Typy konektorů pro nabíjení EV ve světě

Jak je u každé nové technologie zvykem, na začátku vznikne více různých typů, vždy podle toho, co kdo považuje za nejlepší a až časem dojde ke standardizaci a zjednodušení. Do takové míry do jaké je to možné. Bylo to tak s nabíjecími konektory u mobilních telefonů, dnes je to tak s konektory u nabíjecích kabelů pro elektromobily.

Rychlost nabíjení závisí na třech komponentech - na nabíjecí stanici, která je zdrojem proudu, na nabíjecím kabelu a na palubní nabíječce. V tomto článku je podíváme na důležitou část každého nabíjecího kabelu - jeho konektor.

Jednotlivé typy ve světě

Pro zjednodušení lze rozdělit jednotlivé typy konektorů podle toho, v jakých regionech se nejčastěji vyskytují. I když se jedná pouze o zjednodušený přehled. AC nabíjecí stanice obvykle nemají pevně přidělaný nabíjecí kabel a řidič si tak vozí s sebou ten kabel, který pasuje k jeho autu a problém s typy konektorů je tak eliminován.

DC rychlonabíjecí stanice mají vždy kabel přidělaný kvůli bezpečnosti, protékajícímu proudu, ceně a váze. Je tedy potřeba vybrat takovou stanici, která má odpovídající typ kabelu.

V následující části nabízíme rychlý přehled vývoje a především popis jednotlivých konektorů.

AC konektory

První elektromobily, jako například General motors EV1, používaly ke svému nabíjení indukční spojení, kde k přenosu proudu dochází pomocí elektromagnetické indukce. Tento způsob nabíjení se ale dlouhodobě neprosadil, protože v té době nebyl dostatečně efektivní. (Dnes je občas slyšet návrhy na opětovný návrat k indukčnímu nabíjení a Norsko je v tomto ohledu nejpokrokovější.) Vznikl tak požadavek s elegantním názvem SAE J1772-2001 na návrh vodivého spojení, kde by ještě navíc bylo možné vytvořit spojení s palubou a se systémem infotainment.

J1772 - Typ 1 (Yazaki)

V Kalifornii tak v roce 2001 vznikla hranatá zástrčka se jménem J1772, která ale byla schopná pouze výkonu 6,6 kW a tak společnost Yazaki v roce 2008 navrhla novou zástrčku s výkonem 19,2 kW, která se od roku 2010 stala standardem pro všechna americká vozidla. Yazakiho návrh je dnes nová J1772, kterou v angličtině nazývají pouze J-plug anebo Typ 1.

Původní Avcon konektor splňující specifikace J1772. Zdroj: https://www.wikiwand.com/en/SAE_J1772

Původně měly elektromobily i v Evropě tento typ konektoru, ale jsou dnes na ústupu a používají se především v Americe a v Asii. Nicméně i v Evropě starší elektromobily a hybridní auta tuto zásuvku mají a jako ostatní vozy si vozí vlastní kabel, případně adaptér, a mohou tedy normálně nabíjet na všech AC stanicích. Hlavní nevýhodou této zásuvky je, že umožňuje využít pouze jednu fázi a nepodporuje automatický systém zamykání.

Typ 2 (Mennekes)

Evropská auta využívala konektoru Typu 1, dokud hlavní evropské automobilky nezačaly hledat nové řešení, která by dokázalo využít všechny tři fáze. V roce 2003 byl specifikován standard IEC 62196 podle kterého byla vyrobena zástrčka Typu 2 "mennekes", která se stala novým evropským standardem. Díky tomu, že obě zástrčky (typ 1 a typ 2) využívají ke komunikaci stejný signalizační protokol J1772, tak automobilky mohou vyrábět vozidla stejným způsobem a pouze na závěr instalují takový typ zásuvky, který odpovídá trhu, kde se vůz bude prodávat. Mezi těmito typy také existují pasivní adaptéry. Důležitou výhodou Typu 2 je také to, že podporuje automatický uzamykatelný systém.

(Zástrčka typu 2 nese jméno Mennekes, protože stejnojmenná německá firma byla oslovena, aby vypracovala návrh této zástrčky, v textech pak začala být uvádět termín "design Mennekes" a mezi širokou veřejností se to ustálilo.)

Tesla Model S a Model X prodávaný v Evropě má také zástrčku Typu 2 pouze v lehce pozměněné variantě a využívá tento konektor také pro síť nabíječek Tesla Supercharger, kde nabíjí pomocí DC.

