Villamossági alapfogalmak

Az elektromos autók felhasználói óhatatlanul is találkoznak olyan fogalmakkal, amiket fizika órán tanítottak, és most az elektromobilitással kapcsolatban ismét előkerültek. Próbáljuk meg tisztázni az alapokat!

Ez a leírás nem szakmabelieknek szól, így a benne található pontatlanságok az egyszerűbb megértést szolgálják. A fogalmak könnyebb megértése érdekében párhuzamot vonunk egy vízvezeték működésével.

Feszültség: két pont közötti potenciálkülönbség. Mértékegysége a Volt. A feszültség nagyságából önmagában nem tudunk semmire sem következtetni. Létezik egyenfeszültség, pl az akkumulátorokban és elemekben, illetve váltakozó feszültség pl a hálózati feszültség. A váltakozó feszültség minden időpillanatban más értékű. Az értékét egyfajta átlagképzéssel, az ú.n. effektív értékkel jellemezzük.
Hazánkban és a környező országokban 230 Volt effektív értékű a hálózati feszültség névleges értéke, de ez több (akár tizen) Voltos tartományban ingadozhat.
A feszültségre tekintsünk úgy, mint a vízvezeték hálózatban a víznyomásra. Mindig ott áll készenlétben, de semmi munkát nem végez, amíg a csap zárva van.

Áramerősség: két eltérő potenciált összekötő terhelésen keresztül átfolyó „valami” mértéke. Ennek nagysága függ a potenciál különbségtől (feszültségtől) és a terhelés mértékétől (ellenállásától). Tehát annál nagyobb az áramerősség, minél nagyobb a feszültség és minél kisebb az ellenállás.
Mértékegysége az Amper.
A vízvezetékes analógiában az áram a csapon kifolyó víz erőssége. Az ellenállást a csap nyitása jelképezi. Minél jobban nyitjuk a csapot (ellenállást csökkentünk) és minél nagyobb a víznyomás (feszültség), annál jobban folyik a víz (áram).

Teljesítmény: ez a villamos rendszer azon jellemzője, ami azt fejezi ki, hogy mennyire „erős” a töltésünk. Minél nagyobb a feszültségünk és minél több áram folyik át, annál nagyobb a teljesítmény. Elektromos autók töltése esetén jó közelítéssel igaz, hogy a teljesítmény a feszültség és az áram szorzata.
Mértékegysége a Watt, illetve ennek ezerszerese a kiloWatt (kW). 
Vízvezetéknél az egységnyi idő alatt kifolyó víz mennyisége arányos a teljesítménnyel. Mindegy, hogy kis nyomáson nagyra nyitott csappal vagy nagy nyomású rendszeren résnyire nyitott csappal érjük el ugyanazt a teljesítményt.

Energia, fogyasztás: Az elfogyasztott energiamennyiséget úgy kapjuk meg, hogy mérjük egy adott teljesítménnyel üzemelő fogyasztó üzemidejét. Tehát minél nagyobb teljesítmény minél tovább üzemel, annál több energiát fogyaszt el.
Mértékegysége leggyakrabban a kWh, amit a teljesítmény (kW) és idő (óra, jele a h) szorzata. Ez az a mennyiség, amit ki kell fizetnünk a töltéseink során, legyen szó otthoni vagy nyilvános töltésről.
Vízvezeték esetén az összes kifolyt víz szimbolizálja a fogyasztást. Nem számít, hogy milyen gyorsan folyt ki az a víz, a mennyiség után kell fizetnünk.

Gyakran keverik a teljesítményt és a fogyasztást a hasonló mértékegységek miatt. Nem mindegy, hogy kW vagy kWh amiről beszélünk.

Egy autó motorjának a leadott teljesítménye, vagy a töltéskor az akkumulátorokba bepumpált teljesítményének a mértékegysége a kW.

Az akkumulátor teljes energiatáróló képessége, vagy egy adott útszakasz megtételéhez szükséges energia mértékegysége kWh.


Töltési módok

Az elektromos autók töltésére többféle módot különböztetünk meg.

Mode1 töltés

A legegyszerűbb módja a töltésnek, amikor a járművet közvetlenül a hálózati konnektorba csatlakoztatjuk. Ez a töltési mód nagy sorozatban gyártott autóknál soha nem volt használatban.

