Rýchle nabíjanie jednosmerným prúdom (DC)

Rýchle nabíjanie jednosmerným prúdom je metóda, ktorá umožňuje rýchlo doplniť elektromobily a dodáva vysokovýkonový jednosmerný prúd priamo do batérie pre rýchle doplnenie na dlhších cestách. Jeho určujúcou črtou je miesto, kde prebieha premena zo striedavého prúdu na jednosmerný. Batéria ukladá a používa jednosmerný prúd, no elektrická sieť dodáva striedavý prúd, takže premena je vždy niekde potrebná. Pri pomalšom nabíjaní striedavým prúdom prebieha táto premena vo vnútri pomerne malej palubnej nabíjačky vozidla, ktorá funguje ako úzke hrdlo. Rýchle nabíjanie jednosmerným prúdom presúva premenu do veľkého, výkonného zariadenia samotnej nabíjacej stanice, takže konektor môže privádzať jednosmerný prúd priamo do batérie a palubnú nabíjačku vozidla úplne obchádza.

Keďže rozmerná a drahá výkonová elektronika sídli v zariadení pri ceste, a nie vo vozidle, jednosmerné nabíjačky zvládajú oveľa väčší výkon než ktorákoľvek praktická palubná nabíjačka. Typické verejné rýchlonabíjačky sa pohybujú od približne 50 kilowattov na dolnom okraji až po 350 kilowattov na najnovších vysokovýkonových sieťach, v porovnaní s jednocifernými či nízkymi dvojcifernými kilowattmi bežnými pri domácom nabíjaní striedavým prúdom. Nabíjačka a vozidlo počas celej relácie nepretržite komunikujú, pričom systém riadenia batérie diktuje, koľko prúdu dokáže bezpečne prijať, a nabíjačka prispôsobuje svoj výstup, kým chladiace systémy na oboch stranách zvládajú značné vznikajúce teplo.

Praktickým dôsledkom je, že rýchle nabíjanie jednosmerným prúdom robí cestovanie elektromobilom na dlhé vzdialenosti uskutočniteľným. Schopné vozidlo pripojené k vhodnej nabíjačke dokáže pridať niekde v rozmedzí 100 až 300 kilometrov dojazdu počas 15 až 30 minútovej zastávky, čo je zhruba dĺžka prestávky na kávu či oddych. To premieňa rytmus dlhej cesty z nočného nabíjania na sériu krátkych, naplánovaných prestávok a je dôvodom, prečo je infraštruktúra rýchleho nabíjania pozdĺž diaľnic taká kľúčová pre rozšírenie elektromobilov.

Existujú dôležité výhrady. Plný výkon je k dispozícii len počas časti relácie, pretože rýchlosť klesá, ako sa batéria napĺňa, podľa nabíjacej krivky, takže nabíjanie nad približne 80 percent sa postupne spomaľuje a na cestách sa mu zvyčajne vyhýba. Chladné batérie sa nabíjajú oveľa pomalšie, ak nie sú predkondicionované, a rýchlosť vždy obmedzuje ten komponent, nabíjačka alebo vozidlo, ktorý je slabší. Časté spoliehanie sa na vysokovýkonové jednosmerné nabíjanie môže tiež časom urýchliť degradáciu batérie, keďže vytvára viac tepla a záťaže než šetrné nabíjanie striedavým prúdom, a preto je najlepšie vyhradiť ho na cesty, nie na každodenné dopĺňanie.

Rýchle nabíjanie jednosmerným prúdom sa realizuje cez konkrétne konektorové štandardy, najmä CCS v Európe a Severnej Amerike, popri CHAdeMO a novšom NACS. Stojí v kontraste s nabíjaním striedavým prúdom pre bežné domáce použitie a jeho reálny výkon najlepšie pochopíme cez súvisiace pojmy ako nabíjacia krivka a špičkový nabíjací výkon, ktoré spolu vysvetľujú, prečo sa skúsenosť pri rýchlonabíjačke tak líši od jedného vozidla, teploty batérie a stavu nabitia po druhé.