GB/T standard

V Číně pod dozorem standardizační komise Guobiao byla vyvinuta GB/T zástrčka, která se používá pouze zde. To, že v zemi neexistují různé typy konektorů, které by si konkurovaly, rozhodně usnadňuje rozvoj nabíjecí infrastruktury. Je také potřeba poznamenat, že Čína je země s nejhustší sítí nabíjecích stanic a má největší podíl elektrických aut na světě.

Na první pohled se sice zdá, že je stejná jako Typ 2, ale kabely uvnitř jsou uspořádané v obráceném pořadí a nejsou tedy kompatibilní.

DC konektory

DC nabíjení stejnosměrným proudem umožňuje nabít vůz výrazně rychleji než v případě AC nabíjení střídavým proudem. V současné době jsou nejčastější nabíjecí stanice o výkonu 50 kW, ale již jsou obvyklé i stanice o výkonu 150 kW, a objevují se 270 kW a 350 kW, což se projevuje na neustálé potřebě vyvíjení účinnějších konektorů.

CCS - Typ 1 a Typ 2 (Combined Charging System)

CCS, nebo-li kombinovaný nabíjecí systém, je krásně elegantní řešení pro rychlé nabíjení stejnosměrným proudem. Jedná se o původní zástrčky, buď Typu 1 či Typu 2, ke kterým jsou v dolní části přidány další dva kolíky. V případě DC nabíjení fungují tyto dva dolní kolíky a z horní část se nabíjení účastní komunikační pin a zemnící vodič, který zajišťuje referenční nulový bod pro ochranné systémy.. Tyto typy konektorů dokáží unést výkon až 350 kW.

V současné době se jedná o nejpopulárnější typ DC nabíjení. CCS Typu 1 je běžný ve Spojených státech, zatímco v Evropě se používá CCS Typu 2. Snahy Evropského parlamentu povolit pouze CCS 2 a ostatní zástrčky postupně z Evropy odstranit sice neprošly, ale i tak tento standard zatím vítězí, především proto, že auto pak má pouze jednu zásuvku. V případě využití konektoru CHAdeMO, vůz musí mít vždy dvě zásuvky.

Jelikož CCS používá jiný komunikační protokol, tak není kompatibilní s CHAdeMO a GB/T nabíjecími stanicemi a jsou potřeba speciální adaptéry, které nejsou snadno k sehnání.

CHAdeMO

CHAdeMO je původní DC zástrčka vvyvinutá pěti japonskými automobilkami, které se od roku 2010 pokoušely prosadit tento konektor jako globální standard. To se sice nepodařilo, ale i tak počet nebíječek s CHAdeMO stoupal. Z 10 000 v roce 2015 na 25 600 v roce 2019 (z toho 9 200 se jich nachází v Evropě a 7 600 v Japonsku).

Evropský parlament se pokusil prosadit směrnici, díky které měl tento konektor z Evropy postupně zmizet ve prospěch CCS. Současné znění této směrnice uvádí, že každá rychlonabíjecí stanice musí mít alespoň CCS konektor. Nabíjecí stanice tak mohou mít bez problému více konektorů. Výrobci elektromobilů ale od konektorů CHAdeMO sami upouští. V současné chvíli se vyrábí pouze dva elektromobily s tímto konektorem a jeden z nich, Nissan, oznámil, že přechází k CCS konektorům. A tak se zdá, že tento standard bude běžný pouze v Japonsku a v Číně.

V roce 2018 Asociace CHAdeMO představila druhou verzi svého konektoru, který umožňuje nabíjet až 400kW. A v současnosti spolupracuje s Čínou na vývoji ultra-rychlého konektoru schopného nabíjet až 900 kW.

GB/T

Stejně jako u AC nabíjení, tak i pro DC nabíjení má Čína své vlastní standandardy. V současné době spolupracuje GB/T s CHAdeMO na vývoji třetí generace konektorů, který by měl být schopen přenášet 900 kW.

Tesla

Tesla je samozřejmě tématem sama pro sebe a má odlišné konektory než jakákoliv jiná značka, což umožňuje zákazníkům Tesly nabíjet na jejich vlastních nabíjecích stanicích, které neumí využít jiné vozidlo.

Zároveň ale Tesla nabízí i adaptéry pro ostatní typy zástrček a tak pro jejich vozy není problém využít nabíjecí stanice se zástrčkou Typu 1 či CHAdeMO.

Ve válce o vítěznou DC zástrčku se v Evropě Tesla u svého Modelu 3 přiklonila k zástrčce CCS Typu 2.

Pokud Vás článek o konektorech zajímal a chtěli byste se dozvědět více o AC/DC nabíjení či o tom, jaké jsou výhody vlastní AC nabíjecí stanice, čili wallboxu,anebo mnohá další témata, připravili jsme pro Vás sérii článků v sekci Znalostní centrum.