs popolari fl-Istati Uniti li jużaw l-iċċarġjar tas-CCS. Filwaqt li l-ċarġers veloċi tas-CCS preżenti joffru ċċarġjar ta' madwar 50 kW, il-programm Electrify America jinkludi ċċarġjar veloċi ta' 350 kW, li jista' jippermetti ċċarġjar kważi sħiħ f'10 minuti biss.

It-tielet standard tal-iċċarġjar fl-Istati Uniti huwa mħaddem minn Tesla, li nediet in-netwerk proprjetarju tagħha stess ta’ Supercharger fl-Istati Uniti f’Settembru 2012.134 Tesla

Is-superchargers tipikament joperaw b'480 volt u joffru ċċarġjar b'massimu ta' 120 kW. Hekk kif

F'Jannar 2019, il-websajt ta' Tesla elenkat 595 post ta' Supercharger fl-Istati Uniti, b'420 post addizzjonali "dalwaqt".135 F'Mejju 2018, Tesla ssuġġeriet li fil-futur is-Superchargers tagħha jistgħu jilħqu livelli ta' qawwa sa 350 kW.136

Fir-riċerka tagħna għal dan ir-rapport, staqsejna lill-intervistati Amerikani jekk kinux iqisu n-nuqqas ta’ standard nazzjonali wieħed għall-iċċarġjar veloċi tad-DC bħala ostaklu għall-adozzjoni tal-EV. Ftit wieġbu fl-affermattiv. Ir-raġunijiet għaliex standards multipli għall-iċċarġjar veloċi tad-DC mhumiex meqjusa bħala problema jinkludu:

● Il-biċċa l-kbira tal-iċċarġjar tal-EV isir id-dar u x-xogħol, b'ċarġers tal-Livell 1 u 2.

● Ħafna mill-infrastruttura tal-iċċarġjar pubblika u fuq il-post tax-xogħol sal-lum użat ċarġers tal-Livell 2.

● Hemm adapters disponibbli li jippermettu lis-sidien tal-EV jużaw il-biċċa l-kbira taċ-ċarġers veloċi tad-DC, anke jekk l-EV u ċ-ċarġer jużaw standards ta' ċċarġjar differenti. (L-eċċezzjoni ewlenija, in-netwerk tas-superiċċarġjar ta' Tesla, hija miftuħa biss għall-vetturi Tesla.) Ta' min jinnota li hemm xi tħassib dwar is-sikurezza tal-adapters tal-iċċarġjar veloċi.

● Peress li l-plagg u l-konnettur jirrappreżentaw perċentwal żgħir tal-ispiża ta' stazzjon tal-iċċarġjar veloċi, dan jippreżenta ftit sfida teknika jew finanzjarja għas-sidien tal-istazzjonijiet u jista' jitqabbel mal-pajpijiet għal gażolini b'ottan differenti f'stazzjon tal-fjuwil. Ħafna stazzjonijiet tal-iċċarġjar pubbliċi għandhom plakek multipli mwaħħla ma' arblu tal-iċċarġjar wieħed, li jippermetti li kwalunkwe tip ta' EV jiċċarġja hemmhekk. Tabilħaqq, ħafna ġurisdizzjonijiet jeħtieġu jew jinċentivaw dan.IĊĊARĠJAR TA' VEIKOLI ELETTRIĊI FIĊ-ĊINA U L-ISTATI UNITI

