Istosmjerno brzo punjenje

Istosmjerno brzo punjenje metoda je koja omogućuje brzu nadopunu električnih vozila, isporučujući snažnu istosmjernu struju izravno u bateriju radi brzih nadopuna na duljim putovanjima. Njegova je odrednica mjesto na kojem se odvija pretvorba iz izmjenične u istosmjernu struju. Baterija pohranjuje i koristi istosmjernu struju, ali električna mreža daje izmjeničnu, pa je pretvorba uvijek negdje potrebna. Pri sporijem izmjeničnom punjenju ta se pretvorba odvija unutar razmjerno malog ugrađenog punjača automobila, koji djeluje kao usko grlo. Istosmjerno brzo punjenje premješta pretvorbu u veliku, snažnu opremu same stanice za punjenje, pa priključak može istosmjernu struju usmjeriti izravno u bateriju i posve zaobići ugrađeni punjač automobila.

Budući da glomazna i skupa energetska elektronika živi u uličnoj jedinici, a ne u vozilu, istosmjerni punjači mogu savladati daleko veću snagu od bilo kojeg praktičnog ugrađenog punjača. Tipični javni brzi punjači sežu od oko 50 kilovata na donjem kraju do 350 kilovata na najnovijim snažnim mrežama, u usporedbi s jednoznamenkastim ili niskim dvoznamenkastim kilovatima uobičajenim za kućno izmjenično punjenje. Punjač i automobil neprestano komuniciraju tijekom sesije, pri čemu sustav za upravljanje baterijom određuje koliko struje može sigurno primiti, a punjač prilagođava svoju izlaznu snagu tomu, dok sustavi za hlađenje s obje strane savladavaju znatnu toplinu koja se stvara.

Praktična je posljedica da istosmjerno brzo punjenje čini izvedivim električno putovanje na velike udaljenosti. Sposoban automobil priključen na prikladan punjač može u zaustavljanju od 15 do 30 minuta dodati negdje između 100 i 300 kilometara dometa, otprilike koliko traje stanka za kavu ili predah. Time se ritam dugog putovanja iz noćnog punjenja pretvara u niz kratkih, planiranih predaha, i to je razlog zašto je infrastruktura brzog punjenja uz autoceste toliko ključna za prihvaćanje električnih vozila.

Postoje važne ograde. Puna je snaga dostupna samo dijelom sesije jer brzina opada kako se baterija puni, slijedeći krivulju punjenja, pa punjenje iznad otprilike 80 posto postaje sve sporije i obično se na putovanjima izbjegava. Hladne se baterije pune mnogo sporije ako nisu predgrijane, a brzina je uvijek ograničena onom komponentom, punjačem ili automobilom, koja je slabija. Često oslanjanje na snažno istosmjerno punjenje također može ubrzati propadanje baterije s vremenom jer stvara više topline i opterećenja od blagog izmjeničnog punjenja, zbog čega ga je najbolje pridržati za putovanja, a ne za svakodnevnu nadopunu.

Istosmjerno brzo punjenje isporučuje se kroz određene norme priključaka, ponajprije CCS u Europi i Sjevernoj Americi, uz CHAdeMO i noviji NACS. Stoji u suprotnosti s izmjeničnim punjenjem za uobičajenu kućnu uporabu, a njegovu je stvarnu izvedbu najbolje shvatiti kroz povezane pojmove poput krivulje punjenja i vršne snage punjenja, koji zajedno objašnjavaju zašto se iskustvo na brzom punjaču toliko razlikuje od jednog automobila, temperature baterije i stanja napunjenosti do drugoga.