Heimasíða Gunnþórs

Rafbílar

Efnisyfirlit

Smá yfirlit um síðuna:

Þessi síða er skrifuð aðallega til þæginda fyrir mig og aðra áhugasama það er gott að geta kíkt hingað inn til að rifja upp þó maður eigi að kunna þetta. Reynslusögur læðast inn á milli líka ásamt markaðssetningu á hleðslustöðvum það ætti ekki að meiða neinn.

Hér hefur ýmislegt verið fjarlægt vegna nýrra persónuverndarlaga.

Hér er samtíningur um rafbíla fyrst Nissan Leaf.

Rafmagnsbílar eru venjulegir bílar að flestu leiti nema vélin í þeim er rafvél. Rafvélin í þeim er samsett úr tölvu, rafeindabúnaði(mótorstýring), rafmótor og niðurfærslugír með hlutfallið einn á móti 8, gott dæmi er Leaf bíllinn hér fyrir neðan.

Rafgeymarnir geyma rafmagnið og hlaðið er inn á þá frá rafveitunni. Ekki kalla rafgeymi rafhlöðu við notum rafhlöður t.d. í reykskynjara og önnur smátæki.

Í Nissan Leaf er hleðslutækið í bílnum fyrir riðstraumshleðsluna(AC) en fyrir jafnstraums(DC) hraðhleðsluna eru hleðslutækin eða hlöðurnar fyrir utan bílinn enda yfirleitt stór um sig, nánari lýsing neðar.

Dokkur eru enn í þróun, þegar þær koma á markaðinn er bílnum ekið yfir dokkuna sem er á gólfinu undir bílnum í bílastæðinu og byrjar hleðslan sjálfkrafa án þess að þurfi að stinga í samband.

Útblástur er enginn frá rafmagnsbílum sem hafa einungis rafmótora og því mun umhverfisvænni en brunahreyfils bílar.

Lágspennuhluti rafmagnsbíla eins og Nissan Leaf 2015 árgerð er um 400 Volt og smáspennuhlutinn er 12 Volt. Skilgreining á spennu er smáspenna er spenna undir 50 Voltum, lágspenna er spenna frá 50 voltum og upp í 1000 Volt, háspenna er spenna hærri en 1000 Volt.

Rafmótorinn er yfirleitt þriggjafasa skamhlaupsmótor með segulmögnuðum snúð(anker), þannig verður hann virkari og breytist auðveldlega í rafal sem nýtist í að hægja ferðina, halda við niður brekkur, skila hluta af orkunni aftur til rafgeymana og ekki má gleyma að nefna minkar einnig slitið á bremsuklossum og diskum. Engin kol eru í þessum mótorum.

Rafbíllinn Nissan Leaf 2017 og eldri.

Rafvélin í Leaf.

Rafmórorinn og niðurfærslugírinn og framdrifið.

Rekstur á Nissan Leaf 2015

Miða við mína notkun í júní 2018 kostuðu 100km kr. 151.- sem jafngildir 0,75 lítrum á hundraði m.v. að bensínlítirinn kosti kr. 200.- 23.7.2018

Engin olíuskipti á vél.

Á rafvélinni er vatnskæling og því gott að gefa því auga þegar bætt er á rúðupissið. Ég mæli með að gírinn og drifið sé skoðað þriðja hvert ár líka.

Afköst

Nissan Leaf 2016 og eldri eru með 24kWh rafgeyminum hentar ekki vel til langferða, drægnin er einfaldlega of stutt. Uppgefin drægni er 199km og það miðast við góðar aðstæður ekki íslenskar aðstæður.

Rafmótorinn er 109 hestöfl 254Nm tork og bíllinn er því fljótur frá 0 km hraða í löglegan hámarkshraða(90km)

Nýrri Nissan Leaf eru 150 og 215 hestöfl og 62 kílóvattstunda geymir sem gefur möguleika á 385km drægni.

Miðstöðin er fljót að hitna enda virkar hún eins og venjulegur rafmagnshitablásari, flestir ef ekki allir Leaf bílarnir eru með loftkælingu líka.

Hleðslutækið sem er innbyggt í bílinn og sér um hleðslustýringuna á rafgeymunum er bara 3,3kW og hefði ég viljað að 6,6kW tækið hefði verið í þessum Leaf Tekna því það kom fyrir að það þurfti að nota bílinn meira en venjulega. 3,3kW hleðslutækið tók um 15,5A(RMS mæling) sem dugði til að hlaða bílinn á tveimur til þremur tímum en það kom fyrir að eftir aðeins klukkutíma í hleðslu þurfti ég að fara fleiri snattferðir og þá hefði verið betra að vera með 6,6kW hleðslutækið í honum eða 29A en þá hefði að sjálfsögðu þurft einnafasa 32A hleðslustöð á vegginn. Takið eftir því að hleðslustöðin(AC) stýrir ekki hleðslu rafgeymana í bílunum hún er í raun bara greinartafla til að verja rafkerfi hússins.

