جایگاه شارژ وسایل نقلیه برقی که به اختصار ECS یا EVSE نیز خوانده می‌شود در واقع تامین کننده انرژی وسایل نقلیه برقی اعم از هیبرید PLUG-IN و تمام برقی است. این جایگاه‌های شارژ مانند پمپ بنزین‌ها لازم نیست در مکانی مخصوص قرار داشته باشد و تجهیزات جانبی زیادی نیز نیاز ندارد. این جایگاه‌ها تقریبا ایمن هستند و نیاز به تجهیزات ایمنی زیادی ندارند. از همین بابت میتوان در محل کار یا خانه یک جایگاه شارژ وسایل نقلیه برقی داشت.
بعضی از خودروهای PLUG-IN طوری طراحی شده‌اند که می‌توانند به برق شهری وصل شده و شارژ شوند. اما خودروهای برقی دیگر نیاز به شارژرهای مخصوص موجود در جایگاه‌های شارژ دارند تا برق مخصوص و ایمن را به خودرو ارائه دهند. جایگاه‌های شارژ موجود در دنیا توسط طیف گسترده‌ای از شرکتهای خصوصی در خیابان‌ها، مراکز خرید، رستورانها و پارکینگها نصب و اداره می‌شوند.
برای آگاهی از محل دقیق انواع ایستگاههای شارژ وسایل نقلیه برقی در سراسر دنیا میتوان به سایت Plugshare.com مراجعه کرد. در این سایت نشان داده شده است که در ایران تعداد ایستگاههای شارژ خودروهای برقی به تعداد انگشتان یک دست هم نمی‌رسد.
سوکتهای شارژر موجود در جایگاه‌های شارژ باید بتواند با انواع خودورهای PLUG-IN موجود در بازار سازگار باشند. بنابراین این اتصالات باید از استانداردهای موجود در این زمینه پیروی کنند. برای شارژرهای سریع معمولی DC شارژرهای چند استانداردی سیستم شارژری ترکیبی (CCS) و CHAdeMO استفاده می‌شود. برای شارژرهای شارژ سریع AC نیز سوکتهای مخصوص خود، مورد استفاده قرار می‌گیرند.
شما هر آنچه لازم است در مورد خودرو برقی و هیبریدی را می‌توانید در مقاله لینک شده دنبال کنید.
انواع ایستگاههای شارژ
جایگاه‌های شارژ را میتوان به چهار دسته اولیه تقسیم بندی کرد:
ایستگاههای شارژ مسکونی
زمانی که یک خودروی PLUG-IN در خانه است و از آن استفاده نمی‌شود بهترین زمان برای شارژ کردن آن است. بنابراین میتوان از شارژر درون خانه استفاده کرد و یک جایگاه شارژ اختصاصی درون پارکینگ منزل بوجود آورد. شارژرهای درون خانه، معمولا تجهیزات اندازه گیری مقدار برق مصرفی را ندارند اما برای شارژ سریع نیاز به یک سری سیم کشی‌های خاص دارند. همچنین میتوان بعضی از شارژرهای قابل حمل را به دیوار وصل کرد و به عنوان ایستگاه شارژ استفاده کرد.
ایستگاههای شارژ اماکن عمومی
معمولا صاحبان مراکز تفریحی و فرهنگی و تجاری که کارمندان و مشتری‌های زیادی دارند. خودروهایی زیادی در پارکینگ های این مراکز پارک است، اقدام به نصب شارژرهای خودروهای PLUG-IN در قسمتهایی از پارکینگ میکنند. این شارژرها می‌توانند رایگان باشند تا صاحبان خودروهای PLUG-IN را ترغیب کنند تا ضمن استفاده از امکانات آن مراکز، خودروهای خود را نیز شارژ کنند. شارژرهای مورد استفاده در این اماکن معمولا AC نوع اول و دوم هستند که جلوتر پیرامون آنها صحبت خواهیم کرد.
دیگر نوع ایستگاههای شارژ، شارژرهای شارژ سریع در ایستگاههای عمومی است. این شارژرها با قدرت بیش از 40 کیلووات قادر به تحویل بیش از 97 کیلومتر برد در 10 تا 30 دقیقه هستند. این ایستگاههای شارژ معمولا در استراحتگاه‌های بین راهی مورد استفاده قرار می‌گیرند تا امکان سفرهای طولانی‌تر را برای خودروهای برقی فراهم آورد. البته در ایستگاههای شهری نیز برای شارژ سریع در زمان پارک‌های کوتاه مورد استفاده قرار می‌گیرد. سوکتهای این شارژرها معمولا از نوع 2 (اروپایی)، CCS، CHAdeMO و سوپر شارژرهای تسلا هستند.
