Teknologi Pangisi daya Ev

Teknologi pangisian daya EV ing China lan Amerika Serikat meh padha. Ing loro negara, kabel lan colokan minangka teknologi sing paling dominan kanggo ngisi daya kendaraan listrik. (Isi daya nirkabel lan pertukaran baterei duwe paling cilik ngarsane.) Ana beda antarane negara loro bab tingkat pangisian daya, standar ngisi daya lan protokol komunikasi. Persamaan lan bedane kasebut bakal dibahas ing ngisor iki.

A. Tingkat Pengisian

Ing Amerika Serikat, akeh pangisi daya EV ing 120 volt nggunakake stopkontak tembok ngarep sing ora dimodifikasi. Iki umume dikenal minangka Level 1 utawa "trickle" ngisi daya. Kanthi pangisi daya Level 1, baterei 30 kWh biasane mbutuhake udakara 12 jam saka 20% nganti meh kebak. (Ora ana stopkontak 120 volt ing China.)

Ing China lan Amerika Serikat, akeh pangisi daya EV ing 220 volt (China) utawa 240 volt (Amerika Serikat). Ing Amerika Serikat, iki dikenal minangka Ngisi daya Level 2.

Pangisian daya kasebut bisa ditindakake kanthi stopkontak sing ora diowahi utawa peralatan pangisi daya EV khusus lan biasane nggunakake daya sekitar 6-7 kW. Nalika ngisi daya ing 220–240 volt, batere 30 kWh khas mbutuhake udakara 6 jam saka 20% nganti meh kebak.

Pungkasan, China lan Amerika Serikat duwe jaringan pangisi daya cepet DC sing akeh, umume nggunakake daya 24 kW, 50 kW, 100 kW utawa 120 kW. Sawetara stasiun bisa menehi daya 350 kW utawa malah 400 kW. Pangisi daya cepet DC iki bisa njupuk baterei kendaraan saka 20% nganti meh kebak ing kaping kiro-kiro saka kira-kira siji jam kanggo minangka sethitik minangka 10 menit.

Tabel 6:Tingkat pangisian daya sing paling umum ing AS

Sumber: Departemen Energi AS

B. Standar Pengisian

i. Cina

China duwe standar pangisian daya cepet EV nasional. AS duwe telung standar pangisi daya cepet EV.

Standar Cina dikenal minangka China GB / T. (InisialGBngadeg kanggo standar nasional.)

China GB/T dirilis ing 2015 sawise sawetara taun pembangunan.124 Saiki wajib kanggo kabeh kendaraan listrik anyar sing didol ing China. Produsen mobil internasional, kalebu Tesla, Nissan lan BMW, wis nggunakake standar GB / T kanggo EV sing didol ing China. GB/T saiki ngidini ngisi daya kanthi cepet kanthi output maksimal 237,5 kW (ing 950 V lan 250 amp), sanajan akeh

Pangisi daya cepet DC Cina nawakake pangisi daya 50 kW. GB / T anyar bakal diluncurake ing taun 2019 utawa 2020, sing dilaporake bakal nganyarke standar kasebut kalebu ngisi daya nganti 900 kW kanggo kendaraan komersial sing luwih gedhe. GB/T minangka standar mung China: sawetara EV buatan China sing diekspor ing luar negeri nggunakake standar liyane.125

Ing Agustus 2018, China Electricity Council (CEC) ngumumake memorandum of understanding karo jaringan CHAdeMO, adhedhasar ing Jepang, kanggo bebarengan ngembangake daya ultra-cepet. Tujuane yaiku kompatibilitas antarane GB / T lan CHAdeMO kanggo ngisi daya cepet. Loro organisasi bakal partner kanggo nggedhekake standar kanggo negara ngluwihi China lan Jepang.126

ii. Amerika Serikat

Ing Amerika Serikat, ana telung standar pangisian daya EV kanggo pangisi daya cepet DC: CHAdeMO, CCS SAE Combo lan Tesla.

