Przyłącza do Ładowania Samochodów Elektrycznych i Moce Ładowania – Przewodnik

Opublikowano: 23.06.2018
Ostatnia aktualizacja: 15.02.2023

Autor: Bogumił Jochymczyk

Niniejszy przewodnik stworzony został aby przybliżyć Państwu dostępne w Polsce przyłącza do ładowania samochodów elektrycznych i moce ładowania jakie oferują poszczególne z nich. Przyłącza przedstawiono w kolejności alfabetycznej. Tekst zakończony został oficjalną klasyfikacją poziomów ładowania pojazdów elektrycznych.

Samochody elektryczne wyposażone są zwykle w jedno lub dwa gniazda odpowiadające wymienionym poniżej przyłączom (z wyjątkiem przyłącza typu Siła i gniazdka ściennego Schuko). Jeżeli samochód elektryczny nie jest wyposażony w gniazdo dla przyłącza danego typu, nie znaczy to że nie możemy z takiego przyłącza skorzystać. W większości przypadków wystarczy użyć odpowiedniego adaptera/przejściówki. Samochód ładować będzie się wówczas z mocą nieprzekraczającą dopuszczalnej mocy dla użytego w nim gniazda a jednocześnie z taką mocą jaką dysponuje dane przyłącze. Przede wszystkim jednak z mocą nie większą niż ta z którą – w dużym uproszczeniu – samochód jest kompatybilny.

Spis treści

1. CCS (Combo 2)

2. CHAdeMO (Type 4)

3. Gniazdko ścienne Schuko (CEE 7/5)

4. J1772 (Type 1)

5. Mennekes (Type 2)

6. Przyłącza typu Siła (Commando)

6.1. Siła 3-pin 16 A (niebieskie Commando, mniejsze)

6.2. Siła 3-pin 32 A (niebieskie Commando, większe)

6.3. Siła 5-pin 16 A (czerwone Commando, mniejsze)

6.4. Siła 5-pin 32 A (czerwone Commando, większe)

7. Tesla Destination Charger (przyłącza do ładowania samochodów elektrycznych Mennekes działające tylko w Tesli)

8. Tesla Supercharger (przyłącza do ładowania samochodów elektrycznych Mennekes działające tylko w Tesli)

9. Poziomy ładowania pojazdów elektrycznych według SAE

CCS (Combo 2)

CCS to skrót od ang. Combined Charging System co można by przetłumaczyć na język polski jako „Połączony System Ładowania”. Jest to opracowany i rozwijany przez europejskie stowarzyszenie CharIN (zrzeszające głównie producentów samochodów) system szybkiego ładowania pojazdów elektrycznych za pomocą przyłącza stanowiącego połączenie przyłącza prądu przemiennego i przyłącza prądu stałego w jednej konstrukcji. W Europie przyłącze CCS występuje w wersji Combo 2 – jego górna część odpowiadająca za ładowanie prądem przemiennym jest wielkości przyłącza Mennekes (Type 2). Jest do niego podobna kształtem z tą różnicą, że nie posiada tylu styków. Można jednak do takiego gniazda podłączyć wtyczkę Mennekes ładując w ten sposób pojazd elektryczny posiadający złącze CCS (Combo 2) wyłącznie prądem przemiennym, jedno- lub trójfazowym. Innymi słowy gniazdo CCS (Combo 2) w swojej górnej części jest kompatybilne z przyłączem Mennekes (Type 2).

Ładowanie prądem przemiennym o mocy do 43 kW i prądem stałym o mocy do 200 kW

Przy pomocy przyłącza do ładowania samochodów elektrycznych CCS możliwe jest ładowanie prądem o napięciu od 200 V do 1000 V. Trwają prace nad dostosowaniem standardu do pojazdów wymagających napięcia poniżej 200 V. CCS jest standardem łączącym w sobie ładowanie jedno- lub trójfazowym prądem przemiennym o mocy do 43 kW jak i prądem stałym o mocy do 200 kW a w przyszłości – według planów – nawet 350 kW. Obecnie jednak ładowanie pojazdów elektrycznych przy użyciu przyłącza CCS odbywa się głównie z mocą maksymalnie 50 kW.

