Ταχεία φόρτιση DC

Η ταχεία φόρτιση DC είναι η μέθοδος που επιτρέπει στα ηλεκτρικά αυτοκίνητα να αναπληρώνουν γρήγορα την ενέργειά τους, αποδίδοντας συνεχές ρεύμα υψηλής ισχύος απευθείας στη μπαταρία για γρήγορα συμπληρώματα σε μεγαλύτερες διαδρομές. Το χαρακτηριστικό γνώρισμά της είναι το πού γίνεται η μετατροπή από εναλλασσόμενο σε συνεχές ρεύμα. Μια μπαταρία αποθηκεύει και χρησιμοποιεί συνεχές ρεύμα (DC), αλλά το ηλεκτρικό δίκτυο παρέχει εναλλασσόμενο (AC), οπότε μια μετατροπή απαιτείται πάντα κάπου. Στην πιο αργή φόρτιση AC, αυτή η μετατροπή γίνεται μέσα στον σχετικά μικρό ενσωματωμένο φορτιστή του αυτοκινήτου, ο οποίος λειτουργεί ως σημείο συμφόρησης. Η ταχεία φόρτιση DC μεταφέρει τη μετατροπή στον μεγάλο, ισχυρό εξοπλισμό του ίδιου του σταθμού φόρτισης, ώστε ο σύνδεσμος να μπορεί να τροφοδοτεί DC απευθείας στη μπαταρία, παρακάμπτοντας εντελώς τον ενσωματωμένο φορτιστή του αυτοκινήτου.

Επειδή τα ογκώδη και ακριβά ηλεκτρονικά ισχύος βρίσκονται μέσα στη μονάδα του δρόμου και όχι στο όχημα, οι φορτιστές DC μπορούν να διαχειριστούν πολύ μεγαλύτερη ισχύ από οποιονδήποτε πρακτικό ενσωματωμένο φορτιστή. Οι τυπικοί δημόσιοι ταχυφορτιστές κυμαίνονται από περίπου 50 κιλοβάτ στο κατώτερο άκρο έως 350 κιλοβάτ στα πιο σύγχρονα δίκτυα υψηλής ισχύος, σε σύγκριση με τα μονοψήφια ή χαμηλά διψήφια κιλοβάτ που είναι συνηθισμένα στην οικιακή φόρτιση AC. Ο φορτιστής και το αυτοκίνητο επικοινωνούν συνεχώς καθ' όλη τη διάρκεια της συνεδρίας, με το σύστημα διαχείρισης της μπαταρίας να υπαγορεύει πόσο ρεύμα μπορεί να δεχθεί με ασφάλεια και τον φορτιστή να ρυθμίζει την απόδοσή του ώστε να ταιριάζει, ενώ τα συστήματα ψύξης και στις δύο πλευρές διαχειρίζονται τη σημαντική θερμότητα που παράγεται.

Το πρακτικό αποτέλεσμα είναι ότι η ταχεία φόρτιση DC καθιστά εφικτά τα ηλεκτρικά ταξίδια μεγάλων αποστάσεων. Ένα ικανό αυτοκίνητο συνδεδεμένο σε έναν κατάλληλο φορτιστή μπορεί να προσθέσει κάπου στην περιοχή των 100 έως 300 χιλιομέτρων αυτονομίας σε μια στάση 15 έως 30 λεπτών, περίπου όσο διαρκεί ένα διάλειμμα για καφέ ή για ανάπαυλα. Αυτό μετασχηματίζει τον ρυθμό ενός μεγάλου ταξιδιού, από μια υπόθεση νυχτερινής φόρτισης σε μια σειρά σύντομων, προγραμματισμένων παύσεων, και είναι ο λόγος που η υποδομή ταχείας φόρτισης κατά μήκος των αυτοκινητοδρόμων είναι τόσο κεντρική για την υιοθέτηση των ηλεκτρικών αυτοκινήτων.

Υπάρχουν σημαντικές επιφυλάξεις. Η πλήρης ισχύς είναι διαθέσιμη μόνο για ένα μέρος της συνεδρίας, επειδή ο ρυθμός μειώνεται καθώς η μπαταρία γεμίζει, ακολουθώντας την καμπύλη φόρτισης, οπότε η φόρτιση πέρα από περίπου 80 τοις εκατό γίνεται προοδευτικά πιο αργή και συνήθως αποφεύγεται στα ταξίδια. Οι κρύες μπαταρίες φορτίζουν πολύ πιο αργά αν δεν έχουν προθερμανθεί, και η ταχύτητα περιορίζεται πάντα από όποιο εξάρτημα, φορτιστή ή αυτοκίνητο, είναι το ασθενέστερο. Η συχνή εξάρτηση από τη φόρτιση DC υψηλής ισχύος μπορεί επίσης να επιταχύνει τη φθορά της μπαταρίας με τον καιρό, παράγοντας περισσότερη θερμότητα και καταπόνηση από την ήπια φόρτιση AC, και γι' αυτό είναι προτιμότερο να επιφυλάσσεται για ταξίδια και όχι για την καθημερινή αναπλήρωση.

Η ταχεία φόρτιση DC υλοποιείται μέσω συγκεκριμένων προτύπων συνδέσμων, κυρίως του CCS σε Ευρώπη και Βόρεια Αμερική, παράλληλα με το CHAdeMO και το νεότερο NACS. Έρχεται σε αντίθεση με τη φόρτιση AC για την καθημερινή οικιακή χρήση, και η επίδοσή της στην πράξη κατανοείται καλύτερα μέσα από συναφείς έννοιες όπως η καμπύλη φόρτισης και η μέγιστη ισχύς φόρτισης, που μαζί εξηγούν γιατί η εμπειρία σε έναν ταχυφορτιστή διαφέρει τόσο πολύ από το ένα αυτοκίνητο, θερμοκρασία μπαταρίας και στάθμη φόρτισης στο επόμενο.