Oplaadtechnologyen foar elektryske auto's yn Sina en de Feriene Steaten binne oer it algemien ferlykber. Yn beide lannen binne snoeren en stekkers de oerweldigjend dominante technology foar it opladen fan elektryske auto's. (Draadloos opladen en batterijwikseling hawwe op syn heechst in lytse oanwêzigens.) Der binne ferskillen tusken de twa lannen oangeande oplaadnivo's, oplaadnormen en kommunikaasjeprotokollen. Dizze oerienkomsten en ferskillen wurde hjirûnder besprutsen.
A. Oplaadnivo's
Yn 'e Feriene Steaten wurdt in grut part fan it opladen fan elektryske auto's plakfûn op 120 volt mei net-modifisearre stopkontakten yn 'e hûs. Dit wurdt oer it algemien nivo 1 of "trickle"-laden neamd. Mei nivo 1-laden duorret it sawat 12 oeren foar in typyske batterij fan 30 kWh om fan 20% nei in hast folsleine lading te gean. (Der binne gjin 120 volt-stopkontakten yn Sina.)
Yn sawol Sina as de Feriene Steaten wurdt in soad EV-laden plakfûn op 220 volt (Sina) of 240 volt (Feriene Steaten). Yn 'e Feriene Steaten wurdt dit nivo 2-laden neamd.
Sok opladen kin plakfine mei net-modifisearre stopkontakten of spesjalisearre EV-oplaadapparatuer en brûkt typysk sawat 6-7 kW oan stroom. By it opladen mei 220-240 volt duorret it sawat 6 oeren foar in typyske batterij fan 30 kWh om fan 20% nei in hast folsleine lading te gean.
Uteinlik hawwe sawol Sina as de Feriene Steaten groeiende netwurken fan DC-snelladers, dy't meastentiids 24 kW, 50 kW, 100 kW of 120 kW oan stroom brûke. Guon stasjons kinne 350 kW of sels 400 kW oan stroom oanbiede. Dizze DC-snelladers kinne in autobatterij fan 20% nei in hast folsleine lading bringe yn tiden fariearjend fan sawat ien oere oant mar 10 minuten.
Tabel 6:Meast foarkommende oplaadnivo's yn 'e FS
| Oplaadnivo | Berik fan auto tafoege per oplaadtiid enKrêft | Stroomfoarsjenning |
| AC Nivo 1 | 4 mi/oere @ 1.4 kW 6 mi/oere @ 1.9 kW | 120 V AC/20A (12-16A kontinu) |
| AC Nivo 2 | 10 mi/oere @ 3.4 kW 20 mi/oere @ 6.6 kW 60 mi/oere @ 19.2 kW | 208/240 V AC/20-100A (16-80A kontinu) |
| Dynamyske tariven foar gebrûkstiid | 24 mi/20 minuten @ 24 kW 50 mi/20 minuten @ 50 kW 90 mi/20 minuten @ 90 kW | 208/480 V AC 3-faze (ynfierstroom evenredich mei útfierfermogen; ~20-400A AC) |
Boarne: Amerikaansk Ministearje fan Enerzjy
B. Oplaadnormen
i. Sina
Sina hat ien lanlike standert foar snelladen fan elektryske auto's. De FS hat trije standerts foar snelladen fan elektryske auto's.
De Sineeske standert is bekend as Sina GB/T. (De initialenGBstean foar nasjonale standert.)