Specjalny zamek w gnieździe CCS zapobiega przypadkowemu wyciągnięciu wtyczki z gniazda. Sterowanie ładowaniem i kontrolowanie przebiegu tego procesu odbywa się za pomocą impulsów elektrycznych przesyłanych przez PLC (od ang. Power Line Communication co oznacza „Komunikację w Linii Energetycznej” – technologię umożliwiającą jednoczesne przesyłanie danych tym samym kablem którym dostarczany jest prąd). Standard CCS dopuszcza również bezprzewodową komunikację stacji ładowania z ładowanym pojazdem. Istnieje wariant przyłącza do ładowania samochodów elektrycznych CCS wykorzystujący pantografy do ładowania autobusów oraz ciężarówek.

CHAdeMO (Type 4)

CHAdeMO jest grą słów O cha demo ikaga desuka, co w języku japońskim oznacza „Napijmy się filiżanki herbaty podczas gdy samochód się ładuje”. Nawiązuje do krótkiego czasu ładowania pojazdu elektrycznego. CHAdeMO stanowić może również skrót od słów Charge de Move, co z kolei można by przetłumaczyć jako „Ładowanie w Celu Przemieszczania się”. Jest to system szybkiego ładowania pojazdów elektrycznych prądem stałym opracowany przez japońskie stowarzyszenie o tej samej nazwie. CHAdeMO był pierwszym globalnym protokołem szybkiego ładowania.

Ładowanie prądem stałym o mocy do 200 kW

CHAdeMO umożliwia ładowanie pojazdów elektrycznych prądem o mocy od 6 kW do 200 kW (400 A, 500 V). Około 2020 roku standard ten ma móc oferować ładowanie z mocą sięgającą nawet 350-400 kW (350-400 A, 1 kV). Obecnie przyłącza CHAdeMO ładują pojazdy elektryczne na ogół z mocą 50 kW, maksymalnie 62,5 kW (125 A, 500 V).

Podczas korzystania z przyłącza do ładowania samochodów elektrycznych CHAdeMO, jest ono zablokowane w gnieździe pojazdu przy pomocy zatrzasku kontrolowanego przez elektryczny zamek. Zamek zostaje odblokowany po zakończeniu ładowania, kiedy napięcie spadnie do bezpiecznego poziomu. Komunikacja pomiędzy ładowanym pojazdem a stacją odbywa się z wykorzystaniem popularnej nie tylko w przemyśle samochodowym, cenionej za niezawodność i odporność na zakłócenia magistrali komunikacyjnej CAN (ang. Controller Area Network – „Sieć Obszarów Kontrolnych”). Pojazd elektryczny kontroluje proces ładowania wysyłając do stacji żądania dotyczące napięcia, natężenia, dostosowane do temperatury ładowanych baterii, stopnia ich naładowania oraz całkowitej pojemności.

Gniazdko ścienne Schuko (CEE 7/5)

Przyłącza do ładowania samochodów elektrycznych Schuko (CEE 7/5)

Schuko to skrót od niemieckiego Schutz-Kontakt co można by przetłumaczyć na język polski jako „Kontakt z Zabezpieczeniem” lub „Zabezpieczony Kontakt”. Nazwa będąca jednocześnie znakiem towarowym należącym do Schuko Trademark Association, odwołuje się do uziemienia, które takie przyłącze powinno posiadać we wtyczce jak i gnieździe, w postaci styków umieszczonych na jego obrysie i/lub otworu/bolca wewnątrz obrysu (ikony przedstawiające przyłącze Schuko na stronach Naładuj.pl nie posiadają zaznaczonego uziemienia aby uniknąć pomylenia ich z gniazdami typu Siła). Standard Schuko opatenotwany został w 1930 roku w Niemczech, przez bawarskiego wytwórcę akcesoriów elektrycznych Alberta Büttnera i jego Bayerische Elektrozubehör AG.

CEE to skrót od ang. Commision of Electric Equipment, a dokładnie International Commission on Rules for the Approval of Electrical Equipment, co w języku polskim oznacza „Międzynarodową Komisję ds. Zasad Zatwierdzania Sprzętu Elektrycznego” – europejską organizację, która zdefiniowała powyższe standardy. CEE 7/5 oznacza standard w którym gniazdo Schuko występuje wersji z bolcem jako uziemieniem (wersja z uziemieniem w postaci styków na „północy” i „południu” gniazda nosi oznaczenie CEE 7/3).

