Как зарядить электромобиль за 15 минут?

Электромобили – зелёный транспорт будущего, развитие которого сдерживает один неприятный фактор: уж слишком долго их заряжать…

В настоящее время в мире используется несколько различных технологий зарядки электрических транспортных средств. Флагман электрического автомобилестроения Tesla предлагает своим клиентам сеть суперзарядных станций мощностью 120 кВт, которые заполняют батарею электромобиля энергией до 80% ёмкости в течение 40 минут, используя ток от нескольких зарядных устройств, подключённых параллельно. Учитывая потрясающий пробег без подзарядки электромобилей Tesla, это очень хороший показатель.

Действующие общественные зарядные станции используют либо технологию скоростной (rapid), либо быстрой (fast) зарядки. В первом случае мощность зарядной станции составляет 43–50 кВт, время зарядки до 80% ёмкости батареи – около 30 минут. Полученной энергии хватает примерно на 150 км пробега. Мощность станций быстрой зарядки меньше – 7–22 кВт, а время, необходимое на зарядку аккумуляторов – больше, около 3-4 часов. Самый медленный способ зарядки – подключение электромобиля к обычной бытовой розетке мощностью 3 кВт. Для домашней зарядки нужно 6-8 часов.

Все перечисленные способы требуют значительно больше времени, чем тратят владельцы бензиновых или дизельных авто, заливая топливом бак автомобиля на АЗС. Заполнив полный бак жидким топливом всего за 1,5 минуты, владелец автомобиля сможет проехать до 1000 километров, тогда как максимум, что может получить водитель электромобиля за это время – запас энергии для 6 километров пробега.

Исследователи из Федеральной политехнической школы в Лозанне (EFPL) уверены, что электромобиль сможет составить реальную конкуренцию традиционным автомобилям лишь в том случае, если аккумуляторную батарею можно будет заряжать столь же быстро, как заливать солярку в бак. Они разработали новую систему зарядной станции огромной мощности 4,5 МВт, способной заряжать электромобили за 15 минут.

Получить такую мощность из электрической сети в городских условиях практически невозможно, так как такое подключение неизбежно нарушит нормальную подачу энергии остальным потребителям, сеть попросту «ляжет».

Избежать опасных последствий помогает огромная аккумуляторная батарея размером с транспортный контейнер. В отсутствие потребителей батарея постоянно подключена к электросети, откуда получает энергию, но отключается на время, необходимое для зарядки электромобиля.

При наличии столь ёмкого промежуточного хранилища на то, чтобы «залить» в электромобиль 20-30 кВт ч электроэнергии, требуется всего 15 минут. Этого электричества хватит примерно на 150 километров пробега. Используя математическое моделирование, швейцарские исследователи выяснили, что для того, чтобы обеспечить зарядку 200 электромобилей в сутки, ёмкость буферной батареи зарядной станции должна составлять 2,2 МВт ч.

Конечно, 15 минут – это не полторы, требуемые на заправку бака бензином. Однако этот показатель всё же значительно превышает возможности действующих зарядных станций. По словам координатора проекта Массимилиано Капеззали (Massimiliano Capezzali), исследователи ставили перед собой цель преодолеть психологический порог 30 минут. Своей цели они достигли, и теперь перед ними открылись широкие возможности для совершенствования технологии.