Sina GB/T waard yn 2015 útbrocht nei ferskate jierren fan ûntwikkeling.124 It is no ferplicht foar alle nije elektryske auto's dy't yn Sina ferkocht wurde. Ynternasjonale autofabrikanten, ynklusyf Tesla, Nissan en BMW, hawwe de GB/T-standert oannaam foar har elektryske auto's dy't yn Sina ferkocht wurde. GB/T makket op it stuit fluch laden mooglik mei in maksimum fan 237,5 kW útfier (by 950 V en 250 ampère), hoewol in protte
Sineeske DC-snelladers biede 50 kW opladen. In nije GB/T sil yn 2019 of 2020 útbrocht wurde, dy't nei alle gedachten de standert sil opwurdearje om laden oant 900 kW foar gruttere kommersjele auto's op te nimmen. GB/T is in standert allinich foar Sina: de pear yn Sina makke elektryske auto's dy't nei it bûtenlân eksportearre wurde, brûke oare noarmen.125
Yn augustus 2018 kundige de China Electricity Council (CEC) in memorandum fan oerienkomst oan mei it CHAdeMO-netwurk, basearre yn Japan, om mienskiplik ultrasnel opladen te ûntwikkeljen. It doel is kompatibiliteit tusken GB/T en CHAdeMO foar snel opladen. De twa organisaasjes sille gearwurkje om de standert út te wreidzjen nei lannen bûten Sina en Japan.126
ii. Feriene Steaten
Yn 'e Feriene Steaten binne der trije EV-laadnormen foar DC-snelladen: CHAdeMO, CCS SAE Combo en Tesla.
CHAdeMO wie de earste standert foar snelladen fan elektryske auto's, út 2011. It waard ûntwikkele troch Tokio
Electric Power Company en stiet foar "Charge to Move" (in wurdspiling yn it Japansk).127 CHAdeMO wurdt op it stuit yn 'e Feriene Steaten brûkt yn 'e Nissan Leaf en Mitsubishi Outlander PHEV, dy't ûnder de bêst ferkeapjende elektryske auto's binne. It súkses fan 'e Leaf yn 'e Feriene Steaten kin wêzeELEKTRISKE AUTO'S OPLADEN YN SINA EN DE FERIENDE STATEN
ENERGYBELEID.COLUMBIA.EDU | FEBREWARIS 2019 |
foar in part te tankjen oan Nissan syn iere tasizzing om CHAdeMO-snellaadynfrastruktuer út te rôljen by dealers en oare stedske lokaasjes.128 Yn jannewaris 2019 wiene der mear as 2.900 CHAdeMO-snelladers yn 'e Feriene Steaten (en ek mear as 7.400 yn Japan en 7.900 yn Jeropa).129
Yn 2016 kundige CHAdeMO oan dat it syn standert opwurdearje soe fan syn oarspronklike laadtaryf fan 70
kW om 150 kW oan te bieden.130 Yn juny 2018 kundige CHAdeMO de yntroduksje oan fan in laadmooglikheid fan 400 kW, mei help fan floeistofkuolle kabels fan 1.000 V en 400 ampère. De hegere oplaadmooglikheden sille beskikber wêze om te foldwaan oan 'e behoeften fan grutte kommersjele auto's lykas frachtweinen en bussen.131
In twadde oplaadstandert yn 'e Feriene Steaten is bekend as CCS of SAE Combo. It waard yn 2011 útbrocht troch in groep Jeropeeske en Amerikaanske autofabrikanten. It wurdkombinaasjejout oan dat de stekker sawol AC-opladen (oant 43 kW) as DC-opladen befettet.132 In
Dútslân, de Charging Interface Initiative (CharIN) koalysje waard oprjochte om te pleitsjen foar de wiidfersprate oannimmen fan CCS. Oars as CHAdeMO, makket in CCS-stekker DC- en AC-laden mooglik mei ien poarte, wêrtroch't de romte en iepeningen dy't nedich binne op 'e autokarossery ferminderet. Jaguar,
Volkswagen, General Motors, BMW, Daimler, Ford, FCA en Hyundai stypje CCS. Tesla is ek by de koalysje oansletten en hat yn novimber 2018 oankundige dat har auto's yn Jeropa útrisd wurde soene mei CCS-laadpoarten.133 De Chevrolet Bolt en BMW i3 binne ûnder de populêre elektryske auto's yn 'e Feriene Steaten dy't CCS-laden brûke. Wylst hjoeddeistige CCS-snelladers opladen biede fan sawat 50 kW, omfettet it Electrify America-programma snelladen fan 350 kW, wat in hast folsleine lading yn mar 10 minuten mooglik meitsje kin.