یک روش دیگر برای شارژ کردن خودروهای برقی این است که باتری به طور کامل با یک باتری شارژ شده تعویض گردد. با این روش میتوان 320 کیلومتر برد در کمتر از 15 دقیقه بوجود آورد. تا قبل از سال 2014 امکان تعویض باتری خودروهای برقی وجود نداشت اما هم اکنون در بعضی از خودروهای برقی این امکان بوجود آمده است.
ظرفیت باتری و قابلیت شارژ سریع هر دو در حال پیشرفت است اما نیاز به بهبود روشهای شارژ هنوز حس می‌شود. روشهای شارژ دیگری از جمله ایستگاههای شارژ سیار و شارژرهای بی سیم نیز مطرح شده‌اند. نیازها و راه حلهای متنوع ارائه شده توسط تولید کنندگان، ظهور روشهای استاندارد شارژ را کند کرده است. از سال 2015 اقدامات مربوط به استاندارد سازی روشهای شارژ با جدیت بیشتری انجام گرفت.
مدت زمان شارژ شدن
مدت زمان شارژ شدن بستگی به ظرفیت باتری و قدرت شارژر آن دارد. به زبان ساده مدت زمان شارژ شدن یک باتری به میزان شارژ شدن باتری بستگی دارد. میزان شارژ شدن باتری نیز به مقدار ولتاژ باتری و شارژر وابسته است. انجمن SAE شارژرها از نظر مدت زمان شارژ در سه سطح تقسیم بندی کرده است: سطح 1؛ 120 ولت AC خانگی که کمترین سرعت را دارد. سطح2؛ 240 ولت VAC خانگی ارتقا یافته که سرعت متوسط دارد. سطح3؛ سوپرشارژر 480 ولت DC که سریع‌ترین نوع است.
شارژرهای نوع 3 می‌توانند در 30 دقیقه باتری را تا 80% پر کنند. تهیه کننده‌گان این شارژرها در پی آن هستند تا از استانداردهای بیشتری در این حوزه پیروی کنند. میتوان به راحتی، زمان شارژ باتری را با استفاده از فرمول زیر بدست آورد:
قدرت شارژر (کیلووات) / ظرفیت باتری (کیلووات ساعت)= مدت زمان شارژ باتری (ساعت)
ظرفیت باتری در خودروهای برقی نسل اول مانند نیسان لیف در حدود 20 کیلووات ساعت بود که حدودا 160 کیلومتر برد در اختیار راننده قرار میداد که این مقدار بسیار کم بنظر میرسید. برای اولین بار تسلا وسایل نقلیه برد طولانی با تولید انبوه را عرضه کرد. مدل S این شرکت با ظرفیت باتری 40، 60 و 85 کیلووات ساعت به بازار عرضه شد در حالیکه در مدل 60 کیلووات ساعتی تا 480 کیلومتر برد داشت.
با پیشرفت تکنولوژی و بوجود آمدن خودروهای هیبریدی، خودروهای هیبرید PLUG-IN به بازار معرفی شدند. ظرفیت باتری آنها 3 تا 5 کیلووات ساعت بود و برد موتور الکتریکی آنها 20 تا 40 کیلومتر میرسید. اما با وجود یک موتور بنزینی که می‌توانست در هر زمان موتور الکتریکی را شارژ کند وعملا توانایی پیمایش هر مسافتی را داشت.
برای شارژهای عادی(حداکثر تا 4/7 کیلووات) سازندهی خودروها از شارژرهای درون خودرو استفاده میکنند. کابل شارژ این خودروها به برق شهری(230 ولت AC) متصل می‌شود. برای شارژهای سریعتر(22 کیلووات تا 43 کیلووات یا بیشتر)، سازندگان دو راه حل در پیش رو دارند:
- از شارژر درون خودرویی استفاده کنند که توانایی شارژ از 3 تا 43 کیلووات را با برق تکفاز 230 ولتی یا 400 ولتی سه فاز را دارند.