CHAdeMO minangka standar pangisi daya cepet EV pisanan, wiwit taun 2011. Iki dikembangake dening Tokyo

Electric Power Company lan stands for "Charge to Move" (a pun ing basa Jepang).127 CHAdeMO saiki digunakake ing Amerika Serikat ing Nissan Leaf lan Mitsubishi Outlander PHEV, sing kalebu ing antarane kendaraan listrik sing paling laris. Sukses Leaf ing Amerika Serikat bisa ugaPENGISIAN KENDARAAN LISTRIK ING CHINA LAN AMERIKA SERIKAT

ENERGYPOLICY.COLUMBIA.EDU | FEBRUARI 2019 |

amarga komitmen awal Nissan kanggo ngluncurake infrastruktur pangisi daya cepet CHAdeMO ing dealer lan lokasi kutha liyane.128 Ing Januari 2019, ana luwih saka 2.900 pangisi daya cepet CHAdeMO ing Amerika Serikat (uga luwih saka 7.400 ing Jepang lan 7.900 ing Eropah).129

Ing 2016, CHAdeMO ngumumake bakal nganyarke standar saka tingkat pangisian daya awal 70.

kW kanggo kurban 150 kW.130 Ing Juni 2018 CHAdeMO announced introduksi saka 400 kW kemampuan pangisian daya, nggunakake 1.000 V, 400 amp Cairan-cooled kabel. Pangisian daya sing luwih dhuwur bakal kasedhiya kanggo nyukupi kabutuhan kendaraan komersial gedhe kayata truk lan bus.131

Standar pangisian daya kapindho ing Amerika Serikat dikenal minangka CCS utawa SAE Combo. Iki dirilis ing 2011 dening klompok manufaktur mobil Eropa lan AS. Tembungkombonuduhake yen plug ngemot loro pangisi daya AC (nganti 43 kW) lan pangisi daya DC.132 In

Jerman, koalisi Charging Interface Initiative (CharIN) dibentuk kanggo nyengkuyung adopsi CCS sing nyebar. Boten kados CHAdeMO, plug CCS mbisakake ngisi daya DC lan AC kanthi port siji, nyuda spasi lan bukaan sing dibutuhake ing awak kendaraan. Jaguar,

Volkswagen, General Motors, BMW, Daimler, Ford, FCA lan Hyundai ndhukung CCS. Tesla uga wis gabung karo koalisi lan ing Nopember 2018 ngumumake kendaraan ing Eropa bakal dilengkapi port pangisi daya CCS.133 Chevrolet Bolt lan BMW i3 kalebu EV populer ing Amerika Serikat sing nggunakake pangisi daya CCS. Nalika pangisi daya cepet CCS saiki nawakake pangisian daya sekitar 50 kW, program Electrify America kalebu pangisi daya cepet 350 kW, sing bisa ngisi daya meh lengkap sajrone 10 menit.

Standar pangisian daya katelu ing Amerika Serikat dioperasikake dening Tesla, sing ngluncurake jaringan Supercharger dhewe ing Amerika Serikat ing September 2012.134 Tesla.

Supercharger biasane beroperasi ing 480 volt lan nawakake pangisian daya maksimal 120 kW. Minangka

Januari 2019, situs web Tesla nyathet 595 lokasi Supercharger ing Amerika Serikat, kanthi tambahan 420 lokasi "teka rauh".

Ing riset kita kanggo laporan iki, kita takon sing diwawancarai AS apa dheweke nganggep kekurangan standar nasional siji kanggo ngisi daya cepet DC dadi penghalang kanggo adopsi EV. Sawetara mangsuli kanthi bener. Alasan manawa sawetara standar pangisi daya cepet DC ora dianggep minangka masalah kalebu:

● Umume pangisi daya EV ditindakake ing omah lan kantor, kanthi pangisi daya Level 1 lan 2.

● Akeh infrastruktur pangisi daya umum lan papan kerja nganti saiki wis nggunakake pangisi daya Level 2.

● Adaptor kasedhiya sing ngidini pamilik EV nggunakake paling DC pangisi daya cepet, sanajan EV lan pangisi daya nggunakake standar daya beda. (Istiméwa utama, jaringan Tesla supercharging, mung mbukak kanggo kendaraan Tesla.) Notabene, ana sawetara uneg-uneg bab safety saka adaptor daya cepet.

● Wiwit plug lan konektor makili persentasi cilik saka biaya stasiun cepet-ngisi, iki presents sethitik tantangan technical utawa financial kanggo nduweni stasiun lan bisa dibandhingake hoses kanggo bensin octane beda ing stasiun bahan bakar. Akeh stasiun pangisian daya umum duwe macem-macem colokan sing dipasang ing siji kiriman pangisi daya, ngidini kabeh jinis EV ngisi daya ing kana. Pancen, akeh yurisdiksi mbutuhake utawa menehi insentif babagan iki.PENGISIAN KENDARAAN LISTRIK ING CHINA LAN AMERIKA SERIKAT