De tredde oplaadstandert yn 'e Feriene Steaten wurdt eksploitearre troch Tesla, dy't yn septimber 2012 har eigen proprietêre Supercharger-netwurk yn 'e Feriene Steaten lansearre.134 Tesla
Superladers wurkje typysk op 480 volt en biede opladen mei in maksimum fan 120 kW.
Yn jannewaris 2019 neamde de Tesla-webside 595 Supercharger-lokaasjes yn 'e Feriene Steaten, mei nochris 420 lokaasjes dy't "gau komme".135 Yn maaie 2018 suggerearre Tesla dat har Superchargers yn 'e takomst in fermogen fan 350 kW berikke kinne.136
Yn ús ûndersyk foar dit rapport hawwe wy Amerikaanske ynterviewden frege oft se it ûntbrekken fan ien nasjonale standert foar DC-snelladen as in barriêre foar de oannimmen fan elektryske auto's beskôgen. Mar in pear antwurden befêstigjend. De redenen wêrom't meardere DC-snelladen net as in probleem beskôge wurde, binne ûnder oaren:
● It measte opladen fan elektryske auto's fynt plak thús en op it wurk, mei laders fan nivo 1 en 2.
● In grut part fan 'e iepenbiere en wurkpleatslaadinfrastruktuer hat oant no ta gebrûk makke fan nivo 2-laders.
● Adapters binne beskikber dy't EV-eigners tastean om de measte DC-snelladers te brûken, sels as de EV en lader ferskillende laadnormen brûke. (De wichtichste útsûndering, it Tesla-superchargingnetwurk, is allinich iepen foar Tesla-auto's.) It is opmerklik dat der wat soargen binne oer de feiligens fan snellaadadapters.
● Omdat de stekker en ferbining in lyts persintaazje fan 'e kosten fan in snellaadstasjon fertsjintwurdigje, presintearret dit in lytse technyske of finansjele útdaging foar stasjonseigners en kin it fergelike wurde mei de slangen foar ferskate oktaan benzine by in tankstasjon. In protte iepenbiere laadstasjons hawwe meardere stekkers oan ien laadpeal ferbûn, wêrtroch elk type elektryske auto dêr opladen wurde kin. Yndied, in protte jurisdiksjes fereaskje of stimulearje dit.ELEKTRISKE AUTO'S OPLADEN YN SINA EN DE FERIENDE STATEN
38 | SINTRUM FOAR GLOBAAL ENERGYBELEID | COLUMBIA SIPA
Guon autofabrikanten hawwe sein dat in eksklusyf laadnetwurk in konkurrearjende strategy fertsjintwurdiget. Claas Bracklo, haad fan elektromobiliteit by BMW en foarsitter fan CharIN, sei yn 2018: "Wy hawwe CharIN oprjochte om in machtsposysje op te bouwen."137 In protte Tesla-eigners en ynvestearders beskôgje har eigen supercharger-netwurk as in ferkeappunt, hoewol Tesla bliuwt ree om oare automodellen har netwurk te brûken, mits se bydrage oan finansiering evenredich mei gebrûk.138 Tesla makket ek diel út fan CharIN dy't CCS befoarderet. Yn novimber 2018 kundige it oan dat Model 3-auto's dy't yn Jeropa ferkocht wurde, útrisd soene wêze mei CCS-poarten. Tesla-eigners kinne ek adapters keapje om tagong te krijen ta CHAdeMO-snelladers.139
C. Laadkommunikaasjeprotokollen Laadkommunikaasjeprotokollen binne nedich om it laden te optimalisearjen foar de behoeften fan 'e brûker (om de laadstatus, batterijspanning en feiligens te detektearjen) en foar it net (ynklusyf
distribúsjenetwurkkapasiteit, priisbepaling op gebrûkstiid en fraachreaksjemaatregels).140 Sina GB/T en CHAdeMO brûke in kommunikaasjeprotokol bekend as CAN, wylst CCS wurket mei it PLC-protokol. Iepen kommunikaasjeprotokollen, lykas it Open Charge Point Protocol (OCPP) ûntwikkele troch de Open Charging Alliance, wurde hieltyd populêrder yn 'e Feriene Steaten en Europa.