38 | ĊENTRU DWAR IL-POLITIKA TAL-ENERĠIJA GLOBALI | COLUMBIA SIPA

Xi manifatturi tal-karozzi qalu li netwerk ta’ ċċarġjar esklussiv jirrappreżenta strateġija kompetittiva. Claas Bracklo, kap tal-elettromobbiltà fil-BMW u president ta’ CharIN, iddikjara fl-2018, “Waqqafna CharIN biex nibnu pożizzjoni ta’ poter.”137 Ħafna sidien u investituri ta’ Tesla jqisu n-netwerk proprjetarju tas-superchargers tagħha bħala punt ta’ bejgħ, għalkemm Tesla tkompli tesprimi r-rieda li tippermetti mudelli oħra ta’ karozzi jużaw in-netwerk tagħha sakemm jikkontribwixxu finanzjament proporzjonalment għall-użu.138 Tesla hija wkoll parti minn CharIN li tippromwovi s-CCS. F’Novembru 2018, ħabbret li l-karozzi Model 3 mibjugħa fl-Ewropa se jiġu mgħammra b’portijiet CCS. Is-sidien ta’ Tesla jistgħu wkoll jixtru adapters biex jaċċessaw iċ-ċarġers veloċi CHAdeMO.139

C. Protokolli ta' Komunikazzjoni dwar l-Iċċarġjar Il-protokolli ta' komunikazzjoni dwar l-iċċarġjar huma meħtieġa biex jottimizzaw l-iċċarġjar għall-bżonnijiet tal-utent (biex jinstab l-istat tal-iċċarġjar, il-vultaġġ tal-batterija u s-sikurezza) u għall-grilja (inkluż

kapaċità tan-netwerk ta’ distribuzzjoni, prezzijiet skont il-ħin tal-użu u miżuri ta’ rispons għad-domanda).140 Iċ-Ċina GB/T u CHAdeMO jużaw protokoll ta’ komunikazzjoni magħruf bħala CAN, filwaqt li s-CCS jaħdem mal-protokoll PLC. Protokolli ta’ komunikazzjoni miftuħa, bħall-Open Charge Point Protocol (OCPP) żviluppat mill-Open Charging Alliance, qed isiru dejjem aktar popolari fl-Istati Uniti u fl-Ewropa.

Fir-riċerka tagħna għal dan ir-rapport, diversi intervistati mill-Istati Uniti semmew il-bidla lejn protokolli ta’ komunikazzjoni miftuħa u softwer bħala prijorità politika. B’mod partikolari, xi proġetti ta’ ċċarġjar pubbliku li rċevew finanzjament taħt l-American Recovery and Reinvestment Act (ARRA) ġew ikkwotati bħala li għażlu bejjiegħa bi pjattaformi proprjetarji li sussegwentement esperjenzaw diffikultajiet finanzjarji, u ħallew tagħmir imkisser li kien jeħtieġ sostituzzjoni.141 Il-biċċa l-kbira tal-bliet, l-utilitajiet, u n-netwerks tal-iċċarġjar ikkuntattjati għal dan l-istudju esprimew appoġġ għal protokolli ta’ komunikazzjoni miftuħa u inċentivi biex jippermettu lill-hosts tan-netwerk tal-iċċarġjar jibdlu l-fornituri bla xkiel.142

D. Spejjeż

Iċ-ċarġers tad-dar huma orħos fiċ-Ċina milli fl-Istati Uniti. Fiċ-Ċina, ċarġer tad-dar tipiku ta’ 7 kW immuntat mal-ħajt jinbiegħ online għal bejn RMB 1,200 u RMB 1,800.143 L-installazzjoni teħtieġ spiża addizzjonali. (Ħafna mix-xiri ta’ EV privati ​​jiġu b’ċarġer u installazzjoni inklużi.) Fl-Istati Uniti, iċ-ċarġers tad-dar tal-Livell 2 jiswew fil-medda ta’ $450-$600, flimkien ma’ medja ta’ madwar $500 għall-installazzjoni.144 It-tagħmir tal-iċċarġjar veloċi DC huwa ferm aktar għali fiż-żewġ pajjiżi. L-ispejjeż ivarjaw ħafna. Espert Ċiniż wieħed intervistat għal dan ir-rapport stima li l-installazzjoni ta’ arblu tal-iċċarġjar veloċi DC ta’ 50 kW fiċ-Ċina tipikament tiswa bejn RMB 45,000 u RMB 60,000, bil-arblu tal-iċċarġjar innifsu jammonta għal madwar RMB 25,000 – RMB 35,000 u l-kejbils, l-infrastruttura taħt l-art u x-xogħol jammontaw għall-bqija.145 Fl-Istati Uniti, l-iċċarġjar veloċi DC jista’ jiswa għexieren ta’ eluf ta’ dollari għal kull arblu. Il-varjabbli ewlenin li jaffettwaw l-ispiża tal-installazzjoni ta’ tagħmir tal-iċċarġjar veloċi DC jinkludu l-ħtieġa għal tħaffir ta’ trinek, aġġornamenti tat-transformers, ċirkwiti u pannelli elettriċi ġodda jew aġġornati u aġġornamenti estetiċi. Is-sinjali, il-permessi u l-aċċess għal persuni b’diżabilità huma konsiderazzjonijiet addizzjonali.146