38 | PUSAT KEBIJAKAN ENERGI GLOBAL | COLUMBIA SIPA

Sawetara produsen mobil ujar manawa jaringan pangisi daya eksklusif nggambarake strategi kompetitif. Claas Bracklo, kepala elektromobilitas ing BMW lan ketua CharIN, nyatakake ing 2018, "Kita wis ngedegake CharIN kanggo mbangun posisi kekuwatan." kekarepan kanggo ngidini model mobil liyane kanggo nggunakake jaringan yen padha nyumbang pendanaan proporsional kanggo usage.138 Tesla uga bagéan saka CharIN promosi CCS. Ing Nopember 2018, ngumumake manawa mobil Model 3 sing didol ing Eropa bakal dilengkapi port CCS. Pamilik Tesla uga bisa tuku adaptor kanggo ngakses pangisi daya cepet CHAdeMO.139

C. Protokol Komunikasi Ngisi Daya Protokol komunikasi ngisi daya perlu kanggo ngoptimalake pangisian daya kanggo kabutuhan pangguna (kanggo ndeteksi kahanan pangisian daya, voltase baterei lan safety) lan kanggo kothak (kalebu

kapasitas jaringan distribusi, rega wektu-panggunaan lan ngukur nanggepi dikarepake).140 China GB / T lan CHAdeMO nggunakake protokol komunikasi dikenal minangka CAN, nalika CCS dianggo karo protokol PLC. Protokol komunikasi mbukak, kayata Open Charge Point Protocol (OCPP) sing dikembangake dening Open Charging Alliance, dadi tambah populer ing Amerika Serikat lan Eropa.

Ing riset kita kanggo laporan iki, sawetara sing diwawancarai AS nyebutake pamindhahan menyang protokol lan piranti lunak komunikasi mbukak minangka prioritas kebijakan. Utamane, sawetara proyek ngisi daya umum sing nampa pendanaan miturut American Recovery and Reinvestment Act (ARRA) diarani milih vendor kanthi platform kepemilikan sing banjur ngalami kesulitan finansial, ninggalake peralatan rusak sing kudu diganti.141 Umume kutha, utilitas, lan ngisi daya. jaringan sing dikontak kanggo panliten iki nyatakake dhukungan kanggo protokol komunikasi terbuka lan insentif kanggo ngaktifake host jaringan pangisi daya kanggo ngalih panyedhiya kanthi lancar.142

D. Biaya

Pangisi daya omah luwih murah ing China tinimbang ing Amerika Serikat. Ing China, pangisi daya omah sing dipasang ing tembok khas 7 kW didol online antarane RMB 1,200 lan RMB 1,800.143 Instalasi mbutuhake biaya tambahan. (Akeh tumbas EV pribadi teka karo pangisi daya lan instalasi klebu.) Ing Amerika Serikat, tingkat 2 pangisi daya ngarep biaya ing sawetara $450-$600, plus rata-rata kira-kira $500 kanggo instalasi.144 DC peralatan pangisi daya cepet Ngartekno luwih larang ing loro negara. Biaya beda-beda banget. Sawijining pakar Cina sing diwawancarai kanggo laporan iki ngira yen nginstal pos ngisi daya cepet 50 kW DC ing China biasane biaya antarane RMB 45,000 lan RMB 60,000, kanthi kiriman pangisi daya dhewe kira-kira RMB 25,000 - RMB 35,000 lan kabel, infrastruktur lemah lan akuntansi tenaga kerja. kanggo sisa.145 Ing Amerika Serikat, DC fast charging bisa biaya puluhan ewu dolar saben kirim. Variabel utama sing mengaruhi biaya nginstal peralatan pangisi daya cepet DC kalebu kabutuhan trenching, nganyarke trafo, sirkuit anyar utawa nganyari lan panel listrik lan nganyarke estetis. Tandha, ijin lan akses kanggo wong cacat minangka pertimbangan tambahan.146

E. Wireless Charging

Pangisian daya nirkabel nawakake sawetara kaluwihan, kalebu estetika, irit wektu lan gampang digunakake.