Rafbíllinn Tesla

Tesla hefur markt fleira að bjóða en Nissan Leaf eins og stærri geyma eða meiri rýmd, aldrif, mun kraftmeiri og bæði sportbíla og jepplingagerðir eru í boði hjá þeim ásamt því að vera tiltölulega ódýrir eins og model 3 bílinn.

Fyrir rafbílaeigendur sem hafa hug á því að fjárfesta í hleðslustöðvum er betra að fara strax í 32A stöðvar hvor sem þær eru einna fasa eða þriggja fasa, það er meiri framtíð í því og óveruleg kostnaðaraukning.

Enn sem komið er eru einbýlishús og raðhús og eitthvað af fjölbýlishúsum sem gera þessum bíleigendum þetta mögulegt og þá meina ég heima hjá sér því þar er ódýrast að hlaða bílana. Á höfuðborgarsvæðinu er mest hægt að fá 3X50A stofn inn í einbýlishús og þá er hægt að setja upp hleðslustöð sem tekur 3X40A(28kW) ekki 3X50A því eitthvað þarf heimilið á sama tíma.

Fyrir aðra sem hafa ekki tök á að hlaða heima hjá sér og geta notað hraðhleðslustöðvar þá sé ég fyrir mér að nota háspennuna frá spennustöðvunum sem eru í öllum hverfum og setja upp hleðslusvæði með nokkrum jafnstrumshleðslutækjum(DC hleðslustöðvar) í hverju kverfi, fyrir mér er þetta besta leiðin til að flýta fyrir orkuskiptunum!. Þetta yrðu að vera hleðslutæki sem hlaða 100kWh geyma á 10 til 20 mínútum.

Hér eru fróðleg myndbönd frá Tesla bæði góð lýsing á virkni móttorsins og á rafgeyminum líka.

Rivian jeppinn er með fjóra rafmótora, mjög öflugur og til í 600km drægni útgáfu, 180kWh. Hann verður komin á götuna seinnipartinn 2020.

Rafkerfi bygginga og hvað þarf að varast

Flestum rafmagsbílum fylgir hleðslusnúra með tveggja pinna jarðtengdri kló. Á snúrunni er stýribox sem kemur í veg fyrir að straumurinn fari yfir 8,5 amper(8,5A). Þetta er gert til að minka hættuna á skemdum og jafnvel bruna meðan bílarnir eru í hleðslu í venjulegum tveggja pinna tengli. MVS

Ef tveir bílar eru settir samtímis í hleðslu á sömu grein/tengil(1,5q) og tala ekki um framlengingarsnúru verður straumtakan 16-17 amper og þá er voðinn vís.

Sjá nánar á Mannvirkjastofnun

Straumur upp á 8,5 amper(8,5A) í lengri tíma er of mikið álag fyrir lélegar framlengingarsnúrur og er því bannað að nota þær við hleðslu rafbíla vegna eldhættu.

Mun öruggara er að nota þriggjapinna iðnaðartengil 16 Amper(16A), leggja þarf 2,5 fermillimetra(2,5q) víra að tenglinum og einnig er krafist bilunarstraumsrofa af B-gerð sem skynjar ekki bara riðspennuleka heldur einnig jafnspennuleka sem er nauðsynlegt þar sem rafbílar geta lekið jafnspennu út á rafkerfi hússins. Ef bíllinn lekur jafnspennu út þá getur venjulegur lekaliði(AC) orðið óvirkur sem er hættulegt. Til eru fleiri leiðir að verjast DC leka en fer ekkert nánar í það hér. Myndin er af 16A iðnaðartengli eins og á að nota við hleðslu rafbíla upp að 16A.