- از شارژر خارجی استفاده کنند که جریان AC را به DC تبدیل میکند. این شارژرها توانایی شارژ خودرو را از 50 کیلووات (نیسان لیف) تا 135 کیلووات (تسلا مدل S) دارد.
| حداکثر جریان | ولتاژ | قدرت | نوع جریان | زمان شارژ باتری خودرو برقی برای طی مسافت 100 کیلومتر |
| 16 آمپر | 230 ولت AC | 3.3 کیلووات | تک فاز | 6-8 ساعت |
| 32 آمپر | 230 ولت AC | 7.4 کیلووات | تک فاز | 3-4 ساعت |
| 16 آمپر | 400 ولت AC | 11 کیلووات | سه فاز | 2-3 ساعت |
| 32 آمپر | 400 ولت AC | 22 کیلووات | سه فاز | 1-2 ساعت |
| 63 آمپر | 400 ولت AC | 43 کیلووات | سه فاز | 20-30 دقیقه |
| 100-125 آمپر | 400-500 ولت DC | 50 کیلووات | جریان مستقیم | 20-30 دقیقه |
| 300-350 آمپر | 300-500 ولت DC | 120 کیلووات | جریان مستقیم |
10 دقیقه |
هزینه شارژ کردن خودروهای برقی
در سال 2017 تسلا به دارندگان خودروهای مدل S و X این شرکت کارت اعتباری هدیه داد تا بتوانند 400 کیلووات ساعت رایگان از سوپرشارژرهای همین شرکت استفاده کنند. بعد اتمام سهمیه رایگان در نظر گرفته شده، صاحبان خودروهای برقی تسلا باید در هنگام استفاده از سوپرشارژرهای ایستگاههای شارژ به ازای هر کیلووات ساعت هزینه پرداخت کنند. بازه قیمت استفاده از این سوپرشارژرها در آمریکا به ازای هر کیلووات ساعت بین 06/0 تا 26/0 دلار است. البته سوپرشارژرهای تسلا فقط برای خودروهای تسلا قابل استفاده است.
دیگر شبکه‌های شارژ برای خودروهای برقی به جز تسلا قابل استفاده است. یکی از این شبکه‌ها Blink است که شارژرهای سطح 2 و DC شارژ سریع دارد. هزینه استفاده از این شارژرها برای اعضای شبکه متفاوت است. به ازای هر کیلووات ساعت بین 39/0 تا 69/0 دلار برای اعضا و 49/0 تا 79/0 دلار برای غیر اعضا با توجه موقعیت مکانی ایستگاه متفاوت است. تا سال 2013 شارژرهای این شرکت بیش از حد گرم می‌شدند و به خود شارژر و اتومبیل آسیب می‌زدند. راه حل این شرکت برای حل این مشکل، کاهش حداکثر جریان بود.
از دیگر شبکه های شارژ میتوان به ChargePoint اشاره کرد که شارژرهای پولی و رایگان دارد. رانندگان با گرفتن کارت عضویت می‌توانند از مزایای در نظر گرفته شده برای اعضا بهره‌مند شوند. این شبکه نیز مانند Blink با توجه موقعیت مکانی ایستگاه شارژ را با قیمت متفاوتی عرضه میکند. دیگر شبکه‌های شارژ عملکردی مشابه پمپ بنزین‌ها دارند به صورتی که به ازای هر کیلووات ساعت الکتریسیته دریافتی مبلغی به صورت نقدی یا کارت اعتباری پرداخته می‌شود.
ایمنی در ایستگاههای شارژ خودروهای برقی
با اینکه فرآیند شارژ خودروهای برقی و نیمه برقی بنظر ساده می‌آید و به راحتی میتوان با اتصال به پریز برق خانگی یک خودروی برقی را شارژ کرد. اما در ایستگاههای شارژ که معمولا چند خودرو در حال شارژ هستند، سیستم سنجش جریان اضافی و مکانیزم بررسی اتصال برای هنگامی که خودرو دیگر شارژ نمی‌شود الزامی است. دو مدل اصلی برای سنسورهای ایمنی وجود دارد:
- سنسورهای جریان قدرت مصرفی را نشان می‌دهند و اتصال را با توجه به درخواست شارژ از پیش تعیین شده قطع و وصل میکنند. سنسورهای سیمی نیز نوع دیگری از سنسورها هستند که عملکرد سریعی دارند و قطعات کمتری برای خرابی دارند و ارزان‌تر هستند. اما سنسورهای جریانی به صورت استاندارد کار میکنند و گزینه‌هایی را برای صاحب ایستگاه شارژ فراهم می‌آورد تا از برق مصرفی به ازای شارژ عرضه شده مطلع شود.
- سنسورهای سیمی که با ارائه سیگنال بازخورد می‌توانند که در مدلهای SAE J1772 و IEC 62196 کاربرد دارد.