Ładowanie prądem przemiennym o mocy do 3,68 kW

Przyłącze Schuko pozwala ładować pojazd elektryczny prądem przemiennym o mocy maksymalnie 3,68 kW (230 V, 16 A).

J1772 (Type 1)

J1772 (Type 1) to nazwa standardu ładowania pojazdów elektrycznych opracowanego przez założoną w USA, działającą na całym świecie organizację SAE (skrót od ang. Society of Automotive Engineers, co oznacza „Stowarzyszenie Inżynierów Branży Motoryzacyjnej”). SAE zajmuje się m.in. przygotowywaniem rozmaitych norm dot. środków szeroko pojętego transportu. Pełna, formalna nazwa standardu J1772 (Type 1) to SAE Surface Vehicle Recommended Practice J1772 („Zalecana Praktyka SAE J1772 dot. Pojazdu Powierzchniowego”) oraz SAE Electric Vehicle Conductive Charge Coupler („Łącznik Przewodzący Ładowania Pojazdu Elektrycznego SAE”).

Autorem projektu przyłącza do ładowania samochodów elektrycznych w oparciu o w/w standard była firma Yazaki z główną siedzibą w Japonii. Yazaki jest w skali światowej jednym z czołowych dostawców podzespołów dla branży motoryzacyjnej i jednym ze stu przedsiębiorstw posiadających najwięcej patentów w USA.

Ładowanie prądem przemiennym o mocy do 19,2 kW

Zaprojektowane przez Yazaki przyłącze J1772 (Type 1) pozwala na ładowanie pojazdu elektrycznego jednofazowym prądem przemiennym o mocy do 19,2 kW (o napięciu od 120 V do 240 V i natężeniu od poniżej 16 A do 80 A).

Standard J1772 (Type 1) rozróżnia dwa poziomy ładowania:
– poziom 1 kiedy ładowanie odbywa się z mocą do 1,92 kW (120 V, 16 A)
– poziom 2 kiedy ładowanie odbywa się z mocą od 7,2 kW (240 V, 30 A) do 19,2 kW (240 V, 80 A).

Standard J1772 posiada zabezpieczenie zbliżeniowe w postaci styku wykorzystywanego do komunikacji pomiędzy ładowanym pojazdem a stacją, który jest krótszy od pozostałych styków przesyłających prąd. Jego przerwanie powoduje zakończenie procesu ładowania jeszcze przed przerwaniem kontaktu styków odpowiadających za przesył prądu. Zapobiega to powstawaniu łuku elektrycznego przedłużając żywotność przyłącza. Wspomniane zabezpieczenie połączone jest również z wyłącznikiem aktywowanym przez przycisk do odłączania przyłącza od gniazda, dzięki czemu pojazd jest w stanie zakończyć proces ładowania zanim wtyczka zostanie odłączona od gniazda.

Mennekes (Type 2)

Nazwa Mennekes pochodzi od nazwy niemieckiej firmy Mennekes Elektrotechnik założonej w 1935 roku przez Aloysa Mennekesa, specjalizującej się w produkcji przemysłowych przyłączy elektrycznych. Przyłącze Type 2 zaproponowane zostało przez przedsiębiorstwo Mennekes w 2009 roku przyjmując od tego czasu kolokwialną nazwę od nazwy firmy która jest jego autorem. W 2013 roku Komisja Europejska nadała Mennekes (Type 2) miano oficjalnego przyłącza do ładowania samochodów elektrycznych na terenie Unii Europejskiej.

Ładowanie prądem przemiennym o mocy do 43,5 kW

Przyłącze Mennekes zaprojektowane zostało z myślą o ładowaniu pojazdów elektrycznych prądem jedno- lub trójfazowym, o natężeniu od 16 A do 63 A i napięciu do 400 V (o mocy od 3,7 kW do 43,5 kW).

Przyłącza do ładowania samochodów elektrycznych Mennekes (Type 2) nie posiadają mechanizmu blokującego co zmniejsza pewność poprawnego włożenia wtyczki do gniazda i uzyskania właściwego kontaktu.