E. Iċċarġjar mingħajr fili

L-iċċarġjar mingħajr fili joffri diversi vantaġġi, inklużi l-estetika, l-iffrankar tal-ħin u l-faċilità tal-użu.

Kien disponibbli fis-snin disgħin għall-EV1 (karozza elettrika bikrija) iżda llum huwa rari.147 Is-sistemi ta' ċċarġjar mingħajr fili tal-EV offruti online ivarjaw fl-ispiża minn $1,260 sa madwar $3,000.148 L-iċċarġjar mingħajr fili tal-EV iġorr miegħu penalità fl-effiċjenza, bis-sistemi attwali joffru effiċjenza ta' ċċarġjar ta' madwar 85%.149 Il-prodotti attwali tal-iċċarġjar mingħajr fili joffru trasferiment ta' enerġija ta' 3–22 kW; chargers mingħajr fili disponibbli għal diversi mudelli tal-EV minn Plugless jiċċarġjaw jew b'3.6 kW jew 7.2 kW, ekwivalenti għall-iċċarġjar tal-Livell 2.150 Filwaqt li ħafna utenti tal-EV iqisu li l-iċċarġjar mingħajr fili mhux jiswa l-ispiża addizzjonali,151 xi analisti bassru li t-teknoloġija dalwaqt se tkun mifruxa, u diversi manifatturi tal-karozzi ħabbru li se joffru ċċarġjar mingħajr fili bħala għażla fuq l-EVs futuri. L-iċċarġjar mingħajr fili jista' jkun attraenti għal ċerti vetturi b'rotot definiti, bħal karozzi tal-linja pubbliċi, u ġie propost ukoll għal korsiji tal-awtostradi elettriċi futuri, għalkemm l-ispiża għolja, l-effiċjenza baxxa tal-iċċarġjar u l-veloċitajiet baxxi tal-iċċarġjar ikunu żvantaġġi.152

F. Skambju tal-Batterija

Bit-teknoloġija tal-bdil tal-batteriji, il-vetturi elettriċi jistgħu jiskambjaw il-batteriji eżawriti tagħhom ma’ oħrajn li huma ċċarġjati kompletament. Dan iqassar drastikament il-ħin meħtieġ biex jiġi ċċarġjat vettura elettriċi (EV), b’benefiċċji potenzjali sinifikanti għas-sewwieqa.

Diversi bliet u kumpaniji Ċiniżi bħalissa qed jesperimentaw bl-iskambju tal-batteriji, b'enfasi fuq vetturi elettriċi (EVs) ta' utilizzazzjoni għolja, bħat-taxis. Il-belt ta' Hangzhou implimentat l-iskambju tal-batteriji għall-flotta tat-taxis tagħha, li tuża EVs Zotye magħmula lokalment.155 Beijing bniet diversi stazzjonijiet ta' skambju ta' batteriji fi sforz appoġġjat mill-produttur lokali tal-karozzi BAIC. Fl-aħħar tal-2017, BAIC ħabbret pjan biex tibni 3,000 stazzjon ta' skambju madwar il-pajjiż sal-2021.156 L-istartup Ċiniż tal-EV NIO qed jippjana li jadotta t-teknoloġija ta' skambju tal-batteriji għal xi wħud mill-vetturi tiegħu u ħabbret li se tibni 1,100 stazzjon ta' skambju fiċ-Ċina.157 Diversi bliet fiċ-Ċina—inklużi Hangzhou u Qingdao—użaw ukoll l-iskambju tal-batteriji għall-karozzi tal-linja.158