سازندگان مطرح ایستگاههای شارژ
تامین کنندگان و تولیدکنندگان ایستگاههای شارژ خودروهای برقی انواع مختلف ایستگاههای شارژ از مدل خانگی گرفته تا مدل اماکن عمومی و ایستگاههای پیشرفته تمام اتوماتیک را طراحی و می‌سازند. بیشترین ایستگاههای شارژ دنیا به ترتیب در آمریکا، آلمان، هلند، انگلیس و ایتالیا قرار دارند. در ادامه به توضیح مختصر چند شرکت تامین کننده ایستگاههای شارژ می‌پردازیم.
از سازندگان اصلی این ایستگاه‌ها میتوان به ChargePoint که پیش‌تر راجع به آن صحبت کردیم نام برد. این شرکت 12 سال پیش تاسیس شد و تاکنون بیش از چند هزار ایستگاه سوخت عمومی و خصوصی در کانادا مکزیک و دیگر کشورها ساخته است و میتوان گفت بزرگترین شبکه شارژ خودروهای برقی را مدیریت میکند.
ABB
یکی از شرکتهای بزرگ تولید کننده ربات‌های صنعتی در جهان است که در حوزه تولید تجهیزات برقی نیز فعالیت دارد. این شرکت در سالهای اخیر طیف وسیعی از تکنولوژی‌های مربوط به شارژ سریع اتوبوس‌ها و اتومبیل‌ها رونمایی کرده است. این شرکت همکاری‌هایی با برخی خودروسازی‌ها از جمله پورشه در زمینه توسعه شارژرهای خودروهای برقی داشته است.
BP
یکی از غول‌های صنعت انرژی است که بیشتر در حوزه تجارت نفت و گاز شناخته شده است. اما این شرکت نیز پیرامون خودروهای برقی فعالیت خود را آغاز کرده است و یکی از بزرگترین تامین کننده تجهیزات شارژ خودروهای برقی در انگلستان است. این شرکت اخیرا در زمینه پلت فرم شارژ خودروهای برقی با نام PowerShare سرمایه گذاری کرده است.
Shell
یکی دیگر از غول‌های صنعت انرژی Shell است. این شرکت در زمینه شارژ وسایل نقلیه الکتریکی با نام GreenLots ورود پیدا کرده و توانسته است درآمد خوبی نیز از این راه بدست آورد. این شرکت همچنین ادعا میکند با همکاری‌هایی که داشته می‌تواند با استفاده از فناوری که در ربات‌های خود مختار به کار رفته، جایگزینی برای شارژرهای معمولی ارائه دهد.
Webasto
یک شرکت تامین کننده قطعات صنعت خودرو است که انواع شارژرهای خانگی و جادهای عرضه میکند. این شرکت یک وبسایت آنلاین نیز دارد که می‌توانید از طریق آن به صورت آنلاین انواع شارژرهای خودروهای برقی و هیبریدی Plug-in را با قیمت حدودا 700 یورو سفارش دهید.
Hyundai
برای توسعه سیستم شارژ بدون سیم وسایل نقلیه الکتریکی با KIA همکاری کرده است. به نظر می‌رسد در سالهای آینده شاهد رونمایی خودروی برقی جدیدی از این دو برند باشیم. شارژرهای بی سیم توسط دیگر شرکت‌ها از جمله Daimler Mercedes-Benz مورد بررسی قرار گرفته است اما احتمالا تکنولوژی متفاوتی خواهند داشت. از دیگر فعالیت‌های برند Hyundai میتوان به سیستم شارژ خورشیدی که در سقف اتومبیل قرار می‌گیرد اشاره کرد.
شرکتهای کثیر دیگری نیز در این زمینه فعالیت دارند که به آنها اشاره نشده است. از جمله آنها میتوان به Blink، EVBox، EVgo، Renault و Phihong اشاره کرد. تعداد زیاد شرکتهای تامین کننده ایستگاههای شارژ خودروهای برقی و وارد شدن شرکتهای نفتی معروفی همچون Shell و BP به این حوزه، حاکی از از این حقیقت است که در این زمینه میتوان درآمد قابل توجهی داشت و با ارائه تکنولوژیها و روشهای جدید شارژ بازار وسایل نقلیه برقی را به دست گرفت.
در ایران با توجه به وجود نداشتن خودروهای تمام برقی، فعلا ایستگاه شارژ به تعداد قابل قبول وجود ندارد. اما مپنا با ساخت یک ایستگاه شارژ استاندارد در نزدیکی برج میلاد در تهران، آمادگی خود را مبنی بر توانایی ساخت ایستگاههای شارژ در ایران اعلام کرده است.
برای درک بهتر مدیریت بخش های مختلف اتومبیل مقاله آشنایی با ای سی یو ما را مطالعه نمایید.