Przyłącza typu Siła (Commando)

To przemysłowe przyłącza standardu IEC 60309 (od ang. International Electrotechnical Commission co oznacza „Międzynarodową Komisję Elektrotechniczną”). Potoczna nazwa Commando odnosi się do nazwy rodziny przyłączy przemysłowych stworzonych przez brytyjską firmę MK Electric. Przyłącza te posiadają różne kolory zależnie od napięcia prądu dla którego zostały przewidziane. Jako przyłącza do ładowania samochodów elektrycznych wykorzystuje się Commando w kolorze niebieskim i czerwonym. Przyłącza w kolorze niebieskim przeznaczone są do prądu o napięciu od 200 V do 250 V. Przyłącza w kolorze czerwonym z kolei wykorzystuje się do przesyłania prądu o napięciu od 380 V do 480 V. Gniazda przyłączy IEC 60309 przymocowane na stałe na zewnątrz budynków, skierowane są zwykle w dół aby zapobiec przedostawaniu się do nich wody podczas np. opadów deszczu. Przyłącza IEC 60309 dostępne są ponadto w wersjach bryzgoszczelnych i wodoszczelnych.

Siła 3-pin 16 A (niebieskie Commando, mniejsze)

Siła 3-pin 16 A (niebieskie Commando, mniejsze) to przyłącze przeznaczone do przesyłania prądu jednofazowego o natężeniu 16 A. Przy napięciu 240 V oferuje moc maksymalnie 3,84 kW. Przyłącze to spotkać można najczęściej na polach campingowych. Nazywane jest potocznie gniazdem przyczepy campingowej (od ang. Caravan Mains Socket).

Siła 3-pin 32 A (niebieskie Commando, większe)

Przyłącze Siła 3-pin 32 A (niebieskie Commando, większe) jest nieco większe od przyłącza 16 A i służy do przesyłania prądu jednofazowego o natężeniu 32 A. Przy napięciu 240 V oferuje moc maksymalnie 7,68 kW.

Siła 5-pin 16 A (czerwone Commando, mniejsze)

Siła 5-pin 16 A (czerwone Commando, mniejsze) to przyłącze do prądu trójfazowego o natężeniu 16 A. Przy napięciu 400 V oferuje moc maksymalnie 6,4 kW.

Siła 5-pin 32 A (czerwone Commando, większe)

Przyłącze Siła 5-pin 32 A (czerwone Commando, większe) jest trochę większe od przyłącza 32 A. Wykorzystywane jest do przesyłania prądu trójfazowego o natężeniu 32 A. Przy napięciu 400 V oferuje moc maksymalnie 12,8 kW.

Tesla Destination Charger (przyłącza do ładowania samochodów elektrycznych Mennekes działające tylko w Tesli)

Przyłącza do ładowania samochodów elektrycznych Tesla Destination Charger (Mennekes tylko do Tesli)

Tesla Destination Charger w języku angielskim oznacza „Ładowarkę Docelową Tesla”. Jest to de facto Tesla Wall Connector („Przyłącze Ścienne Tesla”) ale dostarczany darmowo lub po znacząco obniżonej cenie podmiotom które zgodzą się udostępniać go innym użytkownikom pojazdów Tesla, ponosząc przy tym koszty energii płynącej z takiej stacji. Stacje Tesla Destination Charger służą wyłącznie do ładowania pojazdów marki Tesla. Jednocześnie nie wszystkie Tesla Destination Charger są ogólnodostępne dla posiadaczy pojazdów Tesla (mogą być np. zarezerwowane tylko dla pracowników danej firmy na terenie której znajduje się stacja). Europejskie Tesla Destination Charger posiadają przyłącza do ładowania samochodów elektrycznych Mennekes (Type 2) kompatybilne z gniazdem ładowania w które wyposażone są pojazdy marki Tesla przeznaczone na rynek europejski.

Ładowanie prądem przemiennym o mocy do 22 kW

Stacje Tesla Destination Charger umożliwiają ładowanie prądem jedno- lub trójfazowym o mocy maksymalnie 22 kW, o napięciu z zakresu od 180 V do 400 V i natężeniu do 80 A.