Fl-Istati Uniti, id-diskussjoni dwar il-bdil tal-batteriji naqset wara l-falliment fl-2013 tal-istartup Iżraeljan tal-bdil tal-batteriji Project Better Place, li kien ippjana netwerk ta’ stazzjonijiet ta’ bdil għall-karozzi tal-passiġġieri.153 Fl-2015, Tesla abbandunat il-pjanijiet tagħha ta’ stazzjonijiet ta’ bdil wara li bniet faċilità ta’ dimostrazzjoni waħda biss, u tat tort lin-nuqqas ta’ interess tal-konsumaturi. Hemm ftit, jekk hemm, esperimenti għaddejjin fir-rigward tal-bdil tal-batteriji fl-Istati Uniti llum.154 It-tnaqqis fl-ispejjeż tal-batteriji, u forsi sa ċertu punt l-iskjerament ta’ infrastruttura ta’ ċċarġjar veloċi DC, x’aktarx naqqsu l-attrazzjoni tal-bdil tal-batteriji fl-Istati Uniti.

Filwaqt li l-iskambju tal-batteriji joffri diversi vantaġġi, għandu wkoll żvantaġġi notevoli. Batterija ta' EV hija tqila u tipikament tinsab fil-qiegħ tal-vettura, u tifforma komponent strutturali integrali b'tolleranzi minimi ta' inġinerija għall-allinjament u l-konnessjonijiet elettriċi. Il-batteriji tal-lum ġeneralment jeħtieġu tkessiħ, u l-konnessjoni u l-iskonnettjar tas-sistemi tat-tkessiħ huwa diffiċli.159 Minħabba d-daqs u l-piż tagħhom, is-sistemi tal-batteriji jridu joqogħdu perfettament biex jevitaw it-tħakkik, inaqqsu l-użu u jżommu l-vettura ċċentrata. L-arkitettura tal-batterija tal-iskejtbord komuni fl-EVs tal-lum ittejjeb is-sikurezza billi tbaxxi ċ-ċentru tal-piż tal-vettura u ttejjeb il-protezzjoni mill-ħabtiet fuq quddiem u fuq wara. Batteriji li jistgħu jitneħħew li jinsabu fil-bagalja jew xi mkien ieħor ma jkollhomx dan il-vantaġġ. Peress li ħafna sidien tal-vetturi jiċċarġjaw prinċipalment id-dar jewIĊĊARĠJAR TA' VEIKOLI ELETTRIĊI FIĊ-ĊINA U L-ISTATI UNITIFuq il-post tax-xogħol, l-iskambju tal-batteriji mhux bilfors isolvi l-kwistjonijiet tal-infrastruttura tal-iċċarġjar—jgħin biss biex jindirizza l-iċċarġjar pubbliku u l-firxa. U minħabba li ħafna mill-manifatturi tal-karozzi mhumiex lesti li jistandardizzaw il-pakketti jew id-disinji tal-batteriji—il-karozzi huma ddisinjati madwar il-batteriji u l-muturi tagħhom, u dan jagħmel dan valur proprjetarju ewlieni160—l-iskambju tal-batteriji jista’ jirrikjedi netwerk separat ta’ stazzjonijiet ta’ skambju għal kull kumpanija tal-karozzi jew tagħmir separat ta’ skambju għal mudelli u daqsijiet differenti ta’ vetturi. Għalkemm ġew proposti trakkijiet mobbli għall-iskambju tal-batteriji,161 dan il-mudell ta’ negozju għadu ma ġiex implimentat.