Hva er hurtiglading?

HurtigladerDet åpenbare svaret er at det går raskt å lade elbilen. Men hva er det? Hvordan kan det foregå? Og er det egentlig mulig?

For å være litt generøse og realistiske, inkluderer vi også semihurtiglading innenfor hva vi her velger å skrive om som hurtiglading. Sjøl om en type hardware er definert som «hurtig» og en annen som «semihurtig», er det ikke alltid forskjellen i praksis er så stor.

Definisjon

Hvis vi holder oss til dagligtalen blant elbilistene etter siste års praksis med ulike lademetoder, kan vi ha en enkel tabell som uttrykker ulike ladefarter. Fra hva vi veit, det finnes ingen omforent standard som uttrykker dette.

Type Teknisk Effekt Ladetid 0-80%
Husholdningskontakt 230V/10A/1fas 2,3 kW 6-8 timer
Type 2 230V/16A/1fas 3,5 kW 4-5 timer
Type 2 / Industrikontakt 230V/32A/3fas 12 kW  1-1,5 time 
Semihurtigladepunkt 400V/32A/3fas  22 kW  35-50 minutter 
Hurtigladepunkt AC  400V/63A/3fas  43 kW  20-30 minutter 
Hurtigladepunkt DC  4-500V/100-125A  50 kW  20-30 minutter 
Hurtigladepunkt DC Tesla 4-500V/250A 90-120 kW ca 1 time

Ladetida er basert på batteripakkas størrelse i de nye elbilene vi idag kjenner best i det norske markedet: Mitsubishi i-MiEV, Citroën C-ZERO, Peugeot iOn, BMW i3, VW e-up! og Nissan LEAF. Ladetida for Tesla superlader er basert på den største batteripakka, som er cirka fire ganger større enn for de andre elbilene. Vi forutsetter da at batteriene er med topp kapasitet. Over tid taper de seg, da går ladingen «hurtigere» i betydning at det er mindre strøm som kan lagres. Hurtigere lading forutsetter også gunstige temperaturer, verken svært varmt eller kaldt.

Vi oppgir bare ladetid fra 0-80% fordi batteriene ikke tillater hurtiglading mot slutten av oppfyllingen. Men resten av regnestykket gjør du greit sjøl. Med ulike ladefarter tar det fra en halv time til to timer på toppen av tida ovenfor.

I denne tabellen uttrykker vi da hva vi anser som en muntlig uttrykt definisjon. For å kalle noe semihurtiglading er det minimum nominell effekt på 22 kW. Hurtiglading starter på 43 kW. Så kan vi absolutt si at det er rom for å utvide ordbruken når det skal gå enda raskere enn hva som kalles hurtiglading her. Kreativ ordbruk kan være «superhurtig» på norsk, eller «rapid» som et alternativ til «fast» på engelsk. Tesla kaller sine dobbelt så raske hurtigladere for "superchargers".

Strømmen

Kilowatt (kW) uttrykker da effekten som er en funksjon av å gange spenning (Volt) med strømstyrke (Ampere) med antall faser (ved trefase multipliseres det med kvadratroten av 3).

Den elektriske spenningen i nettet uttrykkes i Volt (V). Høyere den er, jo mer effekt får vi ved ladingen – og dermed kortere ladetid. Spenningen er forholdsvis konstant, men kan variere litt avhengig av kvaliteten på det enkelte nett. Sånn i hovedsak har vi tre nivåer: 110V (f.eks. USA), 230V (typisk i hus i Norge) og 400V (industri m.m.).

I Norge har vi en utfordring med at vi er et av de få land i Europa hvor store deler (ca 70%) av strømnettet er 230V. Det gir ikke samme farta som en spenning på 400V. Imidlertid bygges det nå mer og mer 400V. Og på de stedene hvor (semi)hurtiglading er mest aktuelt, f.eks. næringsbygg, kjøpesentere, bensinstasjoner o.l., er det gjerne 400V.

Ampere(A) angir strømstyrken. I alle anlegg reguleres den av sikringer som skal forhindre at du forsøker å ta ut mer strøm enn hva som er tilrådelig. Derfor angis det en maksimal verdi for Ampere i et strømuttak / ladepunkt. Strømstyrken reguleres også av hvor mye laderen i bilen, likeretteren på ladestasjonen eller batteriene er i stand til å ta imot. Derfor er det ikke alltid slik at det som angis som mulig Ampere, som er en nominell verdi – eller skal vi kalle det «opptil», er den reelle verdien.