Wspomniany Tesla Wall Charger występuje również w wersji umożliwiającej naładowanie każdego innego pojazdu elektrycznego kompatybilnego z przyłączem Mennekes (Type 2). Spotkać go można bardzo często w tych samych lokalizacjach w których zainstalowane zostały stacje Tesla Destination Charger. Ponieważ jedne i drugie stacje praktycznie się od siebie nie różnią, stanowiska ładowania zwykle oznaczane są dla rozróżnienia specjalnymi tabliczkami, odpowiednio z napisem Tesla Vehicles („Pojazdy Tesla”) na czerwonym tle, oraz Electric Vehicles („Pojazdy Elektryczne”) na białym tle.

Tesla Supercharger (przyłącza do ładowania samochodów elektrycznych Mennekes działające tylko w Tesli)

Przyłącza do ładowania samochodów elektrycznych Tesla Supercharger (Mennekes tylko do Tesli)

Tesla Supercharger („Superładowarka Tesla”) to system szybkiego ładowania pojazdów elektrycznych prądem stałym o napięciu 480 V, stworzony przez firmę Tesla Inc., której współzałożycielem jest inżynier, inwestor, twórca m.in. systemu płatności internetowej PayPal, Elon Reeve Musk. Ze stacji Supercharger korzystać mogą wyłącznie samochody marki Tesla (z wyjątkiem Tesla Roadster pierwszej generacji, nie kompatybilnego ze stacjami Supercharger).

Ładowanie prądem stałym o mocy do 120 kW

Stacje szybkiego ładowania Supercharger dysponują mocą do 145 kW na każdą jedną parę słupków / stanowisk ładowania (słupki w parach oznaczane są wspólną cyfrą lub literą). W jednej lokalizacji znajduje się na ogół kilka par stanowisk ładowania. Jeżeli wykorzystywane jest tylko jedno stanowisko z danej pary, wówczas podłączony do niego pojazd może być ładowany prądem o mocy maksymalnie 120 kW (początkowo było to 90 kW). Oczekuje się, że stacje Supercharger następnej generacji będą dysponowały możliwością ładowania pojazdów Tesla prądem o mocy powyżej 350 kW.

O ile stacje Supercharger zainstalowane na zachodniej półkuli posiadają dedykowane przyłącze elektryczne o unikalnym kształcie, o tyle w Europie stacje Supercharger jak i pojazdy Tesla produkowane na tutejszy rynek wyposażone są w (zaadoptowane dla ich potrzeb) przyłącza do ładowania samochodów elektrycznych Mennekes (Type 2). Styki pierwotnie zaprojektowane do przesyłania trójfazowego prądu przemiennego służą tutaj do przesyłu prądu stałego. Wprawdzie maksymalne dopuszczalne napięcie prądu przyjęte przez projektantów dla tego przyłącza podczas ładowania pojazdu ze stacji Supercharger zostaje przekroczone, to ponieważ trwa to relatywnie krótko w porównaniu do normalnego regularnego korzystania z przyłączy Mennekes (Type 2), zaadoptowane przyłącza znoszą trudy użytkowania, w szczególności wysoką temperaturę która towarzyszy przepływowi ładunku elektrycznego o dużej mocy.

Poniżej przedstawiono kształt przyłącza do ładowania samochodów elektrycznych Tesla standardowy dla Ameryki Północnej i Południowej (spotykany w używanych pojazdach tej marki importowanych m.in. na rynek europejski).

Przyłącza do ładowania samochodów elektrycznych Tesla Supercharger (wersja amerykańska)

Do ładowania pojazdów z takim przyłączem w Europie wykorzystuje się specjalny adapter.