Mode2 töltés

Ez alatt az autóhoz adott „töltődobozt” értjük. Gyakran hívják ezt EVSE-nek (Electric Vehicle Supply Equipment). Néhány autómárka terminológiájában vésztöltőnek vagy alkalmi használatara szánt töltőnek is nevezik.
Jellemzője, hogy egyik végén hagyományos hálózati aljzatba dugható csatlakozó van egy rövid kábellel, a másik végén az autó töltőcsatlakozójának megfelelő dugó van néhány méternyi kábellel.

Ezzel bárhol fel tudjuk tölteni az autónkat, de elég sok hátránya van, ami miatt a rendszeres használata ellenjavallt.

Csak kis árammal tudja tölteni az autót. Ennek leginkább biztonsági okai vannak. Mivel a gyártó nem tudhatja, hogy milyen hálózati aljzatba fogja a felhasználó bedugni, így korlátozzák az áramerősséget 10 Amper környékére. Így sem garantált, hogy egy rossz minőségű, kilazult érintkezőkkel rendelkező aljzat nem fog leolvadni.

Igényesebb megoldásoknál be van építve a csatlakozó fejébe egy hőmérséklet szenzor, ami lekapcsol, ha meleget érzékel. De ez nem tudja érzékelni egy hibás kötődoboz vagy egy hosszabítóba bedugott töltő által okozott túlmelegedést. Ez pedig akár tüzet is okozhat.

Az ilyen töltők természetesen csak egy fázist használnak a töltéshez, jellemzően 2,3 kW legnagyobb teljesítménnyel. Ezzel egy éjszaka alatt akár 150 km hatótávot is vissza lehet pótolni. Ez a legtöbb esetben elegendő is a napi rutinhoz. Sok tulajdonos ezért nem is vásárol magának töltőberendezést, hanem ezt használja.

Ez a töltési mód szinte soha nem tudja kihasználni azt a töltési teljesítményt, amire az autó kialakításánál fogva képes lenne. Ha hirtelen kellene nagyobb távot megtenni az autónkkal, akkor erre a töltőre nem számíthatunk, más megoldást kell keresni.

Mode3 töltés

A köznyelvben ezt hívjuk gyorstöltésnek. Valóban gyorsabb, mint a mode2, de lényegesen lassabb, mint a villámtöltés. Ez a töltési mód dedikált, előre telepített töltőberendezés segítségével történik.

Az ilyen töltők nem végeznek energiaátalakítást, csak a megfelelő felügyelet mellett, az autóval kommunikálva, ellenőrzött módon engedik az autó felé a hálózatból érkező energiát. Az átengedett áram erőssége jellenzően nagyobb, mint amit egy konnektorból lehet vételezni.

A váltakozó áramú töltésnél az autóba épített fedélzeti töltő végzi el az egyenirányítást és a töltőáram szabályozását. Ezért az ilyen töltőknél a legritkább esetben lép fel kompatibilitási probléma, minden töltő képes tölteni minden ilyen bemenettel ellátott autót. Ezért ne ragaszkodjunk az autógyár által árult töltőhöz, nem kapunk semmi többletet azzal, hogy "gyári" töltőt vásárolunk.

A mode3 töltők képesek kihasználni az autóba épített fedélzeti töltő legnagyobb teljesítményét, ezáltal biztosítják a váltakozó áramú töltésnél lehetséges legrövidebb töltési időt.

Mode 4 töltés

Ezt hívjuk villámtöltésnek. Ez egy teljesen más elvű töltés. Itt a töltőberendezés állítja elő azt az egyenfeszültséget és áramot, amit az autó akkumulátora kíván. A töltőberendezés és az autó között olyan kommunikáció zajlik, amiben az autóba épített akkumulátorfelügyeleti egység utasítja a töltőberendezést arra, hogy mekkora értékekkel kell tölteni az autót.

Ezeknél a töltőknél a jármű nagyfeszültségű akkumulátorára közvetlenül csatlakozik a töltő. Ilyen módon csak a töltő teljesítménye és az akkumulátor állapota szab határt a legnagyobb töltési teljesítménynek. A legkisebb villámtöltők teljesítménye ott kezdődik, ahol a legnagyobb váltóáramú töltők végződnek.

Ez a töltési mód a hosszabb utak során szükséges minél gyorsabb utántöltésekre szolgál. Nagy terhelést jelent az akkumulátornak, és rendszeres használata annak élettartamra sincs jó hatással.

Az ilyen berendezések drágák, beruházási igényük jelentős, és gyakran nem áll rendelkezésre a szükséges villamos betáplálás sem.

Tekintse meg termékeinket!