Energien fra ladepunktet kan leveres som vekselstrøm (AC) eller likestrøm (DC). Normalt er det vekselstrøm du finner i alle stikkontakter. Siden batteriene lagrer likestrøm, må da også laderen omforme vekselstrømmen til dette. Eller det må være en likeretter på ladepunktet slik at du får likestrøm levert direkte fra kontakten til batteriene. 

blogg120331abbterrascUtstyr

For hva vi kaller normallading, er de fleste av dagens elbiler utstyrt med en lader som omformer vekselstrøm til likestrøm, og håndterer ihvertfall oppimot 3,5 kW. Mens vi ser at det kommer biler som også vil klare normallading på 6-7 kW, f.eks. Ford Focus Electric, BMW i3 og nyeste modell Nissan LEAF.

For (semi)hurtiglading har vi alternativ både for å bruke veksels- (AC) og likestrøm (DC).

Snart kommer de første bilene som skal ha en innebygd lader for å håndtere opp til 43 kW effekt ved AC-lading. En Tesla Model S med tvilllinglader kan lade med effekt opp til 20 kW fra disse punktene. Renault Zoe skal kunne hurtiglade ved å trekke vekselsstrøm med opptil 43 kW. Disse bilene vil da ha noe mer avanserte og kraftfulle ladere, nok også dyrere og tyngre, enn det vi til nå har vært vant til.

Ved DC-lading er ikke laderen i elbilen annerledes. Likeretteren av strømmen er plassert på ladepunktet slik at likestrøm går rett inn i batteriene (sjølsagt kontrollert!). Dette krever da vesentlig større investeringer på ladepunktet.

For en som skal sette opp et ladepunkt, er det dyreste utstyret til DC-hurtiglading med effekter opp til 50 kW (eller mer). Listepriser på 150-200.000 kr for basisutstyr, med tillegg for kommunikasjon, betalingsterminal o.l. Til semihurtig DC-lading er utstyrskostnaden anslått til noe over halvparten. Det er langt rimeligere å slippe likeretter på ladepunktet. En semihurtig 22 kW AC-løsning (400V/32A/3fas) koster en brøkdel av beløpene ovenfor.

Ikke bare uttrykker disse forholdene rimeligere hardware, men det vil også være rimeligere installasjonskostnader gjennom mindre behov for forbedringer av strømnettet. Så raskere lading – jo mer vil det koste. Antagelig også for elbilisten.

«Standarder» for hurtiglading

Vi bruker hermetegn fordi det er en lettere forvirring om hva som er en omforent «standard» og hva som er en «løsning». Men dette blir over tid klarere.

CHAdeMOFørst ute for rask DC-lading (likestrøm) var den japanske løsningen CHAdeMO. Utvikla av TEPCO (japansk energiselskap) i samarbeid med elbilpionerene i bilindustrien i Japan. Mange produsenter av ladestasjoner har tilpassa utstyret sitt til denne løsningen. Vinteren 2012 har det kommet på plass over 1.000 CHAdeMO ladepunkt i Europa, totalt over 3.500 i hele verden. Dette er også hva som til nå har vært satt opp i Norge. Naturlig nok da denne løsningen er tilpassa Mitsubishi i-MiEV, Citroën C-ZERO, Peugeot iOn og Nissan LEAF. Kjøretøy som i 2011-2013 utgjorde svært mye av det totale elbilsalget.

Løsningen CHAdeMO inkluderer definisjon av en dedikert ladekontakt- og plugg (japansk standard) og DC-lading opptil 63 kW effekt, samt kommunikasjonsprotokoll mellom bil og den eksterne laderen (likeretteren).

ComboChargingDen kommende europeiske standarden er Combined Charging System (populært kalt Combo eller CCS) som standardiseringsorganisasjonen SAE har godkjent for DC hurtiglading av elbiler. SAE står også bak annet vi kjenner som standard design og uttrykk i elbilbransjen. Det er amerikansk og tysk bilindustri, men også med støtte fra den europeiske organisasjon av kjøretøyprodusenter, som har arbeidet fram Combo-løsningen.

På slutten av 2013 kom de første elbilene som kan benytte Combo, BMW i3 og VW e-up! i Europa og Chevrolet Spark i USA, og vi har fått de første Combo ladepunktene i Norge.

Fra CHAdeMO skiller Combo seg ved å ha et forenkla ladeinntak i bilene siden hurtiglading vil foregå ved hjelp av kommunikasjonen i ladepluggen for AC-lading, med i tillegg et ekstra par kraftige strømpinner. Altså et felles ladeinntak for AC og DC – derav kallenavnet Combo, som skal være robust nok til å håndtere alle former for ladefarter opp til 86 kW effekt. Litt forvirrende er det at AC-ladingen vil foregå med plugg Type 1 i USA og Type 2 i Europa. Combo seg på en annen kommunikasjonsprotokoll, HomePlug Green Phy, som bakmennene hevder skal være mer framtidsretta for å takle framtidige, komplekse ladeløsninger og smart grid. 

AddThis Social Bookmark Button

Google Play

iTunes

Lading for «dummies»

lading for dummies