Kasedhiya ing taun 1990-an kanggo EV1 (mobil listrik awal) nanging arang banget saiki.147 Sistem pangisian daya EV Nirkabel sing ditawakake biaya online saka $1,260 nganti udakara $3,000.148 Ngisi daya EV Nirkabel nggawa hukuman efisiensi, kanthi sistem saiki nawakake efisiensi pangisian daya udakara 85%.149 Produk pangisi daya nirkabel saiki nawakake transfer daya 3–22 kW; pangisi daya nirkabel kasedhiya kanggo sawetara model EV saka pangisian daya Plugless ing salah siji 3,6 kW utawa 7,2 kW, padha karo Level 2 ngisi daya.150 Nalika akeh pangguna EV nganggep daya nirkabel ora worth biaya tambahan,151 sawetara analis wis prakiraan teknologi bakal enggal nyebar, lan sawetara produsen mobil wis ngumumake bakal nawakake pangisi daya nirkabel minangka pilihan kanggo EV ing mangsa ngarep. Ngisi daya nirkabel bisa dadi atraktif kanggo kendharaan tartamtu kanthi rute sing ditemtokake, kayata bis umum, lan uga wis diusulake kanggo dalan gedhe listrik ing mangsa ngarep, sanajan biaya sing dhuwur, efisiensi pangisian daya sing sithik lan kecepatan ngisi daya sing alon bakal dadi kekurangan.152

F. Ganti Baterei

Kanthi teknologi ngganti baterei, kendaraan listrik bisa ngganti baterei sing wis entek kanggo liyane sing wis kebak. Iki bakal nyepetake wektu sing dibutuhake kanggo ngisi ulang EV, kanthi keuntungan potensial sing signifikan kanggo para pembalap.

Sawetara kutha lan perusahaan China saiki nyoba ngganti baterei, kanthi fokus ing EV armada kanthi panggunaan dhuwur, kayata taksi. Kutha Hangzhou wis nyebarake pertukaran baterei kanggo armada taksi, sing nggunakake Zotye EVs.155 buatan lokal Beijing wis mbangun sawetara stasiun pertukaran baterei ing upaya sing didhukung dening produsen mobil lokal BAIC. Ing pungkasan 2017, BAIC ngumumake rencana kanggo mbangun 3.000 stasiun swapping ing saindenging negoro ing taun 2021.156 Startup EV China NIO ngrancang nggunakake teknologi pertukaran baterei kanggo sawetara kendharaan lan ngumumake bakal mbangun 1.100 stasiun swapping ing China.157 Sawetara kutha ing China— kalebu Hangzhou lan Qingdao-uga wis nggunakake swap baterei kanggo bus.158

Ing Amerika Serikat, dhiskusi babagan pertukaran baterei sirna sawise kebangkrutan 2013 saka proyek swap baterei Israel Project Better Place, sing wis ngrancang jaringan stasiun pertukaran kanggo mobil penumpang.153 Ing taun 2015, Tesla nolak rencana stasiun swap sawise mbangun mung siji. fasilitas demo, nyalahke lack saka kapentingan konsumen. Ana sawetara eksperimen sing ditindakake babagan pertukaran baterei ing Amerika Serikat saiki.154 Mudhunake biaya baterei, lan bisa uga kurang penyebaran infrastruktur pangisi daya cepet DC, bisa uga nyuda daya tarik pertukaran baterei ing Amerika Serikat.

Nalika ngganti baterei nawakake sawetara kaluwihan, uga duwe kekurangan. Baterei EV abot lan biasane ana ing sisih ngisor kendaraan, dadi komponen struktural integral kanthi toleransi teknik minimal kanggo alignment lan sambungan listrik. Baterei saiki biasane mbutuhake pendinginan, lan nyambungake lan medhot sistem pendinginan angel.159 Amarga ukuran lan bobote, sistem baterei kudu pas banget supaya ora keroncong, nyuda nyandhang lan njaga kendharaan ing tengah. Arsitèktur baterei skateboard sing umum ing EV saiki nambah safety kanthi ngedhunake bobot kendharaan lan nambah proteksi kacilakan ing ngarep lan mburi. Baterei sing bisa dicopot sing ana ing bagasi utawa ing papan liya bakal kekurangan kauntungan kasebut. Wiwit paling nduweni kendaraan ngisi utamané ing ngarep utawaPENGISIAN KENDARAAN LISTRIK ING CHINA LAN AMERIKA SERIKATing karya, ngganti baterei ora mesthi ngrampungake masalah infrastruktur pangisian daya- mung bakal mbantu ngatasi pangisi daya lan jangkauan umum. Lan amarga umume produsen mobil ora gelem nggawe standarisasi paket baterei utawa desain - mobil dirancang ing sakubenge baterei lan motor, nggawe iki minangka nilai eksklusif 160 - pertukaran baterei bisa uga mbutuhake jaringan stasiun swapping sing kapisah kanggo saben perusahaan mobil utawa peralatan ganti sing kapisah kanggo model sing beda-beda. ukuran kendaraan. Sanajan truk tukar baterei seluler wis diusulake, 161 model bisnis iki durung ditindakake.