Yn ús ûndersyk foar dit rapport neamden ferskate Amerikaanske ynterviewden de beweging nei iepen kommunikaasjeprotokollen en software as in beliedsprioriteit. Benammen guon iepenbiere oplaadprojekten dy't finansiering krigen ûnder de American Recovery and Reinvestment Act (ARRA) waarden neamd as leveransiers mei eigen platfoarms keazen dy't dêrnei finansjele swierrichheden ûnderfûnen, wêrtroch't kapotte apparatuer efterliet dy't ferfongen wurde moast.141 De measte stêden, nutsbedriuwen en oplaadnetwurken dy't foar dizze stúdzje kontakt opnommen binne, uteren stipe foar iepen kommunikaasjeprotokollen en stimulâns om hosts fan oplaadnetwurken yn steat te stellen naadloos fan oanbieders te wikseljen.142
D. Kosten
Thúsladers binne goedkeaper yn Sina as yn 'e Feriene Steaten. Yn Sina wurdt in typyske muorremonteare thúslader fan 7 kW online ferkocht foar tusken RMB 1.200 en RMB 1.800.143 Ynstallearje fereasket ekstra kosten. (De measte partikuliere oankeapen fan elektryske auto's wurde levere mei lader en ynstallaasje ynbegrepen.) Yn 'e Feriene Steaten kostje thúsladers fan nivo 2 tusken de $ 450 en $ 600, plus in gemiddelde fan sawat $ 500 foar ynstallaasje.144 DC-snelladen is yn beide lannen signifikant djoerder. De kosten ferskille sterk. Ien Sineeske ekspert dy't foar dit rapport ynterviewd is, skatte dat it ynstallearjen fan in DC-snelladenpeal fan 50 kW yn Sina typysk tusken RMB 45.000 en RMB 60.000 kostet, wêrby't de laadpeal sels sawat RMB 25.000 - RMB 35.000 kostet en bekabeling, ûndergrûnske ynfrastruktuer en arbeid de rest foar har rekkenje.145 Yn 'e Feriene Steaten kin DC-snelladen tsientûzenen dollars per peal kostje. Wichtige fariabelen dy't ynfloed hawwe op de kosten fan it ynstallearjen fan DC-snellaadapparatuer omfetsje de needsaak foar it graven fan sleatten, upgrades fan transformators, nije of opwurdearre circuits en elektryske panielen en estetyske upgrades. Buorden, fergunningen en tagong foar handikapten binne ekstra oerwagings.146
E. Draadloos opladen
Draadloos opladen biedt ferskate foardielen, ynklusyf estetyk, tiidbesparring en gemak fan gebrûk.
It wie beskikber yn 'e jierren '90 foar de EV1 (in iere elektryske auto), mar is hjoed de dei seldsum.147 Draadloze EV-oplaadsystemen dy't online oanbean wurde, fariearje yn kosten fan $1.260 oant sawat $3.000.148 Draadloos EV-opladen bringt in effisjinsje-straf mei, mei hjoeddeistige systemen dy't in laadeffisjinsje fan sawat 85% biede.149 Hjoeddeistige draadloze oplaadprodukten biede in krêftoerdracht fan 3-22 kW; draadloze opladers binne beskikber foar ferskate EV-modellen fan Plugless-laden op 3,6 kW of 7,2 kW, lykweardich oan nivo 2-laden.150 Wylst in protte EV-brûkers beskôgje dat draadloos opladen de ekstra kosten net wurdich is,151 hawwe guon analysten foarsein dat de technology gau wiidferspraat sil wêze, en ferskate autofabrikanten hawwe oankundige dat se draadloos opladen as opsje oanbiede soene op takomstige EV's. Draadloos opladen kin oantreklik wêze foar bepaalde auto's mei definieare rûtes, lykas iepenbiere bussen, en it is ek foarsteld foar takomstige elektryske snelwegen, hoewol hege kosten, lege laadeffisjinsje en lege laadsnelheden neidielen soene wêze.152
F. Batterijwikseling
Mei batterijwikseltechnology koenen elektryske auto's har lege batterijen útwikselje foar oaren dy't folslein opladen binne. Dit soe de tiid dy't nedich is om in elektryske auto op te laden dramatysk koarter meitsje, mei wichtige potinsjele foardielen foar bestjoerders.