Dla właścicieli pojazdów Tesla model S oraz X zakupionych przed 15 stycznia 2017 roku, lub z użyciem kodu polecającego, korzystanie ze stacji ładowania Supercharger jest bezpłatne. Właściciele modeli S i X zakupionych po 15 stycznia 2017 roku, co roku mogą bezpłatnie wykorzystać do naładowania swoich pojazdów na stacjach Supercharger 400 kWh prądu elektrycznego (co wystarcza na przejechanie mniej więcej 1600 km). Za pobrany prąd powyżej tego limitu pobierana jest od nich opłata – za każdy kilowat, lub za każdą minutę ładowania, zależnie od miejsca. Niewykorzystany limit nie przechodzi na kolejny rok użytkowania pojazdu. Właściciele modelu 3 nie dysponują limitem bezpłatnych kilowatogodzin – płacą za prąd każdorazowo gdy korzystają ze stacji Supercharger. Przy płatności za każdą minutę ładowania, obowiązują dwie taryfy: pierwsza za ładowanie prądem o mocy do 60 kW oraz druga za ładowanie prądem o mocy powyżej 60 kW. Druga taryfa jest równa dwukrotności pierwszej taryfy. Jeżeli ta sama para słupków ładujących obsługuje jednocześnie dwa pojazdy (ich wspólna moc maksymalna dzielona jest na pół), wówczas obowiązuje taryfa pierwsza.

Od 16 grudnia 2016 roku, każdy właściciel pojazdu który pozostawi go podpięty do stacji Supercharger po pełnym naładowaniu baterii, zostaje obciążony karną opłatą za każdą minutę blokowania przyłącza. Karna opłata zostaje anulowana jeżeli właściciel odłączy swój pojazd od stacji w ciągu pięciu minut od momentu pełnego naładowania baterii. Należności potrącane są z karty kredytowej powiązanej z kontem użytkownika Tesla.

Poziomy ładowania pojazdów elektrycznych według SAE

Według organizacji SAE (wspomnianej wcześniej przy okazji przyłącza J1772), ładowanie prądem przemiennym (gdy ładujemy pojazd z wykorzystaniem ładowarki pokładowej, która zmienia prąd przemienny płynący przez przyłącze ładowania na prąd stały niezbędny do naładowania baterii pojazdu) może odbywać się na jednym z trzech poziomów:
– poziom pierwszy to ładowanie pojazdu elektrycznego prądem o mocy do 1,9 kW (120 V, 16 A)
– poziom drugi to ładowanie pojazdu elektrycznego prądem o mocy do 19,2 kW (240 V, 80 A)
– w odniesieniu do poziomu trzeciego SAE określiło jedynie, że jest to ładowanie pojazdu elektrycznego prądem o mocy od 20 kW wzwyż.

Warto pamiętać, że to z jaką mocą maksymalną możemy ładować pojazd elektryczny prądem przemiennym uzależnione jest m.in. od parametrów/właściwości ładowarki pokładowej.

Ładowanie prądem stałym (gdy ładujemy baterie pojazdu prądem stałym płynącym bezpośrednio ze stacji ładowania, z pominięciem ładowarki pokładowej) może odbywać się także na jednym z trzech poziomów:
– poziom pierwszy to ładowanie pojazdu elektrycznego prądem o mocy do 36 kW (200-450 V, 80 A)
– poziom drugi to ładowanie pojazdu elektrycznego prądem o mocy do 90 kW (200-450 V, 200 A)
– poziom trzeci nie został jeszcze ostatecznie przez SAE znormalizowany – według propozycji ma to być ładowanie pojazdu elektrycznego prądem o mocy do 240 kW (200-600 V, 400 A).

Materiały źródłowe

https://en.wikipedia.org/wiki/Combined_Charging_System
https://www.charinev.org
https://en.wikipedia.org/wiki/CHAdeMO
http://www.chademo.com
https://en.wikipedia.org/wiki/Schuko
http://www.schuko-wzv.com
https://en.wikipedia.org/wiki/SAE_J1772
https://www.sae.org
https://www.yazaki-group.com/global/
http://charge.yazaki-group.com/english/
https://en.wikipedia.org/wiki/Type_2_connector
https://en.wikipedia.org/wiki/Mennekes
https://en.wikipedia.org/wiki/IEC_60309
http://iec60309.com
https://www.tesla.com
https://share.ansi.org/Shared%20Documents/Meetings%20and%20Events/EDV%20Workshop/Presentations/Pokrzywa-ANSI-EDV-0411.pdf

O autorze

Bogumił Jochymczyk

Twórca, redaktor, administrator Naładuj.pl. Z wykształcenia kierownik produkcji filmowej i telewizyjnej. Autor książki o filmowych efektach specjalnych. Od kilkunastu lat zawodowo za kulisami szklanego ekranu.