Hleðslutækið í bílnum sér um það hve mikin straum það tekur af húsveitunni í samráði við það sem kallað er hlöður(hleðslustöðvar) sem eru ekkert annað en greinatöflur með straumstýringarbúnaði. Hvernig fer þessi stýring framm, jú hleðslutækið í bílnum sendir merki á kassabylgjuformi eftir öðrum eða einum stýristraumsvírnum í kaplinum sem er á milli hlöðunnar(hleðslustöðvarinnar) og bílsins og þetta merki gefur hlöðunni merki um að bíllinn sé komin í samband en einnig er viðnám í rásinni sem gefur hlöðunni merki um hve mikin straum bílinn getur tekið af húsveitunni og þar erum við komin að kjarna málssins með einu litlu viðnámi er stýrt því hve mikinn straum bíllinn getur tekið af húsveitunni og straumurinn getur verið frá 6A til 80A og gefur því auga leið að það þarf að gera miklar breytingar á rafmagnstöflum og lögnum svo rafkerfi hússins geti borið þann straum svo ekki á illa að fara og er bara í höndum löggiltra rafverktaka að framkvæma slíkar breytingar enda tikynningarskylt til mannvirkjastofnunar(MVS). Stýriliði í töflunni eða hlöðunni gefur bílnum merki um mesta straum sem bíllinn má taka af húsveitunni.

Gott er að hafa það á hreinu að hleðslustöðin gefur ekki meiri straum til bílsins en rafeindabúnaðurinn í bílnum óskar eftir!

Það er líka mikilvægt að hafa í huga að hleðslustöðin ver rafkerfi hússins, bæði hvað varðar straumtakmörkun og jafnstraumsleka.

Verksmiðjuframleiddar hlöður þurfa að vera samþykktar og vera með CE merkingu og það þarf alltaf löggiltan rafverktaka til að leggja að hlöðunni og taka verkið út.

Gætið að því að þegar keypt er hleðslusnúran milli bílsins og hlöðunnar að snúran geti í fyrstalagi borið strauminn sem í gegnum hana á að fara og viðnámsstærðin sé í samræmi við strauminn sem er leyfður í gegnum hlöðuna. Ef ég tek dæmi: bílinn er með hleðlugetuna/strauminn 63A og hlaðan leyfir 63A en hleðslusnúran á milli bíls og hlöðu er m.v. 16A þá er augljóst að þarna stefnir í óefni, kapallinn brennur.

Tafla yfir stærð hleðslustöva

Fjöldi fasa Straumur Kólóvött Lýsing
Einn fasi 10A 2,3kW Hleðslusnúran sem fylgir flestum rafbílum
Einn fasi 16A 3,7kW Riðstraums hleðslustöð
Einn fasi 32A 7,4kW Riðstraums hleðslustöð
Þriggja fasa 16A 11kW Riðstraums hleðslustöð
Þriggja fasa 32A 22kW Riðstraums hleðslustöð
DC hraðhleðsla 50kW og meira Jafnstraums hleðslutæki.

Greinartafla(rafmagnstafla) upp á vegg sem er hægt að útfæra á alla vegu til hleðslu á bæði tvinn og rafbílum frá einum fasa í þrjá fasa og frá 16A(16 amperum) og upp í 32A og meira ef þörf er á því.

Hver er ávinningurinn að fara þessa leið jú það þarf bara eina greinartöflu til að hlaða allar helstu gerðir af rafbílum sem kemur sér vel þar sem tveir eða fleiri rafbílagerðir eru á heimilinu og svo er fólk að skipta nokkuð reglulegu um bíla.

Ef það þarf að hlaða tvo eða fleiri bíla samtímis þá er greinartaflan sett upp með það í huga og innvolsið er þá tvöfalt eða þrefalt ef á þarf að halda. Þetta er ekkert vandamál fyrir íslenskan rafiðnað og svo er allt löglegt enda unnið eftir staðlinum Íst 200-2006 sem er íslenska rafmagnsreglugerðin.

Orkuskiptin byrja heima hjá okkur.

Fyrir sameignir í bílakjöllurum og opnum svæðum þarf meiri búnað eins og aðgangsstýringar og álagsstýringar, ekki má oflesta rafmagnsstofninn.

Nokkrar myndir í viðbót neðar, fyrst kassabylgjan sem bílinn sendir á hlöðuna eins og hún birtist á sveiflusjánni.

Þetta eru samskiptin milli bílsins og hleðslustöðvarinnar og því mikilvægt að nota rétta snúru sem hæfir hleðslugetu bílsins.

Typa 2 klóin.

Jafnspennuhleðslutæki(DC) í þeim er mun flóknari búnaður enda sjá þau alveg um hleðsluna og hleðslutækið í bílnum er óvirkt á meðan.

Grunnmynd af jafnspennutæki(DC).

CHAdeMO hraðhleðsluklóin eins og er fyrir Nissan Leaf og fleiri.

Engin ábyrgð er tekin á prentvillum!