Ferskate Sineeske stêden en bedriuwen eksperimintearje op it stuit mei batterijwikseling, mei in fokus op elektryske auto's mei in hege gebrûkswearde, lykas taksy's. De stêd Hangzhou hat batterijwikseling ynset foar har taksyfloat, dy't lokaal makke Zotye EV's brûkt.155 Peking hat ferskate batterijwikselstasjons boud yn in ynspanning stipe troch de lokale autofabrikant BAIC. Ein 2017 kundige BAIC in plan oan om lanlik 3.000 wikselstasjons te bouwen tsjin 2021.156 De Sineeske EV-startup NIO is fan plan om batterijwikseltechnology te brûken foar guon fan har auto's en kundige oan dat it 1.100 wikselstasjons yn Sina bouwe soe.157 Ferskate stêden yn Sina - ynklusyf Hangzhou en Qingdao - hawwe ek batterijwikseling brûkt foar bussen.158
Yn 'e Feriene Steaten ferdwûn de diskusje oer batterijwikseling nei it fallisemint fan 'e Israelyske batterijwikselstartup Project Better Place yn 2013, dy't in netwurk fan wikselstasjons foar persoane-auto's pland hie.153 Yn 2015 liet Tesla syn plannen foar wikselstasjons los nei't se mar ien demonstraasjefasiliteit boud hiene, en joech it gebrek oan belangstelling fan konsuminten de skuld. Der binne hjoed de dei mar in pear, as gjin, eksperiminten oan 'e gong mei batterijwikseling yn 'e Feriene Steaten.154 De delgong fan batterijkosten, en miskien yn mindere mate de ynset fan DC-snellaadynfrastruktuer, hawwe wierskynlik de oantrekkingskrêft fan batterijwikseling yn 'e Feriene Steaten fermindere.
Hoewol it wikseljen fan batterijen ferskate foardielen biedt, hat it ek wichtige neidielen. In EV-batterij is swier en leit typysk oan 'e ûnderkant fan it auto, en foarmet in yntegraal struktureel komponint mei minimale technyske tolerânsjes foar útrjochting en elektryske ferbiningen. De batterijen fan hjoed hawwe meastentiids koeling nedich, en it oan- en loskeppeljen fan koelsystemen is lestich.159 Mei it each op har grutte en gewicht moatte batterijsystemen perfekt passe om ratteljen te foarkommen, slijtage te ferminderjen en it auto sintraal te hâlden. De skateboardbatterij-arsjitektuer dy't gewoan is yn 'e elektryske auto's fan hjoed ferbetteret de feiligens troch it gewichtssintrum fan it auto te ferleegjen en de botsingsbeskerming oan 'e foar- en efterkant te ferbetterjen. Útnimbere batterijen dy't yn 'e kofferbak of earne oars lizze, soene dit foardiel misse. Om't de measte auto-eigners benammen thús oplade ofELEKTRISKE AUTO'S OPLADEN YN SINA EN DE FERIENDE STATENop it wurk soe it wikseljen fan batterijen net needsaaklik de problemen mei de laadynfrastruktuer oplosse - it soe allinich helpe om iepenbier opladen en berik oan te pakken. En om't de measte autofabrikanten net ree binne om batterijpakketten of ûntwerpen te standardisearjen - auto's binne ûntworpen om har batterijen en motors hinne, wêrtroch dit in wichtige proprietêre wearde is160 - kin it wikseljen fan batterijen in apart netwurk fan wikselstasjons fereaskje foar elk autobedriuw of aparte wikselapparatuer foar ferskate modellen en maten fan auto's. Hoewol mobile batterijwikselfrachtweinen binne foarsteld,161 moat dit bedriuwsmodel noch ymplementearre wurde.
Pleatsingstiid: 20 jannewaris 2021