Ładowarka pokładowa (OBC)

Ładowarka pokładowa, czyli OBC (on-board charger), to układ energoelektroniczny wbudowany w auto elektryczne, którego zadaniem jest zamiana prądu przemiennego pobieranego z sieci na prąd stały wymagany przez akumulator. Istnieje, ponieważ akumulatory można ładować wyłącznie prądem stałym, a energia dostarczana z domowych gniazd, wallboxów i większości publicznych punktów AC ma postać prądu przemiennego; coś musi tę zamianę wykonać, a przy ładowaniu ze źródła AC element ten znajduje się w samym aucie. Jego parametry skutecznie wyznaczają górną granicę tego, jak szybko pojazd może się ładować z dowolnego źródła prądu przemiennego.

Funkcjonalnie OBC to prostownik połączony ze stopniem korekcji współczynnika mocy oraz przetwornicą DC-DC. Pobiera przychodzący prąd przemienny, wygładza go i kształtuje, a na wyjściu podaje kontrolowane napięcie i prąd stały dopasowane do potrzeb akumulatora, wszystko pod nadzorem systemu zarządzania akumulatorem. Ponieważ jest stale przewożony w aucie, musi być zwarty, lekki i sprawny, a do odprowadzania ciepła powstającego podczas konwersji chłodzi się go cieczą lub powietrzem. Układ komunikuje się też z punktem ładowania, aby ustalić bezpieczną wartość prądu.

Parametry ładowarki pokładowej to wartość, która najbardziej liczy się dla właściciela, bo ogranicza maksymalną prędkość ładowania AC niezależnie od mocy wallboxa. Auto z jednofazową ładowarką 7,4 kilowata pobierze nie więcej niż 7,4 kilowata nawet z ładowarki 11-kilowatowej; z kolei układ trójfazowy o mocy 11 kilowatów osiągnie tę wartość tylko tam, gdzie dostępne jest zasilanie trójfazowe. Powszechne wartości to 7,4 kilowata, 11 kilowatów i 22 kilowaty, przy czym wyższe wymagają zasilania trójfazowego, częstego w dużej części Europy, lecz rzadkiego w brytyjskich domach.

Rozróżnienie między pracą jedno- i trójfazową tłumaczy wiele różnic w praktyce. W Wielkiej Brytanii, gdzie domy mają zwykle prąd jednofazowy, praktyczna granica to około 7,4 kilowata, więc mocniejsza ładowarka pokładowa nie daje korzyści w domu i ma znaczenie wyłącznie przy publicznych punktach trójfazowych. Wybór auta z układem 11- lub 22-kilowatowym ma więc największy sens dla kierowców z częstym dostępem do trójfazowych punktów AC, gdzie może mniej więcej o połowę lub o trzy czwarte skrócić czas ładowania przy danym uzupełnieniu.

Kluczowy niuans polega na tym, że podczas szybkiego ładowania prądem stałym ładowarka pokładowa jest całkowicie pomijana. Szybka ładowarka zawiera własny duży, mocny prostownik i podaje prąd stały wprost do akumulatora osobną ścieżką, omijając skromny układ pokładowy; właśnie dlatego ładowanie DC może sięgać od 50 do 350 kilowatów, podczas gdy ładowanie AC jest ograniczone parametrami OBC. Ładowarka pokładowa rządzi zatem codziennym ładowaniem AC, na którym większość właścicieli polega nocą i w miejscach docelowych, współdziałając z wysokonapięciowym akumulatorem, sprzętem do ładowania AC i ładowarkami Level 2, które tworzą wolniejszy, lecz bardziej dostępny ekosystem ładowania auta elektrycznego.